SmörjningsStyren och FriktionsUtredning På den Ultra Låga Kontakten Pressar genom Att Använda Den Nano Tribometeren Från CSM Instrumenterar

Täckte Ämnen

Bakgrund

Olika SmörjningsStyren

Smörjmedel

Definitioner

Nano Tribometer Testar

Det Minimum Smörjmedlet Filmar Tjocklek

Driva LagLikställanden

Förhöjning i Samverka Friktion

Elastohydrodynamic till Hydrodynamic Övergångar

Nano, Mikro- och MakroFjäll

Higher Glida Rusar

Bakgrund

Mätningen av tribology på de mikro- och nano fjällen har begränsats av bristen av hängiven instrumentation. ScanningStyrkaMikroskopet (SFM) har varit instrumentera av primat för att utforska friktion, ha på sig och smörjning på sådan lilla fjäll. Emellertid producerar SFMEN ofta kontakten pressar i det gigapascal spänner att vara skyldig till det litet dimensionerar av spetsen. Den Nano Tribometeren från CSM Instrumenterar låter en mycket mer stor variation i kontakt villkorar och därför passas mer till studien av smörjmedel på laddar mycket low.

Olika SmörjningsStyren

En ny studie har varit kompetent att visa att övergången till och med att skilja sig åt smörjningsstyren, som applicerade laddar, är omväxlande på en smord kontakt.

Smörjmedel

De utforskade smörjmedlen var av två olika typer. Första var mineraliskt olje- (MO) bestå av 3% aromatics, 31% naphthenes, och 66% paraffins, med klibbigheter av cSt 40 cSt, 96 cSt och 200. Understödja var en syntetmaterialolja som komponerades av polyalphaolefine (PAO) med en baseraklibbighet av cSt 6, som två tillsatser tillfogades till: `en Irgalube 63' tillsatsen innehåller dithiophosphate och används, som en ytterlighet pressar, anti-ha på sig tillsatsen för industriella smörjmedel och fetter. Innehåller används tillsatsen för ` Irgalube211en' alkylated triphenyl phosphorothionate och som enha på sig tillsats i belägga med metall-arbete vätskor och automatiska motoroljor.

Definitioner

För att fullständigt att beskriva växelverkan av två ytbehandlar och ett förmedla smörjmedellagrar som betvingas till både det normala och glids styrkor, måste en se definitionerna som beskriver de inte endast geometriska och hydrodynamic parametrarna men också resårdeformeringarna, som uppstår runt om zonplanera av växelverkan. Elastohydrodynamic smörjning (EHL) mellan en sphere och en fl på pläterar kan beskrivas av en drivalag som förbinder olika parametrar till det minimum smörjmedlet filmar tjocklek (hmin) på kontakten pekar:

var R är radien av den sfäriska partnern, är U den glidande hastigheten, är W det normala laddar, och α och η0 är smörjmedelrekvisita som förbinder ändringen av klibbighet under ökande, pressar. E är den förminskande resårmodulusen av ytbehandla som beskrivit av Hertzian teori.

Nano Tribometer Testar

Den Nano Tribometeren testar bars ut genom att använda en 100Cr6 stålsätter klumpa ihop sig av diameter 2mm, som den sfäriska partnern med TiN-täckt stålsätter disken, som plätera, som testa oljer på, kunde appliceras genom att använda en micropipette. Varje testar utfördes med exakt 30μl av olja, och plätera roterades på en klassa av 20 r/min. som ger en effektiv linjär hastighet av 4,2 en mm-1 på peka av kontakten. Sju som appliceras constantly, laddar av 250μN, 500μN, 1mN, 2mN, 4mN, 10mN, och 25mN (som föreställer den Hertzian kontakten pressar av ungefärligt 110MPa, 140MPa, 180MPa, 225MPa, 280MPa, 385MPa och 520MPa respektive), användes för varje testar cyklar. Den frictional styrkan (F) mättes över 200 rotationer av plätera och därför det samverka av friktion (μ) kunde beräknas som μ = F/W, med W som föreställer det normala, laddar, som applicerat av exponeringsglaset fjädra cantileverenheten (som visas i Fig. 1).

AZoNano - Aet till Z av Nanotechnology - Närbilden beskådar av det Nano Tribometer exponeringsglaset fjädrar styrkaavkännaren som låter att ladda till och med spänna 20μN - 1N.

Figurera 1. Närbilden beskådar av det Nano Tribometer exponeringsglaset fjädrar styrkaavkännaren som låter att ladda till och med spänna 20μN - 1N.

En färdig uppsättning av mätte samverkas data för friktion för en av testaoljorna (200cSt) visas i Fig. 2 för ladda spänner 250μN - mN 25. Det kan ses att, som ladda ökas, växelverkan av klumpa ihop sig, tar prov ytbehandlar och smörjmedelnedgången mellan tre distinkt styren. För laddar av 250μN, och 500μN som smörjmedlet förhindrar glidningen, vinkar av klumpa ihop sig på ytbehandla som leder till högre frictional motstånd. På 1mN är den samverka friktionen den stilla kicken, men för bukta minskningarna gradvist över varaktigheten av testa, kännetecken av ”spring-i” av ytbehandlar.

AZoNano - Aet till Z av Nanotechnology - Försöksvis mätte friktionskoefficienter som en fungera av rotationsvarvar för för kickrenhet för cSt 200 en olja för mineral, for applicerat laddar i μNen för spänna 250 - mN 25.

Figurera 2. Försöksvis mätte friktionskoefficienter som en fungera av rotationsvarvar för för kickrenhet för cSt 200 en olja för mineral, for applicerat laddar i μNen för spänna 250 - mN 25.

För laddar mer stor, än 2mN, buktar verkar för att ha a spring-i period som en statlig stödja nes efter var det samverka av friktion stabiliserar till en konstant värderar.

Det Minimum Smörjmedlet Filmar Tjocklek

Det minimum smörjmedlet filmar tjocklek kan beräknas från drivalagen för olika olika olje- klibbigheter, som visat i Fig. 3. Resultaten här visas, som en fungera av det normala laddar, även om likställanden visar att den glidande hastigheten och sphereradien har en mycket viktigare påverkan på filmatjockleken än som appliceras för att ladda.

AZoNano - Aet till Z av Nanotechnology - Beräknad olja filmar tjocklekar, som en fungera av det normala laddar för fyra olika olje- klibbigheter (sphereradie av 1 en mm).

Figurera 3. Beräknad olja filmar tjocklekar, som en fungera av det normala laddar för fyra olika olje- klibbigheter (sphereradie av 1 en mm).

Driva LagLikställanden

Drivalaglikställanden visar att för något givet klumpa ihop sig-på-lägenhet system, minskningar i det normala laddar eller förhöjningar, i glidning rusar bly- till förhöjningar i smörjmedlet filmar tjocklek. På något peka den ska filmatjockleken är, så stort om fullständigt separat ytbehandlaskrovlighetarna av tvåna ytbehandlar att motsätta. En Sådan villkora ses till som mycket filmar, eller hydrodynamic smörjning och, därför att det finns ej längre någon växelverkan mellan att para ihop som är materiellt, ytbehandlar, smörjmedlet filmar tjocklek blir reglerade av klibbigheten, rusar, och det normala laddar.

Förhöjning i Samverka Friktion

En exponential- förhöjning i den samverka friktionen visas i Fig. 4 (a) som filmatjockleksförhöjningarna. Detta uppförande är tydligt för alla fyra konspirerade klibbigheterna. För low laddar, var den Hertzian kontakten pressar nedgången till runt om 110MPa, friktionen är på ett maximum. (Som ses som den initiala minskningen av varje, bukta), Som ladda ökas därpå, friktionsminskningarna. I fallen av klibbigheterna 40cSt och 96cSt är det klart synligt att det finns en optimal filmar tjocklek/det normala laddar som orsakar en samverka minimum friktion.

Elastohydrodynamic till Hydrodynamic Övergångar

Övergången mellan olika smörjningsstyren kan ses, om det samverka av friktion konspireras, som en fungera av Stribecken numrerar, L, var L = ηU/W. Resultaten för de samma fyra klibbigheterna visas i Fig. 4 (b) var övergången från elastohydrodynamic till hydrodynamic styren kan klart ses. För att utforska gränssmörjningsstyret, mycket lägre nødvändigt rusar ar att glida skulle på kontakten. På den sådan lowen rusar, finns det inget pressar för mycket i smörjmedlet, och därför bärs ladda totalt av skrovlighetarna i kontaktområdet.

Figurera 4. Experimentella resultat för friktionscoeffien som är cient av en 100Cr6, klumpa ihop sig av en mm för radie 1 i kontakt med TiN-täckt stålsätter tar prov. Glidning av hastighet var 4,2 mms-1, och fyra olika olje- klibbigheter visas. Filmatjockleken konspireras in (a) eftersom en Stribeck framställning ges in (b).

Nano, Mikro- och MakroFjäll

Även Om den Nano Tribometeren passas idealt till characterisationen av smörjmedelrekvisita på de mikro- och nano fjällen, kan den också vara av intresserar för att korrelera sådan resultat med mätningar som göras på makrofjäll på ett olikt, instrumenterar. Genom att använda olika tre, instrumenterar den har varit möjligheten som kartlägger de tre smörjningsstyrena av en olja för mineral 200cSt. En standard klämma fastdisk bearbetar med maskin var van vid mäter friktionen som är samverka från gränsen, villkorar med μ som är initialt stabil på omkring 0,3 (för L värderar av 0,15 - 1) som den tappar efter till en minimum μ av 0,11 (på L = 20). Den Nano Tribometeren är van vid mäter därefter μ från L värderar av omkring 10 upp till 5000. Detta täcker övergången från blandat till hydrodynamic styren (kontakten villkorar är radien av 1mm och glidning av hastighet 4.2mms-1).

Higher Glida Rusar

För glidning higher rusar, används den Nano SkrapaTesteren med en kontaktradie av μm 20 och en glidande hastighet av 1cms-1. Detta låter μ mätas ett L värderar upp till av omkring 70000. Detta är ett bra exempel av hur mätningskapaciteterna av tre instrumenterar kan kombineras för att ge frictional information från makroen besegrar till mikrofjällen.

Källa: CSM Instrumenterar

För mer information på denna källa behaga besök CSM Instrumenterar

Date Added: Dec 6, 2006 | Updated: Dec 2, 2014

Last Update: 9. December 2014 20:02

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit