TRIBOLOGY مطالعه سطح متقابل در حرکت

با این حال ، مکانیسم واقعی اصطکاک لغزشی در سطح میکروسکوپی رخ می دهد ، به این معنی که نظریه های تریبولوژیکی در مورد اصطکاک نیز شامل توپوگرافی سطوح است. تریبولوژیست بین ناحیه تماس واقعی و ناحیه تماس اسمی (ابعاد هندسی) تفاوت ایجاد می کند ، که این امر خلأها یا قسمتهای غیر تماس یک عنصر جامد را به حساب می آورد. مکانیسم های مسئول فرآیند تبدیل انرژی در سطح نزدیک عبارتند از:

سایش چیست؟

Wearis به عنوان از دست دادن مواد برگشت ناپذیر سطوح متقابل تعریف شده است. فرآیندهای اولیه فیزیکی و شیمیایی در منطقه تماس یک جفت لغزنده که منجر به تغییر در مواد و شکل شرکای اصطکاک می شود ، به عنوان مکانیسم سایش شناخته می شوند. این مکانیسم های سایش شامل موارد زیر است:

مکانیسم اصطکاک و سایش به شدت تحت تأثیر ساختار سیستم تریبولوژیکی و همچنین استرس جمعی ناشی از آن است:

μ=f (ساختار تریبو (t) ، استرس جمعی ناشی از (t))

w=f (ساختار tribo (t) ، استرس جمعی ناشی از (t))

مکانیسم اصطکاک و سایش به صورت جداگانه رخ نمی دهد ، بلکه از طریق برهم زدن مکانیزم هایی که کمی سازی و کنترل آنها چالش برانگیز است ، رخ نمی دهد. این برهم نهی در سیستم های تریبو-فنی به نسبت غیرقابل تشخیص و به نسبت هایی که در هر زمان و مکان متفاوت هستند رخ می دهد ، محاسبه فرایندهای اصطکاک و سایش در یک تماس تریبو تقریباً غیرممکن است. به همین دلیل آزمون های تریبولوژیکی برای تخمین رفتار تریبولوژیکی بسیار مهم هستند. اگر ما می خواهیم داده ها و تحقیقات مکانیسم گرا با اندازه گیری تریبولوژیکی را تفسیر و درک کنیم ، به دانش کامل مکانیسم های عملکرد در یک تریبو تماس نیاز داریم.

تریبولوژیست ها اصطکاک ، سایش و روغنکاری را بر اساس برنامه های زیر طبقه بندی می کنند:

• رژیم اصطکاک 0:اصطکاک جامد: اصطکاک بین تماس مستقیم سطوح جامد و بدون هرگونه روان کننده ایجاد می شود.

• رژیم اصطکاک I:اصطکاک مرزی: اصطکاک جامد ، که در آن سطوح شرکای اصطکاک با یک فیلم روان کننده مولکولی پوشانده شده اند که هیچ ظرفیت حمل بار را ندارد. روان کننده در اصطکاک و خصوصیات سایش تأثیر دارد.

• رژیم اصطکاک II:اصطکاک مخلوط: رژیم اصطکاک I و III با هم وجود دارند. مقدار اصطکاک ترکیبی از اصطکاک جامد و هیدرودینامیکی است. یک فیلم مایع ایجاد شده توسط روان کننده دارای ظرفیت حمل بار است.

• رژیم اصطکاک III:اصطکاک هیدرودینامیکی: مقدار اصطکاک با برش در مایع تعیین می شود. ظرفیت حمل بار فیلم مایع از تماس مستقیم دو سطح جامد جلوگیری می کند.

• رژیم بپوشید:میزان سایش زیاد به دلیل اصطکاک جامد و تماس مستقیم سطوح.

• از رژیم b استفاده کنید:مقادیر سایش کمتر به دلیل فیلم مایع مولکولی.

• از رژیم c استفاده کنید:سایش ملایم به دلیل جداسازی جزئی سطوح از طریق یک فیلم مایع ضخیم تر.

• از رژیم بپوشید:"سایش صفر" ، حاصل فیلم مایع هیدرودینامیکی یا الاستوهیدرودینامیکی است که از تماس مستقیم دو سطح جلوگیری می کند.

با استفاده از سه گانه برای تحمل طراحی ، چه عواملی را می توان بدست آورد؟

چگونه Tribology می تواند منجر به بهبود محصول قابل اندازه گیری شود؟

آزمایش های تریبولوژیکی به ما امکان می دهد تا اطلاعاتی در مورد عملکرد تریبو مواد برای هدایت طرح های جدید و بهتر مواد بدست آوریم. سپس می توانیم ترکیبات مواد را هدف قرار دهیم تا به ویژگی های خاص و بهتر تریبولوژیکی دست یابیم.

نتایج آزمایش تریبولوژیک و روش های تحلیلی سطح به ما کمک می کند تا عملکرد تریبو شامل اصطکاک و سایش ، مکانیسم های خرابی ، سینتیک فیلم های انتقال مواد موجود و نمونه های اولیه جدید را بر اساس عوامل و تأثیرات مختلف تخمین بزنیم. این اطلاعات به ما کمک می کند متغیرهایی مانند تأثیرات ترکیبات مختلف مواد از جمله پرکننده ، غلظت پرکننده ، اثرات هم افزایی پرکننده ها ، ساختار مواد و همچنین تأثیر عناصر دیگر آنها در ساختار سیستم را مشاهده و درک کنیم.

چگونه Tribology کارایی را بهبود می بخشد و عمر مفید مواد تحمل را افزایش می دهد؟

سطوح تماس از نظر تریبولوژیکی بهینه شده است

• شناسایی عوامل حیاتی تأثیرگذار بر سیستم تریبو

• شناسایی راه حل های بهبود کارایی و کاهش سایش ، از جمله:

• استفاده از اصطکاک و سایش مواد بهینه شده.

• بهینه سازی جفت شدن مواد ، که منجر به اصطکاک کم و سطح سایش می شود.

• انتخاب و استفاده از روان کننده های صحیح.

• رسیدن به تغییرات طراحی که تأثیر مفیدی بر عملکرد کلی سیستم تریبو دارند.

برخی از نمونه های پیشرفت فن آوری تحمل تحقیقات قبیله ای ارائه شده است؟

برای مروری بر پیشرفتهای تاریخی در فناوری تحمل ، که توسط تحقیقات تحقیقاتی تبیین شده است ، بخوانیداین مقاله در مجله Eureka. این شامل یاطاقان غلتکی ابتدایی مورد استفاده مصریان باستان ، یاطاقان توپ ، رومیان 40BC ، نقش عملیات حرارتی فولاد سخت شده و سرامیک های پایه اکسید است. این مقاله همچنین شامل توسعه اولین بلبرینگ ساده-روان کننده فلز-پلیمر ساده توسط GGB است.

تریبولوژی در چه صنایع و کاربردهایی مفید است؟

تریبولوژی در برنامه هایی که دو سطح تماس در ارتباط با یکدیگر حرکت می کنند نقش اصلی را بازی می کند. برخی صنایع به دلیل حساسیت مأموریت ، نیازهای عملیاتی مداوم یا شرایط شدید ، تقاضای بیشتری از سیستم های تریبولوژیکی دارند.

چه چیزی لازم است یک مهندس در مورد طراحی محصولات یا تجربیات / اصطکاک در مورد آنها فکر کند؟

این بستگی زیادی به کاربرد دارد. بعضی از برنامه ها به اصطکاک کم (به عنوان مثال مواد تحمل کننده) نیاز دارند در حالی که برخی دیگر به اصطکاک زیاد نیاز دارند (به عنوان مثال سیستم های ترمز). برای بیشتر کاربردها ، حداقل سایش مواد اصلی ترین هدف است. برای بسیاری از برنامه ها ، یک نقطه شیرین تعریف شده بین سطح اصطکاک کم و عملکرد خوب سایش اغلب هدف قرار می گیرد.

هنگام طراحی آزمایشاتی که اصطکاک و سایش را توصیف می کنند ، آزمایش تریبولوژیک را می توان در یکی از شش دسته اصلی قرار داد ، از آزمون های صحرایی در گروه I گرفته تا ساده ترین تست های آزمایشگاهی مدل VI.

دسته I:یک آزمایش میدانی در شرایط عملیاتی عادی انجام می شود ، که ممکن است شامل شرایط عملیاتی طولانی تر باشد. این نتیجه در تکرار ضعیف است اما نزدیک به نیازهای دنیای واقعی است که سیستم تریبولوژیک با آن روبرو خواهد شد.

رده دوم:آزمایشات با یک قطعه کامل از تجهیزات در محیط گیاه انجام می شود. این آزمایشات ممکن است نتایج نزدیک به شرایط عملیاتی عادی را بدست آورند و می توانند در طی یک دوره زمانی برای تکرار شرایط عملیاتی گسترده در حالی که تأثیرات محیطی را محدود می کنند ، انجام شوند.

دسته III:اجزا ، زیر سیستم ها یا مجموعه ها در یک آزمایشگاه تقریباً با شرایط عملیاتی نرمال تقریب آزمایش می شوند ، که دارای تکرارپذیری متوسط ​​است

رده چهارم:آزمایش آزمایشگاهی بر روی اجزای استاندارد سریال با استفاده از دستگاه آزمایش آزمایشگاه کوچک انجام می شود.

رده V:آزمایشات روی نمونه با تجهیزات آزمایش انجام می شود تا شرایط عملیاتی عادی را با تکرارپذیری عالی ارائه دهد.

رده ششم: یک تست نیمکت با تجهیزات تست آزمایشگاهی ساده انجام می شود.

لازم به یادآوری است که در دسته های I تا III ، ساختار سیستم دانه اصلی اصلی ثابت است و فقط استرس جمعی ساده می شود. دسته های II و III تنش های جمعی قابل تکرار بیشتری را نسبت به دسته اول ارائه می دهند. در مقابل ، در دسته های IV تا VI ، ساختار سیستم با ضرر کاهش قابل پیش بینی بودن در قابلیت انتقال نتایج آزمون به سیستم های عملی و فنی مقایسه ای ساده می شود. رده های IV تا VI اندازه گیری بهتری از زیر گروه تماس ، هزینه کمتر و بازه زمانی آزمایش دقیق تر را ارائه می دهند.1بنابراین با یک ترتیب صعودی از گروه های آزمون ، زمان آزمون و همچنین هزینه آزمون به طور قابل توجهی افزایش می یابد ، اما قابلیت انتقال نتیجه آزمون نیز افزایش می یابد.

چگونه می توانیم دسته های آزمون را در یاتاقان سیستم ساب تریبو اعمال کنیم؟

آزمایش های آزمایشگاهی مواد تحمل را می توان به چهار دسته اصلی تقسیم کرد:

• شرح عملکرد محصول ، که شامل دسته های IV و III برای اطمینان از قابلیت انتقال نتایج است.

• نظارت بر تولید / ساخت ، از جمله دسته های VI تا IV ، با دسته III نیز امکان پذیر است.

• آزمایش بلبرینگ مربوط به مشتری ممکن است شامل رده های III تا V باشد ، بخاطر داشته باشید که رده V تنها در صورتی مرتبط است که تست بتواند تا حد امکان به برنامه تطبیق یابد.

• همه دسته ها ممکن است برای حمایت از طراحان مواد استفاده شوند ، دسته های پایین تر در مراحل اولیه توسعه برای پیش انتخاب و دسته های با تعداد بالاتر به دلیل در دسترس بودن اجزای فرعی و محصول نهایی ، دسته بندی می شوند.

1هورست چیچوس ، کارل-هاینز حبیگ: Tribologie Handbuch: Tribometrie ، Tribomaterialien ، Tribotechnik ، Vieweg + Teubner Verlag ، 2010

رویکرد GGB برای توسعه راه حلهای تحمل از طریق آزمایش سه گانه چیست؟