TRIBOLOGY การศึกษาพื้นผิวที่มีปฏิสัมพันธ์ในการเคลื่อนไหว

อย่างไรก็ตามกลไกที่แท้จริงของแรงเสียดทานแบบเลื่อนเกิดขึ้นในระดับกล้องจุลทรรศน์ซึ่งหมายความว่าทฤษฎีไตรโบโลยีเกี่ยวกับแรงเสียดทานยังเกี่ยวข้องกับลักษณะภูมิประเทศของพื้นผิว นักวิทยาวิทยาจะแยกความแตกต่างระหว่างพื้นที่สัมผัสจริงและพื้นที่สัมผัสเล็กน้อย (มิติทางเรขาคณิต) ซึ่งอธิบายถึงช่องว่างหรือส่วนที่ไม่สัมผัสขององค์ประกอบที่เป็นของแข็ง กลไกที่รับผิดชอบในกระบวนการเปลี่ยนพลังงานในพื้นที่ผิวใกล้ ได้แก่ :

ใส่อะไร?

Wearis หมายถึงการสูญเสียวัสดุที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ของพื้นผิวที่มีปฏิสัมพันธ์ กระบวนการพื้นฐานทางกายภาพและทางเคมีภายในพื้นที่สัมผัสของการจับคู่บานเลื่อนซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงวัสดุและรูปร่างของคู่เสียดสีในภายหลังเรียกว่ากลไกการสึกหรอ กลไกการสึกหรอเหล่านี้ ได้แก่ :

แรงเสียดทานและกลไกการสึกหรอได้รับผลกระทบอย่างมากจากโครงสร้างของระบบไตรโบโลยีเช่นเดียวกับความเครียดโดยรวมที่เกิดขึ้น:

µ=f (โครงสร้างไตรโบ (t), ความเครียดรวมที่เกิดขึ้น (t))

w=f (โครงสร้างไตรโบ (t), ความเครียดรวมที่เกิดขึ้น (t))

กลไกการเสียดสีและการสึกหรอไม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบที่แยกได้ แต่เกิดจากการซ้อนทับของกลไกที่ท้าทายในการหาปริมาณและควบคุม การซ้อนทับนี้เกิดขึ้นในระบบเทคนิคไตรโบในสัดส่วนที่ตรวจจับไม่ได้และในสัดส่วนที่แตกต่างกันไปตามเวลาและสถานที่ทำให้แทบเป็นไปไม่ได้ที่จะคำนวณแรงเสียดทานและกระบวนการสึกหรอในหน้าสัมผัสแบบไตรโบ นี่คือเหตุผลที่การทดสอบทางไตรโบโลยีมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการประเมินพฤติกรรมของทรีโบโลยี หากเราต้องการตีความและทำความเข้าใจข้อมูลที่วัดโดยไตรโอโลจิคัลและการวิจัยเชิงกลไกเราจำเป็นต้องมีความรู้ที่สมบูรณ์เกี่ยวกับกลไกการแสดงในการสัมผัสแบบไตรโบ

นักวิทยาจัดประเภทของแรงเสียดทานการสึกหรอและสภาพการหล่อลื่นตามตารางต่อไปนี้:

• ระบบแรงเสียดทาน 0:แรงเสียดทานของแข็ง: แรงเสียดทานเกิดขึ้นระหว่างพื้นผิวของแข็งที่สัมผัสโดยตรงโดยไม่มีน้ำมันหล่อลื่นใด ๆ

• ระบบแรงเสียดทาน I:แรงเสียดทานขอบเขต: แรงเสียดทานแข็งซึ่งพื้นผิวของคู่เสียดสีถูกปกคลุมด้วยฟิล์มหล่อลื่นโมเลกุลที่ไม่มีความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุก น้ำมันหล่อลื่นมีผลต่อลักษณะการเสียดสีและการสึกหรอ

• ระบบแรงเสียดทาน II:แรงเสียดทานผสม: ระบอบการปกครองของแรงเสียดทาน I และ III อยู่ร่วมกัน ค่าความเสียดทานเป็นการรวมกันของแรงเสียดทานของแข็งและอุทกพลศาสตร์ ฟิล์มของเหลวที่สร้างขึ้นโดยน้ำมันหล่อลื่นมีความสามารถในการรับน้ำหนัก

• ระบอบแรงเสียดทาน III:แรงเสียดทานของอุทกพลศาสตร์: ค่าแรงเสียดทานถูกกำหนดโดยการเฉือนในของเหลว ความสามารถในการรับน้ำหนักของฟิล์มของเหลวป้องกันการสัมผัสโดยตรงระหว่างพื้นผิวทึบทั้งสอง

• สวมระบอบการปกครอง:อัตราการสึกหรอสูงเนื่องจากแรงเสียดทานของแข็งและพื้นผิวสัมผัสโดยตรง

• สวมระบอบ b:ลดค่าการสึกหรอเนื่องจากฟิล์มของไหลโมเลกุล

• สวมระบอบ c:การสึกหรอเล็กน้อยเนื่องจากพื้นผิวแยกบางส่วนผ่านฟิล์มของเหลวที่หนาขึ้น

• สวมระบอบการปกครอง d:“ การสึกหรอเป็นศูนย์” ซึ่งเป็นผลมาจากฟิล์มของไหลอุทกพลศาสตร์หรืออีลาสโตไฮโดรไดนามิคที่ป้องกันการสัมผัสโดยตรงของพื้นผิวทั้งสอง

ผลลัพธ์ใดบ้างที่สามารถเกิดขึ้นได้จากการนำทฤษฎีมาใช้กับการออกแบบแบริ่ง

Tribology นำไปสู่การปรับปรุงผลิตภัณฑ์ที่วัดผลได้อย่างไร?

การทดสอบ Tribological ช่วยให้เราได้รับข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพของวัสดุ tribo เพื่อขับเคลื่อนการออกแบบวัสดุใหม่และดีกว่า จากนั้นเราสามารถกำหนดเป้าหมายองค์ประกอบของวัสดุเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่เฉพาะเจาะจงและดีขึ้น

ผลการทดสอบ Tribological และวิธีการวิเคราะห์พื้นผิวช่วยให้เราประมาณประสิทธิภาพของ tribo รวมถึงแรงเสียดทานและการสึกหรอกลไกการทำงานล้มเหลวจลนศาสตร์ของฟิล์มถ่ายโอนของวัสดุที่มีอยู่และต้นแบบใหม่โดยพิจารณาจากปัจจัยและอิทธิพลต่างๆ ข้อมูลนี้ช่วยให้เราเห็นและเข้าใจตัวแปรต่างๆเช่นผลกระทบขององค์ประกอบของวัสดุต่างๆเช่นฟิลเลอร์ความเข้มข้นของฟิลเลอร์ผลการทำงานร่วมกันของฟิลเลอร์โครงสร้างของวัสดุรวมถึงผลกระทบขององค์ประกอบอื่น ๆ ของโครงสร้างระบบ

Tribology ปรับปรุงประสิทธิภาพและยืดอายุการใช้งานของวัสดุแบริ่งอย่างไร?

พื้นผิวสัมผัสที่ปรับให้เหมาะสมที่สุด

• การระบุปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อระบบไตรโบ

• การระบุแนวทางแก้ไขเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและลดการสึกหรอ ได้แก่ :

• ใช้แรงเสียดทานและสวมใส่วัสดุที่เหมาะสม

• เพิ่มประสิทธิภาพการจับคู่วัสดุซึ่งนำไปสู่ระดับแรงเสียดทานและการสึกหรอต่ำ

• การเลือกและใช้น้ำมันหล่อลื่นที่ถูกต้อง

• มาถึงการเปลี่ยนแปลงการออกแบบที่ส่งผลดีต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบไตรโบ

การวิจัยเกี่ยวกับความก้าวหน้าของเทคโนโลยีตลับลูกปืนมีอะไรบ้าง

สำหรับภาพรวมของความก้าวหน้าทางประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยีตลับลูกปืนที่ขับเคลื่อนโดยการวิจัยไตรโบโปรดอ่านบทความนี้ในนิตยสารยูเรก้า. มันครอบคลุมแบริ่งลูกกลิ้งพื้นฐานที่ชาวอียิปต์โบราณใช้ตลับลูกปืนที่ชาวโรมัน 40BC ใช้บทบาทของการอบชุบด้วยความร้อนของเหล็กชุบแข็งและเซรามิกที่ใช้ออกไซด์ นอกจากนี้ยังครอบคลุมถึงการพัฒนาแบริ่งโลหะ - โพลีเมอร์ธรรมดาที่หล่อลื่นตัวเองครั้งแรกโดย GGB

Tribology มีประโยชน์ในอุตสาหกรรมและแอพพลิเคชั่นใดบ้าง

Tribology มีบทบาทสำคัญในการใช้งานที่พื้นผิวสัมผัสทั้งสองเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน อุตสาหกรรมบางประเภทมีความต้องการระบบไทรโบโลยีสูงขึ้นเนื่องจากความสำคัญของภารกิจข้อกำหนดในการดำเนินงานต่อเนื่องหรือสภาวะที่รุนแรง

วิศวกรต้องคิดอย่างไรเกี่ยวกับเมื่อออกแบบผลิตภัณฑ์หรือเสียดสี / สวมใส่ประสบการณ์

ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันเป็นอย่างยิ่ง การใช้งานบางอย่างต้องการแรงเสียดทานต่ำ (เช่นวัสดุแบริ่ง) ในขณะที่งานอื่น ๆ ต้องการแรงเสียดทานสูง (เช่นระบบเบรก) สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่การสึกหรอขั้นต่ำของวัสดุเป็นเป้าหมายหลัก สำหรับการใช้งานจำนวนมากมักมีการกำหนดจุดหวานระหว่างระดับแรงเสียดทานต่ำและประสิทธิภาพการสึกหรอที่ดี

เมื่อออกแบบการทดลองที่อธิบายถึงแรงเสียดทานและการสึกหรอการทดสอบ Tribological สามารถแบ่งออกเป็นหนึ่งในหกประเภทหลักตั้งแต่การทดสอบภาคสนามในหมวดที่ 1 ไปจนถึงการทดสอบแบบจำลองในห้องปฏิบัติการที่ง่ายที่สุดหมวด VI

หมวดหมู่ที่ 1:การทดลองภาคสนามดำเนินการภายใต้สภาวะการทำงานปกติซึ่งอาจรวมถึงเงื่อนไขการใช้งานที่ขยายออกไป ส่งผลให้เกิดการทำซ้ำได้ต่ำ แต่ใกล้เคียงกับความต้องการในโลกแห่งความเป็นจริงที่ระบบไตรโบโลยีจะเผชิญ

ประเภท II:การทดลองจะดำเนินการโดยมีอุปกรณ์ครบชุดในสภาพแวดล้อมของโรงงาน การทดลองเหล่านี้อาจบรรลุผลใกล้เคียงกับสภาวะการทำงานปกติและสามารถดำเนินการได้ในช่วงระยะเวลาหนึ่งเพื่อจำลองสภาพการทำงานที่ขยายออกไปในขณะที่ จำกัด ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

ประเภท III:ส่วนประกอบระบบย่อยหรือชุดประกอบได้รับการทดสอบในห้องปฏิบัติการโดยประมาณในสภาวะการทำงานที่ขยายออกไปตามปกติโดยให้ความสามารถในการทำซ้ำได้ปานกลาง

ประเภท IV:การทดสอบในห้องปฏิบัติการดำเนินการกับส่วนประกอบมาตรฐานอนุกรมโดยใช้เครื่องมือทดสอบในโรงงานที่ลดขนาดลง

หมวด V:การทดลองจะดำเนินการกับชิ้นงานทดสอบด้วยอุปกรณ์ทดสอบเพื่อส่งมอบใกล้เคียงกับสภาวะการทำงานปกติโดยสามารถทำซ้ำได้ดีเยี่ยม

หมวดหมู่ VI: การทดสอบแบบตั้งโต๊ะดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์ทดสอบในห้องปฏิบัติการอย่างง่าย

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าในหมวดหมู่ I ถึง III โครงสร้างระบบของ tribo-aggregate ดั้งเดิมยังคงมีความสม่ำเสมอและมีเพียงความเครียดรวมเท่านั้นที่ทำให้ง่ายขึ้น หมวดหมู่ II และ III ให้ความเค้นโดยรวมที่ทำซ้ำได้มากกว่าหมวดหมู่ที่ 1 ในทางตรงกันข้ามในประเภท IV ถึง VI โครงสร้างของระบบจะง่ายขึ้นโดยมีข้อเสียของการลดความสามารถในการคาดเดาในการถ่ายโอนผลการทดสอบไปยังระบบเทคนิคไตรโบที่ใช้งานได้จริง หมวดหมู่ IV ถึง VI นำเสนอมาตรวิทยาที่ดีกว่าของหน้าสัมผัสย่อยแบบไตรโบลดต้นทุนและกรอบเวลาการทดสอบที่เข้มงวดมากขึ้น1ดังนั้นเมื่อเรียงลำดับจากน้อยไปหามากของประเภทการทดสอบเวลาทดสอบและต้นทุนการทดสอบจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่ความสามารถในการถ่ายโอนผลการทดสอบก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

เราจะใช้ประเภทการทดสอบกับแบริ่งระบบย่อยของไตรโบได้อย่างไร?

การทดสอบวัสดุลูกปืนแบ่งออกเป็นสี่ประเภทหลัก ๆ ดังนี้

• คำอธิบายประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ซึ่งจะรวมถึงหมวดหมู่ IV และ III เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถถ่ายโอนผลลัพธ์ได้

• การตรวจสอบการผลิต / การผลิตรวมถึงหมวด VI ถึง IV ด้วยหมวด III ก็เป็นไปได้เช่นกัน

• การทดสอบตลับลูกปืนที่เกี่ยวข้องกับลูกค้าอาจรวมถึงประเภท III ถึง V โปรดทราบว่าหมวด V จะเกี่ยวข้องก็ต่อเมื่อการทดสอบสามารถปรับให้ใกล้เคียงกับการใช้งานได้มากที่สุด

• หมวดหมู่ทั้งหมดอาจถูกใช้เพื่อสนับสนุนนักออกแบบวัสดุโดยหมวดหมู่ที่ต่ำกว่าในช่วงแรกของการพัฒนาสำหรับการเลือกล่วงหน้าและหมวดหมู่ที่มีตัวเลขสูงกว่าจะเข้ามามีบทบาทเป็นส่วนประกอบย่อยและผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายพร้อมใช้งาน

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

วิธีการของ GGB ในการพัฒนาโซลูชันแบริ่งผ่านความเชี่ยวชาญด้านไตรโบโลจิคัลคืออะไร?