ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ ÚK

Transkript

1 ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ ÚK Experimentální studium mazacích filmů při nestacionárních provozních podmínkách řešitelé: Ing. Martin Zimmerman Ing. Petr Svoboda obor: Konstrukční a procesní inženýrství předpoklád. ukončení Ph.D. studia: řešený projekt č.: BD školitelé: prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. doc. Ing. Ivan Křupka, Ph.D.

2 Obsah přednášky formulace problému cíl grantového projektu úvod do problematiky experimentální aparatura srovnání profilů mazacího filmu pro reálnou a modifikovanou topografii kuličky chování bodového kontaktu při časové změně zatížení závěr 1/14

3 Formulace problému u strojních prvků nejsou provozní podmínky konstantní ale proměnné může docházet ke styku třecích povrchů a následně k opotřebení je potřeba zajistit funkce mazaných kontaktů i v kritických fázích provozu Cíl grantového projektu Cílem projetu je experimentální posouzení vlivu náhlých změn rychlosti a zatížení třecích povrchů na utváření mazacího filmu v EHD kontaktu. [I. Křupka, ÚK, FSI, VUT Brno] 2/14

4 Reverzace hladkých třecích povrchů EHL kontaktu režim čistého valení s krátkým vratným pohybem jeden ze základních typů pohybu v mechanice v průběhu celého cyklu nebylo pozorováno prolomení mazacího filmu a třecí povrchy jsou separovány vrstvou maziva Skoková změna zatížení EHL kontaktu případ styku zubů ozubených kol vznik tlakového menisku skoková změna viskozity maziva WANG, J., HASIMOTO, T., NISHIKAWA, H., KANETA, M. Pure rolling elastohydrodynamic lubrication of short stroke reciprocating motion., Tribology International, 5. KANETA, M. at al.: Effects of impact loads on point contact elastohydrodynamic lubrication films, 7. 3/14

5 Experimentální aparatura - reverzace reverzace řízena krokovými ý motoryy tuhé spojení kuličky a krokového motoru spojení motoru a disku řemenem Experimentální aparatura proměnné zatížení změna zatížení pomocí piezoposuvu generování pulzů Wave Generator 4/14

6 Reverzace pohybu pro reálnou topografii povrchu kuličky Základový olej, f= 4Hz, exp: 2,2 ms, 22N zatížení, u kuličky = 0,00265 ms -1, u disku = 0,00443 ms -1 5/14

7 Reverzace pohybu pro reálný povrch s modifikovanou topografií Mikrovtisky: hloubka nm, rozteč μm, uspořádány v šesti řadách, Základový olej, f= 4Hz, exp: 2,2 ms, 22N zatížení, u kuličky = 0,00265 ms -1, u disku = 0,00443 ms -1 6/14

8 Chromatický interferogram reálný povrch s modifikovanou topografií 0 ms tlou ušťka film mu, nm u =0ms -1 kuličky u 0 disku = 0 ms -1 Chromatický interferogram - reálná topografie kuličky 0 ms filmu, nm tloušťka u kuličky = 0 ms -1 0 u disku = 0 ms Chromatické interferogramy a profil tloušťky filmu. Základový minerální olej s označením LSBS, f= 440Hz, exp: 2,272 ms, 22N zatížení 7/14

9 Chromatický interferogram - cíleně modifikovaná topografie kuličky 75 ms tlo oušťka film mu, nm u kuličky = 0,00265 ms u 0 disku = 0,00443 ms -1 Chromatický interferogram - reálná topografie kuličky 75 ms tloušťka filmu, nm u kuličky = 0,00265 ms -1 0 u disku = 0,00443 ms Chromatické interferogramy a profil tloušťky filmu. Základový minerální olej s označením LSBS, f= 440Hz, exp: 2,272 ms, 22N zatížení 8/14

10 Chromatický interferogram - cíleně modifikovaná topografie kuličky 97,7 ms u kuličky = 0,00265 ms u 0 disku = 0,00443 ms -1 Chromatický interferogram - reálná topografie kuličky 97,7 ms u kuličky = 0,00265 ms -1 0 u disku = 0,00443 ms -1 tlo oušťka film mu, nm tloušťka filmu, nm Chromatické interferogramy a profil tloušťky filmu. Základový minerální olej s označením LSBS, f= 440Hz, exp: 2,272 ms, 22N zatížení 9/14

11 Chromatický interferogram - cíleně modifikovaná topografie kuličky 143,1 ms u kuličky = 0,00265 ms 0 u disku = 0,00443 ms -1 Chromatický interferogram - reálná topografie kuličky 188,6 ms u kuličky = 0,00265 ms -1 0 u disku = 0,00443 ms -1 mu, nm tlo oušťka fil tloušťka filmu, nm Chromatické interferogramy a profil tloušťky filmu. Základový minerální olej s označením LSBS, f= 440Hz, exp: 2,272 ms, 22N zatížení 10/14

12 Reálná topografie povrchu kuličky proměnné zatížení Základový olej, f= 4Hz, exp: 2,2 ms, 22N zatížení, u kuličky = 0,0007 ms -1, u disku = 0,0007 ms -1 11/14

13 Chromatický interferogram - cíleně modifikovaná topografie kuličky ušťka film mu, nm 0 ms u kuličky = 0,00074 ms u disku = 0,00074 ms -1 0 tlo ,5 ms filmu, nm tloušťka u kuličky = 0,00074 ms -1 0 u disku = ms -1 t Chromatické interferogramy a profil tloušťky filmu. Základový minerální olej s označením LSBS, f= 400Hz 12/14

14 Chromatický interferogram - cíleně modifikovaná topografie kuličky 197,5 ms ušťka film mu, nm u kuličky = 0,00074 ms u 0 disku = 0,00074 ms -1 tlo ms filmu, nm tloušťka u kuličky = 0,00074 ms -1 0 u disku = ms -1 t Chromatické interferogramy a profil tloušťky filmu. Základový minerální olej s označením LSBS, f= 400Hz 13/14

15 Závěr přítomnost menších povrchových nerovností může pomáhat oddělit třecí plochy vprůběhu celého cyklu nedošlo k prolomení mazacího filmu vhodné navržení topografie třecích ploch může napomoci zamezit náhlému snížení tloušťky mazacího filmu při reverzaci pohybu třecích ploch při skokové změně zatížení nedošlo k protržení mazacího filmu, nenastal přímý kontakt třecích ploch výsledky z výzkumu budou publikovány v recenzovaném časopise do konce roku 9 cíle grantového projektu byly splněny Děkuji za pozornost 14/14

16 Finanční rozvaha náklady na konferenci 49. konference KCMS ;- Kč krokový elektromotor ;- Kč zálohovací HDD disk ;- Kč kabely a konektory RS232-43;- Kč SUMACE ;- Kč Prezentace výsledků grantu dosažené výsledky byly prezentovány na 49. konference KCMS a příspěvky byly otištěny ve sborníku prací 49. konference KCMS - Srní do konce roku 9 budou výsledky výzkumu publikovány v recenzovaném časopise p Inženýrská mechanika