Ing. Jan Medlík, FSI VUT v Brně, Ústav konstruování Konstrukce optického mikroviskozimetru Školitel: prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. VUT Brno, FSI 2009
Obsah Úvod Formulace problému Shrnutí současného stavu poznání Analýza a zhodnocení poznatků Cíl disertační práce Současný stav řešení disertační práce Závěr
Úvod do problematiky Režim elastohydrodynamického mazání: nastává při kontaktu velmi zatížených nekonformních povrchů mazivo se dostává do kontaktu díky ulpívání na jednotlivých površích místně se zvyšuje teplota a viskozita maziva http://evolution.skf.com/img/zimg/en-gb/10_friction1_en.jpg [cit. 25. 5. 2009]
Formulace problému Při numerické simulaci tribologických soustav je třeba přesně znát reologické vlastnosti použitého maziva. Je třeba tyto reologické vlastnosti znát při všech provozních podmínkách tribologické soustavy Při správném navržení typu maziva je minimalizováno tření a opotřebení oddělených strojních součástí a energetické zatížení tribologického celku.
Shrnutí současn asného stavu poznání - tlakově-visk viskózní koeficient Tlakově-viskózní koeficient je závislý na stavových veličinách tlaku a teplotě Definice tlakově-viskózního koeficientu z Barusova vztahu α = d dp η ln η 0 Tlakově-viskózní koeficient ovlivňuje tloušťku mazacího filmu h c u 0,67 η 0,67 α 0,53
Shrnutí současn asného stavu poznání - vysokotlaké viskozimetry Rotační Pádové Měří se úhel vzájemného pootočení dvou cylindrických válců Měří se čas průpadu tělíska mezi dvěma optickými čidly
Shrnutí současn asného stavu poznání EHD simulátory EHD simulátor ht α = t α r hr 0,53 Rázový mikro-viskozimetr rρh r η 3 ( ρh) p = r r 12 t
Analýza a zhodnocení poznatků Tlakově-viskózní koeficient je jeden z nejdůležitějších tribologických parametrů a jeho znalost je bezpodmínečně nutná při numerickém simulování tribologických soustav. Tento koeficient lze vyhodnotit ze: zkoušek ve vysokotlakém viskozimetru zkoušek na EHD simulátoru
Cíle disertační práce Navrhnout a sestavit optický mikroviskozimetr, jako alternativu k vysokotlakým viskozimetrům (podobné konstrukce jako u S. Baira) a vytvořit tak kompaktní měřící stanici pro vyhodnocování tlakově-viskózního koeficientu.
Dílčí cíle disertační práce Konstrukce EHD simulátoru pro měření tlouštěk mazacího filmu při čistém valení. Navržení postupu pro určování tlakově-viskózního koeficientu v širokém rozsahu tlaků, popřípadě i teplot. Provedení série ověřovacích experimentů a srovnání s již publikovanými výsledky. Provedení série experimentů se zadaným mazivem (případně biologicky odbouratelným mazivem) za konstantní teploty a tlaku a provedení výpočtu tlakově-viskózního koeficientu. Provedení série experimentů tak, aby bylo možno vytvořit tlakovou, popřípadě teplotní, závislost tlakově-viskózního koeficientu. 10 11 12 13 14 15
Současný stav řešení disertační práce - optický mikroviskozimetr 10 11 12 13 14 15
Současný stav řešení disertační práce - konstruce Kontakt : Zatěžování : Pohon kuličky : Kulička Čep otáčení dvojzvratné páky Tyč pro umístění závaží Disk Protizávaží 10 11 12 13 14 15
Současný stav řešení disertační práce - vyhodnocování Hamrock a Dowsonův vztah pro centrální tloušťku mazacího filmu hc R x 0,67 0,067 u η 0 = 2,69 E R α x E R 61 2 x 0,53 w 0,73 k ( E ) ( 1 0, e ) Tloušťka hc (nm) 350 300 250 200 150 100 50 Prokládací přímka h c = K u 0,67 0 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 Rychlost (m/s) 1000 α = K Výpočet tlakově-viskózního koeficientu 1 0,53 2,69 E 0,53 R x η0 E R x 0,67 w E R 2 x 0,067 0,73 k ( 1 0,61 e ) 1 0,53 Tloušťka hc (nm) 100 10 1 0,1 0,00001 0,0001 0,001 0,01 0,1 Rychlost (m/s) 10 11 12 13 14 15
Závěr Pojednání ke státní doktorské zkoušce Pojednání shrnuje výsledky experimentálních i teoretických studií, které přispěly k poznání chování tlakově-viskózního koeficientu u Newtonovských maziv. Neprovedeno zůstává stále vytvoření závislosti tlakově-viskózní koeficient na tlaku (popřípadě teplotě), k čemuž je třeba více experimentů. Dosažené dílčí výsledky vytvořily předpoklad úspěšného splnění cíle disertační práce 10 11 12 13 14 15
Děkuji za pozornost 10 11 12 13 14 15