Fakulta strojního inženýrství

Elastohydrodynamické mazání Elastohydrodynamické mazání ozubených převodů a jejich ozubených převodů a jejich

životnostživotnost

TribologieTribologie

Bc. Martin KosíkBc. Martin Kosík

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Obsah prezentace:1) Mazací film

1.1) Výzkumné modely

2) Mikro-EHD

2.1) Model sinusového konce

2.2) Model skutčného konečného řešení

2.3) Simulace suchého kontaktu

3) Pitting

4) Závěr

TribologieTribologie

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Mazací film

- Zkoumal se jako nový mazací režim od roku 1990

- přechodové stadium mezi elastohydrodynamyckým mazáním a mezním mazáním

Mazací filmMazací film

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

- pomocí výzkumu pana Granicka se vyvodil závěr, že kvůli povrchovým účinkům je pro velice hladký povrch, který je rovný tloušťce filmu se může poskytnout dobré mazání

- popisuje se jako extra či částečně nebo molekulově tenká vrstva mazání a uvádí se jako nové mazání s mikroskopickými částečkami

- Mazací film přemosťuje mezeru mezi mazacími režimy

elastohydrodynamickeho a mezního mazání

Mazací filmMazací film

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Výzkumné modely mazacího filmu

Koncentrační model Kapalný model

Mazací filmMazací film

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Mikro-EHD- Elastohydrodynamické mazání je odpovědné za ochranu

povrchu silně zatížených koncentrovaných kontaktů proti poškození a selhání

- tloušťka filmu může být významně menší než 1 μm, z toho je jasné, že účinky drsnosti povrchu musí mít důležitý vliv

na mazání - nerovnost můžu mít také za následek poruchy

elastohydrodynamického mazání jak navrhly Dyson a Snidel

Mikro-EHDMikro-EHD

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Model sinusového konce - počátek pokusu o modelování eliptického kontaktu, který

byl založen na reprezentaci broušeného povrchu jako pravidelná sinusovka

- Rynoldsova rovnice:

Mikro-EHDMikro-EHD

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Tlak a deformované povrchy podle mikro-EHL řešení pro

elastické kontakty se sinusovou nerovnosti povrchu

Mikro-EHDMikro-EHD

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Model skutečného konečného řešení

- modelování drsnosti povrchu se sinusovým průběhem projevuje zájem ovlivňovat vlnitost, ale větší rysy stupnice nedokáže ukázat v jemnějším účinku drsnosti, který je na skutečných površích

- pro skutečné povrchy bylo proto ideální se vrátit k modelu kontaktní čáry

Mikro-EHDMikro-EHD

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

- 1-D Reynoldsovy rovnici:

- Elastická deformace pro kontaktní čáru:

- Tloušťku filmu h:

- Triangulace 1-D Reynoldsovy rovnice jako tok Q:

- Konečném řešení rovnice pro trojrozměrné h:

Mikro-EHDMikro-EHD

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Výsledek kontaktní čáry mikro-EHL analýzy používané u

skutečných povrchů

Mikro-EHDMikro-EHD

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Simulace suchého kontaktu

- hrubý povrch při EHL simulaci ukáže, že nerovnost velmi málo působí na celkovou tloušťku filmu, a že tloušťka

filmu je podobná jako při řešení hladkého povrchu

- tvar povrchu mazacích podmínek je podobný tomu, jaké byly získány z podmínek suchého kontaktu, kde místní vyrovnávání se bude vyskytovat s nulovým tlakem mezi kontakty

Mikro-EHDMikro-EHD

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Srovnání deformovaných povrchu ocely

Mikro-EHDMikro-EHD

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Pitting- lokalizovaná forma koroze, která je v materiálu

produkovaná jako prohlubeniny nebo „díry“

- je považován za více nebezpečnější než souvislé poškozování korozí

- může vést k poruchám celé strojní soustavy

- má více různých profilů

PittingPitting

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

zobrazení pittingu na hliníku s 3,5% NaCl

PittingPitting

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Tvary napadením pittingemPittingPitting

Úzký, hlubokýÚzký, hluboký

Plytký, širokýPlytký, široký

EliptickýEliptický

VertikálníVertikální

VrubovýVrubový

HorizontálníHorizontální

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Fakulta strojního inženýrství

Závěr

- ve skutečném kontaktu kola ve vysokých teplotách je tloušťka olejového filmu tenká, srovnatelná s nerovností povrchu

- výsledky této prezentace ukázalo EHL mechanismus jako velmi složitý a není zatím žádna charakteristika řešení, která by směřovala ke selhání filmu

ZávěrZávěr

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17