TRIBOLOĠIJA L-Istudju ta 'Uċuħ Interattivi f'Moviment

Madankollu, il-mekkaniżmu attwali tal-frizzjoni li tiżżerżaq iseħħ f'livell mikroskopiku, li jfisser li teoriji triboloġiċi dwar il-frizzjoni jinvolvu wkoll it-topografija tal-uċuħ. It-tribologu jiddistingwi bejn iż-żona ta 'kuntatt reali u ż-żona ta' kuntatt nominali (dimensjonijiet ġeometriċi), li jammonta għal kwalunkwe vojt jew porzjonijiet li ma jikkuntattjawx ta 'element solidu. Il-mekkaniżmi responsabbli għall-proċess tat-trasformazzjoni tal-enerġija fiż-żona tal-wiċċ qrib jinkludu:

X'inhu jilbes?

Ilbes huwa definit bħala t-telf materjali irriversibbli ta 'uċuħ li jinteraġixxu. Proċessi elementari fiżiċi u kimiċi fiż-żona ta 'kuntatt ta' slidingpairing li sussegwentement iwasslu għal bidla fil-materjal u l-għamla ta 'l-imsieħba tal-frizzjoni huma magħrufa bħala mekkaniżmi ta' xedd. Dawn il-mekkaniżmi tal-ilbies jinkludu:

Il-mekkaniżmi tal-frizzjoni u l-użu huma affettwati bil-qawwa mill-istruttura tas-sistema triboloġika kif ukoll mill-istress kollettiv indott:

µ=f (tribo-struttura (t), stress kollettiv indott (t))

w=f (tribo-struttura (t), stress kollettiv indott (t))

Mekkaniżmi ta 'frizzjoni u xedd ma jseħħux b'mod iżolat, iżda pjuttost permezz ta' superpożizzjoni ta 'mekkaniżmi li huwa ta' sfida biex tikkwantifikahom u tikkontrolla għalihom. Din is-superpożizzjoni sseħħ f'sistemi tribo-tekniċi fi proporzjonijiet li ma jinstabux u fi proporzjonijiet li jvarjaw matul il-ħin u l-post, li jagħmilha kważi impossibbli li jiġu kkalkulati l-proċessi ta 'frizzjoni u xedd f'kuntatt ta' tribo. Huwa għalhekk li t-testijiet triboloġiċi huma tant kruċjali biex tiġi stmata l-imġieba triboloġika. Jekk irridu ninterpretaw u nifhmu dejta mkejla triboloġikament u riċerka orjentata lejn il-mekkaniżmu, neħtieġu għarfien sħiħ tal-mekkaniżmi li jaġixxu f'kuntatt tribo.

It-triboloġisti jikklassifikaw il-kundizzjonijiet tal-frizzjoni, xedd u lubrikazzjoni skont l-iskedi li ġejjin:

• Reġim ta 'Frizzjoni 0:Frizzjoni solida: Il-frizzjoni hija maħluqa bejn uċuħ solidi li jikkuntattjaw direttament mingħajr ebda lubrikant.

• Reġim ta 'Frizzjoni I:Frizzjoni tal-konfini: Frizzjoni solida, li fiha l-uċuħ tas-sħab tal-frizzjoni huma mgħottija b’film tal-lubrikant molekulari li m’għandux kapaċità ta ’ġarr ta’ tagħbija. Il-Lubrikant għandu influwenza fuq il-karatteristiċi tal-frizzjoni u l-użu.

• Reġim ta 'Frizzjoni II:Frizzjoni mħallta: Ir-reġim ta ’frizzjoni I u III jeżistu flimkien. Il-valur tal-frizzjoni huwa taħlita ta 'frizzjoni solida u idrodinamika. Film fluwidu maħluq mill-lubrikant għandu kapaċità ta 'ġarr tat-tagħbija.

• Reġim ta 'frizzjoni III:Frizzjoni idrodinamika: Il-valur tal-frizzjoni huwa ddeterminat permezz tal-qtugħ fil-fluwidu. Il-kapaċità tal-ġarr tat-tagħbija tal-film fluwidu tipprevjeni kuntatt dirett bejn iż-żewġ uċuħ solidi.

• Reġim ta 'lbies a:Rati għoljin ta 'xedd minħabba frizzjoni solida u kuntatt dirett tal-uċuħ.

• Reġim ta 'lbies b:Valuri ta 'xedd aktar baxxi minħabba film ta' fluwidu molekulari.

• Reġim ta 'lbies c:Ilbies ħafif minħabba separazzjoni parzjali ta 'l-uċuħ permezz ta' film fluwidu eħxen.

• Reġim ta 'lbies d:"Ilbies żero," li jirriżulta minn film fluwidu idrodinamiku jew elastoidrodinamiku li jipprevjeni kuntatt dirett taż-żewġ uċuħ.

X'INHU RIŻULTATI JISTA 'JINTLAĦQU BL-APPLIKAZZJONI TAT-TRIBOLOĠIJA GĦAD-DISINN LI JKOLLHOM?

Kif tista 't-Triboloġija twassal għal titjib tal-prodott li jista' jitkejjel?

L-ittestjar triboloġiku jippermettilna niksbu informazzjoni dwar il-prestazzjoni tribo tal-materjali biex issuq disinji ta 'materjali ġodda u aħjar. Imbagħad nistgħu nimmiraw lejn kompożizzjonijiet materjali biex niksbu proprjetajiet triboloġiċi speċifiċi u aħjar.

Ir-riżultati tat-test triboloġiku u l-metodi analitiċi tal-wiċċ jgħinuna nistmaw il-prestazzjoni tat-tribo inkluż frizzjoni u xedd, mekkaniżmi ta 'falliment, kinetika ta' films ta 'trasferiment ta' materjali eżistenti u prototipi ġodda bbażati fuq diversi fatturi u influwenzi. Din l-informazzjoni tgħinna naraw u nifhmu varjabbli bħall-effetti ta 'diversi kompożizzjonijiet materjali inkluż mili, konċentrazzjoni tal-mili, effetti sinerġiċi tal-mili, struttura tal-materjal kif ukoll l-impatt ta' elementi oħra tal-istruttura tas-sistema tagħhom.

It-Triboloġija kif ittejjeb l-effiċjenza u testendi l-ħajja tas-servizz tal-materjali li jġorru?

Uċuħ ta 'kuntatt ottimizzati triboloġikament

• Identifikazzjoni ta 'fatturi kritiċi li jinfluwenzaw it-tribo-sistema

• Identifikazzjoni ta 'soluzzjonijiet biex titjieb l-effiċjenza u titnaqqas il-ħwejjeġ, inklużi:

• Użu ta 'frizzjoni u użu ta' materjali ottimizzati.

• L-ottimizzazzjoni ta 'tqabbil tal-materjal, li twassal għal livelli baxxi ta' frizzjoni u xedd.

• L-għażla u l-użu tal-lubrikanti korretti.

• Li tasal għal bidliet fid-disinn li għandhom impatt ta 'benefiċċju fuq il-prestazzjoni ġenerali tat-tribo-sistema.

X'inhuma xi eżempji ta 'avvanzi fit-teknoloġija tal-ġarr li tat ir-riċerka triboloġika?

Għal ħarsa ġenerali tal-avvanzi storiċi fit-teknoloġija tal-bearing immexxija mit-tribo-riċerka, aqradan l-artiklu fir-Rivista Eureka. Ikopri berings bir-rombli rudimentali użati mill-Eġizzjani tal-qedem, ball bearings użati mir-Rumani 40BC, ir-rwoli tat-trattament bis-sħana ta 'azzar imwebbes u ċeramika bbażata fuq l-ossidu. Ikopri wkoll l-iżvilupp ta 'l-ewwel karburant tal-metall-polimeru sempliċi li jillubrika waħdu minn GGB.

F'liema industriji u applikazzjonijiet hija utli t-triboloġija?

It-triboloġija għandha rwol ċentrali f'applikazzjonijiet li fihom żewġ superfiċji li jikkuntattjaw jimxu b'relazzjoni ma 'xulxin. Xi industriji jqiegħdu talbiet ogħla fuq sistemi triboloġiċi minħabba l-kritika tal-missjoni tagħhom, ħtiġijiet ta 'operazzjoni kontinwa jew kundizzjonijiet estremi.

X’HEMM BŻONN LI JINĦAŻEN INĠINIER META JIDDISINNAW PRODOTTI JEW ESPERIMENTI TA ’FROTT / ILBES?

Dan jiddependi ħafna fuq l-applikazzjoni. Xi applikazzjonijiet jeħtieġu frizzjoni baxxa (eż. Materjali li jġorru) filwaqt li oħrajn jeħtieġu frizzjoni għolja (eż. Sistemi tal-brejkijiet). Għal ħafna mill-applikazzjonijiet, l-ilbies minimu tal-materjali huwa għan primarju. Għal ħafna applikazzjonijiet, post ħelu definit bejn livelli baxxi ta 'frizzjoni u prestazzjoni tajba ta' l-ilbies huwa spiss immirat.

Meta jiġu ddisinjati esperimenti li jiddeskrivu l-frizzjoni u l-ilbies, l-ittestjar triboloġiku jista 'jitqiegħed f'waħda minn sitt kategoriji ewlenin, minn testijiet fuq il-post fil-Kategorija I sa testijiet tal-mudell tal-laboratorju l-aktar sempliċi Kategorija VI.

Kategorija I:Prova fuq il-post titwettaq taħt kondizzjonijiet operattivi normali, li jistgħu jinkludu kondizzjonijiet operattivi estiżi. Dan jirriżulta f'ripetibbiltà fqira iżda huwa viċin ir-rekwiżiti tad-dinja reali li s-sistema triboloġika se tiffaċċja.

Kategorija II:Isiru esperimenti b'biċċa kompluta ta 'tagħmir f'ambjent ta' pjanta. Dawn l-esperimenti jistgħu jiksbu riżultati qrib il-kondizzjonijiet operattivi normali u jistgħu jsiru fuq perjodu ta 'żmien biex jirreplikaw kondizzjonijiet operattivi estiżi filwaqt li jillimitaw l-impatt ambjentali.

Kategorija III:Komponenti, sottosistemi jew assemblaġġi huma ttestjati f'laboratorju approssimattiv tal-kondizzjonijiet operattivi estiżi normali, li jagħtu ripetibbiltà medja

Kategorija IV:L-ittestjar tal-laboratorju jitwettaq fuq komponenti standard tas-serje bl-użu ta 'apparat tal-impjant tal-ittestjar imnaqqas.

Kategorija V:L-esperimenti jsiru fuq kampjun b'tagħmir tat-test biex iwasslu qrib il-kondizzjonijiet operattivi normali b'ripetibbiltà eċċellenti.

Kategorija VI: Test tal-bank jitwettaq b'tagħmir sempliċi tat-test tal-laboratorju.

Huwa importanti li wieħed jiftakar li fil-kategoriji I sa III, l-istruttura tas-sistema tat-tribo-aggregat oriġinali tibqa 'konsistenti, u l-istress kollettiv biss huwa ssimplifikat. Il-Kategoriji II u III joffru tensjonijiet kollettivi aktar riproduċibbli mill-kategorija I. B’kuntrast, fil-kategoriji IV sa VI, l-istruttura tas-sistema hija ssimplifikata bl-iżvantaġġ li titnaqqas il-prevedibbiltà fit-trasferibbiltà tar-riżultati tat-test għal sistemi tribo-tekniċi prattiċi komparabbli. Il-Kategoriji IV sa VI joffru metroloġija aħjar tas-sub-kuntatt tat-tribù, spejjeż aktar baxxi u qafas ta ’żmien iktar strett għall-ittestjar.1Allura b'ordni axxendenti tal-kategoriji tat-test il-ħin tat-test kif ukoll l-ispiża tat-test jiżdiedu b'mod sinifikanti, iżda t-trasferibilità tar-riżultat tat-test tiżdied ukoll.

Kif nistgħu napplikaw il-kategoriji tat-test għas-sottosistema tribo-bearing?

Ittestjar triboloġiku ta 'materjali li jġorru jista' jinqasam f'erba 'kategoriji ewlenin:

• Deskrizzjonijiet tal-prestazzjoni tal-prodott, li jinkludu kategoriji IV u III biex tiġi żgurata t-trasferibilità tar-riżultati.

• Monitoraġġ tal-Produzzjoni / Manifattura, inklużi l-kategoriji VI sa IV, bil-kategorija III tkun ukoll possibbiltà.

• Ittestjar tal-bearings relatat mal-klijent jista 'jinkludi kategoriji III sa V, waqt li wieħed iżomm f'moħħu li l-kategorija V hija rilevanti biss jekk it-test jista' jiġi adattat kemm jista 'jkun viċin l-applikazzjoni.

• Il-kategoriji kollha jistgħu jintużaw biex jappoġġjaw disinjaturi tal-materjal, b'kategoriji aktar baxxi fl-istadji bikrija tal-iżvilupp għall-għażla minn qabel u kategoriji b'numri ogħla li jidħlu fis-seħħ hekk kif is-subkomponenti u l-prodott finali huma disponibbli.

1Horst Czichos, Karl-Heinz Habig: Tribologie Handbuch: Tribometrie, Tribomaterialien, Tribotechnik, Vieweg + Teubner Verlag, 2010

X'INHU L-APPROĊĊ TA 'GGB GĦALL-IŻVILUPP TA' SOLUZZJONIJIET LI JĠORRU PERMEZZ TA 'ESPERTI TRIBOLOĠIĊI?