Tribolgi adalah Sains Haus, geseran dan pelincir, dan merangkumi cara interaksi permukaan dan lain-lain elemen yang berkelakuan dalam gerakan relatif dalam sistem semula jadi dan tiruan. Reka bentuk yang berfaedah dan pelincir ini.
Tribolgi bukan merupakan satu Sains terpencil, tetapi bukan sebuah kompleks, pelbagai disiplin berusaha di mana kemajuan dibuat dengan usaha sama penyelidik dari bidang termasuk Kejuruteraan Mekanikal, pembuatan, sains bahan dan Kejuruteraan, kejuruteraan kimia dan kimia, fizik, matematik, Sains Bioperubatan dan Kejuruteraan, sains komputer, dan banyak lagi.
APAKAH ASAS-ASAS TRIBOLGI?
Salah satu tonggak yang paling penting tribolgi sistem analisis dan sistem pemikiran yang berkaitan.
Sistem tribolgi123
Geseran dan Haus bukan sifat bahan. Mereka adalah tindak balas kepada sistem tribolgi tertentu yang biasanya termasuk gabungan galas, aci dan pelincir dan oleh itu dipengaruhi oleh pelbagai faktor. Sistem sub-subontologi dalam Rajah 1 memberikan gambaran keseluruhan faktor lazim yang memberi kesan kepada geseran dan nilai Haus:
Sistem tribolgi ini terdiri daripada input utama tekanan/operasi, struktur sistem dan output yang berfungsi dan kerugian. Tegasan kolektif termasuk parameter beban teknikal dan fizikal termasuk beban, kelajuan gelongsor dan tempoh bersama-sama dengan pergerakan dan keadaan temerature menekankan struktur sistem. Struktur sistem ditentukan oleh profil hartanah elemen utama termasuk asas, menentang badan dan ambien dan Medium pertengahan.
1Horst Czichos, Karl-Heinz Habig: Tribologie Handbuch: Tribometrie, Tribomateriasing, Tribotechnik, Vieweg + Teubner Verlag, 2010
2Theo Mang, Kirsten Bobzin, Thorsten Bartels: Tribolgi perindustrian: Tribosystems, geseran, haus dan Kejuruteraan permukaan, Pelincir, Wiley-VCH, 2011
3Theo Mang et Al.: ensiklopedia pelincir dan pelincir, Springer Verlag, 2014
APAKAH CABARAN UTAMA A TRIBOLOGIST MENGHADAPI?
Cabaran yang paling besar ialah bahawa geseran dan Haus nilai tidak boleh dengan mudah dipindahkan dari satu sistem kepada contoh lain dari pelantar ujian tribolgi kepada permohonan yang sebenar. Perbandingan antara nilai diukur hanya boleh dilaksanakan apabila berdasarkan sistem tribolgi yang sama. Kelakuan tribolgi bahan boleh dianggarkan untuk aplikasi tertentu berdasarkan ujian pemodelan dan simulasi yang disediakan syarat operasi khusus aplikasi dan persekitaran ujian adalah sama.
GESERAN DAN HAUS (1) (2) (3)
Apa itu geseran?
Geseran adalah kuasa rintangan untuk pergerakan antara dua badan dalam hubungan. Geseran boleh dijelaskan pada tahap makroskopik oleh undang-undang asas geseran dari fizik Guillaume Amontons dan Charles-Augustin de Coulomb. Ini fizik mendapati hubungan linear antara pasukan geseran yang terhasil dan menggunakan beban normal. Berdasarkan ini, parameter utama dimensionless boleh diperolehi, dipanggil pekali geseran. Ia ditakrifkan oleh nisbah pasukan geseran yang terhasil dan tenaga biasa yang digunakan.
Walau bagaimanapun, mekanisma sebenar geseran gelongsor berlaku pada tahap mikroskopik, yang bermaksud teori tribolgi pada geseran juga melibatkan Topografi permukaan. Tribologist membezakan antara kawasan kenalan sebenar dan kawasan hubungan nominal (dimensi geometri), yang akaun untuk mana-mana lompang atau tidak menghubungi bahagian elemen yang kukuh. Mekanisma yang bertanggungjawab bagi proses transformasi tenaga di kawasan berhampiran termasuk:
Apa yang memakai?
Wear ditakrifkan sebagai kehilangan bahan yang tidak boleh dipulihkan bagi permukaan yang berinteraksi. Proses asas fizikal dan kimia dalam kawasan hubungan gelongsor yang kemudiannya menyebabkan perubahan bahan dan bentuk rakan geseran dikenali sebagai mekanisme Haus. Mekanisma memakai ini termasuk:
"Geseran" dan mekanisme Haus amat terjejas oleh struktur sistem tribolgi serta tekanan kolektif yang berpunca dari:
μ = f (tribo-struktur (t), yang berpunca dari tekanan kolektif (t))
w = f (tribo-struktur (t), yang berpunca dari tekanan kolektif (t))
Dan mekanisme memakai tidak berlaku dalam satu fesyen terpencil, tetapi melalui tindihan mekanisma yang mencabar untuk mengukur dan mengawal. Ini ini berlaku dalam sistem tribo-teknikal dalam perkadaran yang tidak dapat dikesan dan dalam perkadaran yang berbeza-beza sepanjang masa dan tempat, menjadikan ia hampir mustahil untuk mengira proses geseran dan memakai dalam satu tribo-kenalan. Ini adalah mengapa ujian tribolgi sangat penting untuk menganggarkan tingkah laku tribolgi. Jika kita ingin mentafsir dan memahami data tribologically-diukur dan penyelidikan berorientasikan mekanisma, kita perlu pengetahuan lengkap mengenai mekanisme lakonan dalam satu tribo-kenalan.
Tribolnologi mengklasifikasikan geseran, haus dan keadaan pelincir mengikut jadual berikut:
Rejim geseran 0:Geseran pepejal: geseran dicipta di antara menghubungi secara langsung permukaan pepejal tanpa pelincir.
Saya rejim geseran:Sempadan geseran: geseran yang kukuh, di mana permukaan rakan geseran dilindungi dengan filem pelincir molekul yang tidak mempunyai beban membawa kapasiti. Pelincir ini mempunyai pengaruh ke atas ciri geseran dan Haus.
Geseran rejim II:Geseran campuran: geseran rejim I dan III wujud bersama. Nilai geseran adalah gabungan geseran pepejal dan hidrodinamik. Sebuah filem bendalir yang dicipta oleh pelincir mempunyai kapasiti membawa muatan.
Rejim geseran III:Geseran hidrodinamik: nilai geseran ditentukan oleh ricih dalam bendalir. Beban membawa kapasiti filem bendalir menghalang hubungan langsung antara kedua-dua permukaan pepejal.
Pakai rejim a:Kadar Haus yang tinggi disebabkan oleh geseran pepejal dan hubungan langsung permukaan.
Rejim memakai b:Nilai Haus yang lebih rendah disebabkan oleh filem bendalir molekul.
Pakai rejim c:Haus ringan disebabkan oleh pemisahan sebahagian permukaan melalui filem bendalir yang tebal.
Pakai rejim d:"Sifar memakai," akibat daripada hidrodinamik atau elastohydrodynamic bendalir filem yang menghalang hubungan langsung dua permukaan.
APAKAH HASIL YANG BOLEH DICAPAI DENGAN MEMOHON TRIBOLGI UNTUK MEMPUNYAI REKA BENTUK?
Bagaimana Tribolgi membawa kepada peningkatan produk yang boleh diukur?
Ujian tribolgi membolehkan kita untuk mendapatkan maklumat tentang tribo-prestasi bahan untuk memacu Reka bentuk baru dan lebih baik bahan. Kita kemudiannya boleh mensasarkan komposisi bahan untuk mencapai sifat-sifat tribolgi yang khusus dan lebih baik.
Keputusan ujian tribolgi dan kaedah analisis permukaan membantu kami menganggarkan tribo-prestasi termasuk geseran dan Haus, mekanisme kegagalan, Kinetics daripada pindah filem bahan sedia ada dan prototaip baru berdasarkan pelbagai faktor dan pengaruh. Maklumat ini membantu kami melihat dan memahami pembolehubah seperti kesan pelbagai komposisi bahan termasuk pengisi, kepekatan pengisi, kesan sinergi pengisi, struktur bahan serta kesan elemen lain daripada struktur sistem mereka.
Bagaimanakah Tribolgi meningkatkan kecekapan dan memanjangkan hayat Perkhidmatan bahan?
Tribologically dioptimumkan menghubungi permukaan
Mengenalpasti faktor kritikal yang mempengaruhi sistem tribo
Mengenalpasti penyelesaian untuk meningkatkan kecekapan dan mengurangkan Haus, termasuk:
Penggunaan geseran dan memakai bahan yang dioptimumkan.
Mengoptimumkan pasangan bahan, yang membawa kepada geseran yang rendah dan tahap Haus.
Memilih dan menggunakan pelincir yang betul.
Tiba pada perubahan Reka bentuk yang mempunyai kesan yang berfaedah pada keseluruhan prestasi sistem tribo.
Apakah beberapa contoh daripada teknologi yang mengandungi penyelidikan tribolgi telah dihantar?
Untuk gambaran keseluruhan kemajuan sejarah dalam teknologi yang didorong oleh tribo-Research, ReadArtikel ini dalam majalah Eureka. Ia merangkumi galas roller rudiakan digunakan oleh orang-orang Mesir kuno, galas bola yang digunakan oleh tentera Rom 40BC, peranan rawatan haba keluli keras dan seramik berasaskan oksida. Ia juga meliputi beliau pembangunan logam biasa pelincir sendiri-polimer yang disebabkan oleh GGB.
Dalam apa industri dan aplikasi yang berguna?
Tribolgi memainkan peranan utama dalam aplikasi di mana dua menghubungi pergerakan permukaan berhubung antara satu sama lain. Sesetengah industri meletakkan permintaan yang lebih tinggi terhadap sistem tribolgi kerana misi mereka criticality, keperluan operasi yang berterusan atau keadaan yang melampau.
APAKAH YANG PERLU DILAKUKAN OLEH JURUTERA SEMASA MEREKA BENTUK PRODUK ATAU GESERAN/KEMALANGAN?
Ini bergantung kuat pada permohonan. Sesetengah aplikasi memerlukan geseran rendah (MIS. bahan galas) manakala yang lain memerlukan geseran yang tinggi (MIS. sistem brek). Bagi kebanyakan aplikasi, Wear minimum bahan adalah matlamat utama. Bagi banyak aplikasi, tempat manis yang ditakrifkan di antara tahap geseran rendah dan prestasi Haus yang baik sering disasarkan.
Apabila mereka bentuk eksperimen menghuraikan geseran dan Haus, ujian tribolgi boleh diletakkan ke dalam salah satu daripada enam kategori utama, dari ujian Lapangan dalam kategori I ke model makmal ujian yang paling mudah kategori VI.
Kategori I:Satu perbicaraan medan dijalankan di bawah keadaan operasi biasa, yang mungkin termasuk keadaan operasi yang diperluaskan. Ini menyebabkan repeatability miskin tetapi hampir dengan keperluan dunia sebenar sistem tribolgi akan menghadapi.
Kategori II:Eksperimen dijalankan dengan sekeping peralatan yang lengkap dalam persekitaran tumbuhan. Percubaan ini boleh mencapai keputusan yang hampir dengan keadaan operasi biasa dan boleh dijalankan dalam tempoh masa untuk meniru keadaan operasi yang dilanjutkan sambil mengehadkan kesan alam sekitar.
Kategori III:Komponen, subsistem atau perhimpunan diuji di makmal yang menganggarkan keadaan operasi biasa dilanjutkan, menghasilkan repeatability sederhana
Kategori IV:Ujian makmal dijalankan pada komponen Standard bersiri dengan menggunakan radas loji ujian yang telah diperkembangkan.
Kategori V:Eksperimen dijalankan pada spesimen dengan peralatan ujian untuk menghasilkan hampir kepada keadaan operasi biasa dengan repeatability yang sangat baik.
Kategori VI: Ujian bangku dilakukan dengan peralatan ujian makmal yang ringkas.
Ia adalah penting untuk ingat bahawa dalam kategori I melalui III, struktur sistem tribo asal-agregat kekal konsisten, dan hanya tekanan kolektif dipermudahkan. Kategori II dan III menawarkan lebih nyahjerapan tekanan kolektif daripada kategori I. Sebaliknya, dalam kategori IV melalui VI, struktur sistem dipermudahkan dengan kelemahan mengurangkan peramal dalam kebolehtukaran keputusan ujian kepada sistem teknikal tribo-Technical yang setanding. Kategori IV melalui VI menawarkan Metrologi yang lebih baik daripada sub tribo-hubungi, kos rendah dan tempoh ujian yang lebih ketat.1Oleh itu, dengan perintah menaik kategori ujian masa ujian serta kos ujian meningkat dengan ketara, tetapi keupayaan memindahkan hasil ujian meningkat juga.
Bagaimana kita boleh menggunakan kategori ujian untuk subtribo-sistem yang galas?
Ujian tribolgi bahan galas boleh dibahagikan kepada empat kategori utama:
Penerangan prestasi produk, yang akan termasuk kategori IV dan III bagi memastikan kebolehtukaran hasil yang boleh dipindah.
Pemantauan pengeluaran/pembuatan, termasuk kategori VI melalui IV, dengan kategori III juga menjadi satu kemungkinan.
Ujian berkaitan pelanggan galas mungkin termasuk kategori III melalui V, perlu diingat bahawa kategori V adalah relevan hanya jika ujian boleh disesuaikan sebagai hampir mungkin kepada permohonan itu.
Semua kategori boleh digunakan untuk menyokong pereka bentuk bahan, dengan kategori yang lebih rendah dalam peringkat awal pembangunan untuk kategori pra-pemilihan dan lebih tinggi yang mula dimainkan sebagai subkomponen dan produk akhir boleh didapati.
1Horst Czichos, Karl-Heinz Habig: Tribologie Handbuch: Tribometrie, Tribomateriasing, Tribotechnik, Vieweg + Teubner Verlag, 2010
APAKAH PENDEKATAN GGB UNTUK MEMBANGUNKAN PENYELESAIAN YANG BERFAEDAH MELALUI KEPAKARAN TRIBOLGI?
GGB membangunkan tribologically bahan yang dioptimumkan berdasarkan hasil tribolgi. Kami menggabungkan pengetahuan ini sains bahan dan prestasi dengan pemahaman yang teliti tentang prestasi tribolgi produk kami dan bagaimana mereka menyelaraskan dengan keperluan permohonan pelanggan kami.
APAKAH BEBERAPA PENCAPAIAN GGB DALAM BIDANG TRIBOLGI KERANA MEREKA MEMOHON UNTUK MEMPUNYAI PENYELESAIAN?
Pada tahun 2015, melancarkanHPMB®sendiri-pelincir penyiram luka yang mempunyai machinable linerdan yangGGB-SZ Lead-Free bimetal galas.
Melancarkan satu siri yang pelincir sendiri dan galas besi sintered pada tahun 2014, termasukGGB-BP25,GGB-FP20DanGGB-SO16.
Galas GGB memainkan peranan dalam bulan 2012 mendarat oleh Rover-rasa ingin tahu NASA. YangPelincir kendiri DU®besi polimer galasberfungsi sebagai komponen gantungan utama bagi gelendong gerudi Rover.
Pada tahun 2010, bahan yang dilancarkan untuk prestasi unggul di bawah keadaan kecil-pelincir atau Kering, termasuk bahan logam bebas plumbum-polimerDP10DanDP11.
Melancarkan rangkaian produk luka untuk pasaran Eropah dan Asia pada tahun 2009, termasuk struktur yang kuat dan stabil untuk keperluan yang tinggi dan Haus.
BaruDx®10 galasdiiktiraf dengan memenangi 2008 North American & Sullivan Award untuk inovasi produk Anugerah tahun dalam kategori kelas 7-8 galas, dianugerahkan untuk kecemerlangan dalam produk dan teknologi baru dalam industri.
Pada tahun 2003, memperkenalkanDP31 logam bebas plumbum-bahan polimerdengan prestasi yang bertambah baik di bawah keadaan pelincir dan geseran yang lebih rendah, rintangan Haus yang lebih baik dan kekuatan keletihan yang lebih baik.
DilancarkanEpTm, pelbagai baru yang dibentuk suntikan termoplastik pepejal bentuk galas.
Pada tahun 1995, memperkenalkanplumbum-bebas, keluli-disokong DP4 Metal-polimer bahanuntuk memenuhi keperluan penyerap kejutan automotif dan aplikasi hidraulik yang lain.
Mengambil aplikasi suhu tinggi dengan pelancaran 1986HI-EX® bahan yang mengandungi.
Melancarkan rangkaian produk luka pertama filamen di Amerika Syarikat termasukGAR-MAX®, menyokong beban statik dan dinamik yang tinggi.
Pada tahun 1965, melancarkansedikit-pelincir kecil DX®Metal-polimer bahanuntuk kegunaan gris atau minyak-pelincir.
Pada tahun 1956, GGB memperkenalkanDu®, yang pertama keluli disokong logam-polimer yang mengandungi bahan dengan Gangsa dan PTFE lapisanuntuk geseran rendah dan rintangan Haus yang sangat baik. Pada tahun yang sama, syarikat itu memperkenalkan DU-B, dengan sokongan gangsa untuk rintangan kakisan yang lebih baik.
Pada tahun 1887, Olin J. Garlock dipatenkan sistem kedap industri pertama untuk meterai omboh rod dalam enjin wap industri.
BAGAIMANA BOLEH TRIBOLGI MENGURANGKAN ATAU MENGHAPUSKAN KEPERLUAN UNTUK PELINCIR CECAIR?
Pelincir adalah sebahagian daripada tribolgi, tetapi dalam beberapa kes pelincir boleh dibina menjadi bahan daripada komponen sistem tribo.
Pereka bahan dengan itu mewujudkan bahan khusus untuk keadaan pelincir Kering, mencapai prestasi tribolatan yang unggul yang berkaitan dengan geseran dan Haus dengan pengurangan atau penghapusan pelincir cecair.
BAGAIMANAKAH KEADAAN ACI DAN KESAN LAPISAN YANG MEMPENGARUHI PRESTASI TRIBOLGI?
Kerana aci adalah elemen penting daripada struktur sistem tribolgi bagi sistem sub-System yang galas. Sifatnya mempunyai kesan langsung kepada geseran dan Haus serta pada semua kejadian lain dalam hubungan galas/aci. Sifat aci penting termasuk:
Bahan dan sifat kimia dan fizikal mereka
Geometri hartanah termasuk nisbah Topografi dan hubungan.
APA FAKTOR TRIBOLGI PERLU DIPERTIMBANGKAN DALAM PEMILIHAN YANG MEMPUNYAI? BAGAIMANAKAH FAKTOR INI MEMPENGARUHI PEMILIHAN YANG MENGANDUNGI?
Skop sistem tribolgi sangat penting dalam pemilihan yang mempunyai. Gambaran yang tinggi bagi pertimbangan adalah termasuk:
1. tekanan kolektif yang berpunca daripada:
Sifat daripada beban
Sifat usul
Suhu
Faktor masa
2. rakan kongsi mengawan:
Bahan, termasuk sifat fizikal dan kimia
Ciri geometri termasuk nisbah kenalan dan Topografi (roughness, isotropy dan anisotropy)
3. profil Medium dan harta benda
4. Medium dan sifatnya
5. kekonduksian terma pembinaan.