Schmierung Einfuhrüberwachungen und Reibungs-Untersuchung Mit Ultra Niedrigem Kontakt-Druck Unter Verwendung des Nano--Tribometer Von CSM-Instrumenten

Themen Umfaßt

Hintergrund

Verschiedene Schmierungs-Einfuhrüberwachungen

Schmiermittel

Definitionen

Nano--Tribometer-Prüfungen

Minimale Schmiermittel-Dicke

Leistung GesetzesGleichung

Erhöhen Sie des Reibungs-Koeffizienten

Elastohydrodynamisch zu den Hydrodynamischen Übergängen

Nano--, Mikro und MakroSchuppen

Höhere Gleitgeschwindigkeiten

Hintergrund

Maß der Tribologie an den Mikro- und Nano-Schuppen ist durch den Mangel an engagierter Instrumentierung begrenzt worden. Das Scannen-Kraft-Mikroskop (SFM) ist das Instrument der Wahl für Untersuchungsreibung, Abnützung und Schmierung an solchen kleinen Maßstäben gewesen. Jedoch produziert das SFM häufig Kontaktdruck in der gigapascal Reichweite wegen der kleinen Abmessungen der Spitze. Das Nano--Tribometer von CSM-Instrumenten erlaubt eine viel größere Veränderung Kontaktzustände und wird deshalb mehr zur Studie von Schmiermitteln sehr an den Schwachlasten entsprochen.

Verschiedene Schmierungs-Einfuhrüberwachungen

Eine neue Studie ist in der Lage gewesen, den Übergang durch Unterscheidungsschmierungseinfuhrüberwachungen zu zeigen, da die angewandte Belastung auf einen geschmierten Kontakt unterschieden wird.

Schmiermittel

Die nachgeforschten Schmiermittel lagen bei zwei verschiedenen Baumustern. Das erste war ein (MO) bestehende 3% Mineralölaromatische Substanzen, 31% Naphthene und 66% paraffiniert, mit Viskositäten von cSt 40 cSt, 96 cSt und 200. Das zweite war ein synthetisches Schmieröl, das aus polyalphaolefine mit (PAO) einer falschen Viskosität von cSt 6 bestand, der zwei Zusätze hinzugefügt wurden: Das ` Irgalube 63' Zusatz enthält dithiophosphate und wird als Höchstdruck, Antiverschleißzusatz für industrielle Schmiermittel und Schmiermittel verwendet. Das ` Irgalube211' enthält Zusatz alkyliertes Triphenyl- phosphorothionate und wird als Antiverschleißzusatz in den Metallbearbeitungsflüssigkeiten und in den Automobilschmierölen (Triebwerk) verwendet.

Definitionen

Um die Interaktion von zwei Oberflächen und Zwischenschmiermittelschicht völlig zu beschreiben, die normalem und dem Schieben Kräfte unterworfen wird, muss man die Definitionen betrachten die nicht nur die geometrischen und hydrodynamischen Parameter aber auch die elastischen Deformationen beschreiben die um die Zone der Interaktion auftreten. Elastohydrodynamische Schmierung (EHL) zwischen eine Kugel und ein Florida an der Platte kann durch ein Leistungsgesetz beschrieben werden, das verschiedene Parameter auf der minimalen Schmiermitteldicke (hmin) an der Kontaktstelle in Verbindung steht:

wo R der Radius des kugelförmigen Partners ist, ist U die Gleitgeschwindigkeit, ist W das Ladegewicht und α und η0 sind die Schmiermitteleigenschaften, welche die Änderung der Viskosität unter zunehmendem Druck in Verbindung stehen. E ist das verringerte Elastizitätsmodul der Oberfläche, wie durch Hertzsche Theorie beschrieben.

Nano--Tribometer-Prüfungen

Die Nano--Tribometer-Prüfungen wurden unter Verwendung einer Stahlkugel 100Cr6 von Durchmesser 2mm als der kugelförmige Partner mit einer Zinn-überzogenen Stahlplatte als die Platte durchgeführt, auf der die Prüföle unter Verwendung einer Mikropipette angewandt sein konnten. Jede Prüfung wurde mit genau 30μl des Schmieröls durchgeführt und die Platte wurde mit einer Rate von 20 U/Min rotiert, die eine effektive Geschwindigkeit von 4,2 mms im Augenblick-1 des Kontaktes geben. Sieben ständig angewendete Belastungen von 250μN, von 500μN, von 1mN, von 2mN, von 4mN, von 10mN und von 25mN (die Hertzschen Kontaktdruck ungefähr 110MPa, des 140MPa, des 180MPa, des 225MPa, des 280MPa, des 385MPa und des 520MPa beziehungsweise darstellen), wurden für jeden Prüfzyklus verwendet. Die Reibungskraft (f) wurde über 200 Umdrehungen der Platte gemessen und deshalb könnte Reibungsbeiwert (μ) als μ = F/W berechnet werden, wenn W das Ladegewicht darstellt, wie angewendet worden, durch die freitragende Einheit der Glasfeder (gezeigt in der Feige. 1).

AZoNano - das A bis Z der Nanotechnologie - Großaufnahme des Nano--feder-Kraftfühlers Tribometer Glas, der durch die Reichweite 20μN belasten darf - 1N.

Abbildung 1.

Ein ganzer Satz gemessene Reibungskoeffizientdaten für eins der Prüföle (200cSt) wird in Fig. 2 für den Messbereich 250μN - Mangan 25 gezeigt. Es kann gesehen werden dass, während die Belastung erhöht wird, die Interaktion der Kugel, Beispieloberfläche und Schmiermittelfall zwischen drei eindeutige Einfuhrüberwachungen. Für Belastungen von 250μN und von 500μN sperrt das Schmiermittel den schiebenden Antrag der Kugel auf der Oberfläche, die zu höheren Reibungswiderstand führt. An 1mN ist der Reibungskoeffizient noch hoch, aber die Kurve verringert allmählich sich über die Dauer der Prüfung, charakteristisch vom „Einlaufen“ der Oberflächen.

AZoNano - das A bis Z der Nanotechnologie - Experimentell gemessene Reibungskoeffizienten als Funktion der Rotationsschöße für einen hohen Reinheitsgrad cSt 200 Mineralöl, für angewandte Belastungen im Reichweite 250 μN - Mangan 25.

Abbildung 2.

Für die Belastungen, die größer als 2mN sind, scheinen die Kurven, einen Einlaufenzeitraum zu haben, nachdem wird eine ausgeglichene Lage erreicht, wo Reibungsbeiwert zu einem konstanten Wert stabilisiert.

Minimale Schmiermittel-Dicke

Die minimale Schmiermitteldicke kann vom Leistungsgesetz für verschiedene verschiedene Schmierölviskositäten, wie in Feige gezeigt berechnet werden. 3. Die Ergebnisse hier werden als Funktion des Ladegewichts gezeigt, obgleich die Gleichung zeigt, dass die Gleitgeschwindigkeit und der Kugelradius einen viel beträchtlicheren Einfluss auf die Dicke als die angewandte Belastung haben.

AZoNano - das A bis Z der Nanotechnologie - Berechnete SchmierölSchichtstärken als Funktion des Ladegewichts für vier verschiedene Schmierölviskositäten (Kugelradius von 1 mm).

Abbildung 3.

Leistung GesetzesGleichung

Die Leistungsgesetzesgleichung zeigt die für jede gegebene Kugel-auf-flache Anlage, sich verringert in Ladegewicht, oder Zunahmen der Gleitgeschwindigkeit führen zu Zunahmen der Schmiermitteldicke. Zu einem bestimmten Zeitpunkt ist die Dicke hinsichtlich vollständig unterschiedlichen die Oberflächenunebenheiten der zwei gegenüberliegenden Oberflächen so groß. Solch Eine Bedingung gekennzeichnet als voller Film, oder hydrodynamische Schmierung und, weil es nicht mehr jede mögliche Interaktion zwischen dem Zusammenpassen von Materialoberflächen gibt, die Schmiermitteldicke wird durch die Viskosität, die Drehzahl und das Ladegewicht geregelt.

Erhöhen Sie des Reibungs-Koeffizienten

Eine exponentiale Zunahme des Reibungskoeffizienten wird in Fig. 4 (a) gezeigt, während die Dicke erhöht. Dieses Verhalten ist für alle vier grafisch dargestellten Viskositäten offensichtlich. Für Schwachlasten, wohin der Hertzsche Kontaktdruck auf um 110MPa fällt, ist die Reibung an einem Maximum. Während die Belastung nachfolgend erhöht wird, verringert sich die Reibung (gesehen wie die Anfangsabnahme jeder Kurve). In den Fällen von den Viskositäten 40cSt und 96cSt, ist es offenbar sichtbar, dass es eine optimale Dicke/ein Ladegewicht gibt, das einen minimalen Reibungskoeffizienten verursacht.

Elastohydrodynamisch zu den Hydrodynamischen Übergängen

Der Übergang zwischen verschiedenen Schmierungseinfuhrüberwachungen kann gesehen werden, wenn Reibungsbeiwert als Funktion der Stribeck-Zahl, L, in der L = ηU/W. grafisch dargestellt wird. Die Ergebnisse für die gleichen vier Viskositäten werden in Fig. 4 (b) gezeigt, in dem der Übergang von elastohydrodynamischem zu den hydrodynamischen Einfuhrüberwachungen offenbar gesehen werden kann. Um die Grenzschmierungseinfuhrüberwachung nachzuforschen, würde eine viel niedrigere Gleitgeschwindigkeit am Kontakt gefordert. Mit solchen niedrigen Geschwindigkeiten gibt es keinen Druckaufbau im Schmiermittel und deshalb wird die Belastung total durch die Unebenheiten im Kontaktgebiet getragen.

Abbildung 4.

Nano--, Mikro und MakroSchuppen

Obgleich das Nano--Tribometer ideal zur Kennzeichnung von Schmiermitteleigenschaften an den Mikro- und Nano-Schuppen entsprochen wird, kann es von den Zinsen auch sein, solche Ergebnisse mit den Maßen aufeinander zu beziehen, die an der Makroschuppe auf einem anderen Instrument gemacht werden. Indem man drei verschiedene Instrumente verwendete, ist es möglich gewesen, die drei Schmierungseinfuhrüberwachungen eines Mineralöl 200cSt abzubilden. Eine Standard-Kontaktstift-aufplatte Maschine wurde verwendet, um den Reibungskoeffizienten von der Randbedingung mit dem μ zu messen, das zuerst um ungefähr 0,3 stabil ist (für L Werte von 0,15 - 1) nachdem es fallen auf ein minimales μ von 0,11 ab (an L = 20). Das Nano--Tribometer wird dann verwendet, um μ von L Werte von ungefähr 10 bis 5000 zu messen. Dieses umfaßt den Übergang von Misch zu den hydrodynamischen Einfuhrüberwachungen (Kontaktzustände sind Radius 1mm und Gleitgeschwindigkeit 4.2mms).

Höhere Gleitgeschwindigkeiten

Für höhere Gleitgeschwindigkeiten wird die Nano-Kratzer-Prüfvorrichtung mit einem Kontaktradius μm 20 und einer Gleitgeschwindigkeit von 1cms verwendet-1

Quelle: CSM-Instrumente

Zu mehr Information über diese Quelle besuchen Sie bitte CSM-Instrumente

Date Added: Dec 6, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 12:36

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