Bài giảng ma sát học

Lực ma sát làm chuyển hóa động năng của chuyển động tương đối giữa các bề mặt thành năng lượng ở dạng khác. Việc chuyển hóa năng lượng thường là do va chạm giữa phân tử của hai bề mặt gây ra chuyển động nhiệt hoặc thế năng dự trữ trong biến dạng của bề mặt hay chuyển động của các electron, được tích lũy một phần thành điện năng hay quang năng. Trong đa số trường hợp trong thực tế, động năng của các bề mặt được chuyển hóa chủ yếu thành nhiệt năng....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng ma sát họcBµi gi¶ng m«n häc Ma s¸t häc TS. Ph¹m V¨n Hïng Bé m«n: M¸y Vµ Ma S¸t Häc Page 1 of 107 NhËp m«n1. Ma s¸t: HiÖn t−îng kú l¹ cña thiªn nhiªn- ®ang tiÕp tôc nghiªn cøu Cã nhiÒu øng dông: NhiÖt, löa, ... Phanh h·m, t¨ng tèc ®é ph¶n øng hãa häc,… Hµn, ®¸nh bãng,… Ghi vµ ®äc d÷ liÖu,… H¹i: Tæn hao c«ng suÊt. Sinh nhiÖt lµm thay ®æi bÒn, tæ chøc cac bon, hydro, t¹o thµnh c¸c «xit… §Æc ®iÓm: Lµ qu¸ tr×nh tù tæ chøc: 4 Cã thÓ dÉn ®Õn ph¸ hñy. 4 Gi¶m ma s¸t, mßn. G¾n liÒn víi qu¸ tr×nh mßn tuæi thä vµ ®é tin cËy. §−îc ®Æc tr−ng bëi lùc ma s¸t Fms, hoÆc hÖ sè ma s¸t fms (hoÆc cã Page 2 of 107 thÓ ký hiÖu lµ µ).2. Mßn: KÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh ma s¸t ⇒Ph¸ hñy bÒ mÆt ma s¸t: Gi¶m kÝch th−íc, gi¶m khèi l−îng, thay ®æi cÊu tróc bÒ mÆt,… TiÕn hµnh b«i tr¬n (r¾n láng, khÝ,…) ®Ó t¨ng tuæi thä vµ ®é tin cËy H¹i: Thay ®æi chÕ ®é l¾p ghÐp cña c¸c cÆp ma s¸t, Thay ®ái chÕ ®é lµm viÖc cña cÆp ma s¸t, Lµm gi¶m tuæi thä vµ ®é tin cËy cña cÆp ma s¸t còng nh− cña toµn bé thiÕt bÞ, §Æc ®iÓm: G¾n liÒn víi qu¸ tr×nh ma s¸t Qu¸ tr×nh ph¸ hñy tËp trung trong mét thÓ tÝch rÊt nhá cña vËt liÖu PhÇn tö mßn t¹o thµnh lµ kÕt qu¶ cña nhiÒu lÇn t−¬ng t¸c. §−îc ®Æc tr−ng bëi c−êng ®é mßn cã thø nguyªn ho¹c kh«ng cã thø nguyªn Ih tuæi thä, ®é tin cËy. Ph©n biÖt: Mßn b×nh th−êng (æn ®Þnh) cßn gäi lµ mßn c¬ hãa Hk/Hm > 0,6. Page 3 of 107 Mßn h¹t mµi (kh«ng b×nh th−êng) Hk/Hm < 0,6.3. LÞch sö ph¸t triÓn cña ngµnh Tribology (Ma s¸t, mßn, b«i tr¬n) Ngµnh khoa häc liªn ngµnh, tËp trung chñ yÕu nghiªn cøu qu¸ tr×nh ma s¸t mßn b×nh th−êng (æn ®Þnh), qu¸ tr×nh ma s¸t kh«ng b×nh th−êng viÖc tÝnh to¸n kh«ng cã ý nghÜa thùc tiÔn. Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn: G¾n liÒn víi sù ph¸t triÓn cña c¸c ngµnh khoa häc kh¸c (c¬, vËt lý, hãa, ®iÖn, rung ®éng, vËt liÖu, … ): lµ khoa häc liªn ngµnh. Nghiªn cøu vÒ ma s¸t ®· cã tõ l©u. Lªonadevinci ®· x¸c ®Þnh hÖ sè ma s¸t lµ h»ng sè (0,25). ThuÇn tóy c¬ häc T−¬ng t¸c ph©n tö khi ma s¸t [¬ le], ®©y lµ giai ®o¹n nghiªn cøu ma s¸t tÜnh C.Coulomb 1785 ph©n biÖt ma s¸t tÜnh vµ ma s¸t ®éng, ma s¸t lµ tæ hîp cña 2 lo¹i søc c¶n: 1- Phô thuéc vµo Stx. 2-Tû lÖ t¶i vµ kh«ng phô thuéc vµo Stx. Lý thuyÕt tæng hîp: c¬ häc (biÕn d¹ng), t−¬ng t¸c ph©n tö Bowden, Tabor, Kpa Γe ΛbCKuu… Lý thuyÕt biÕn vÞ (sù kh«ng hoµn thiÖn vÒ cÊu tróc tinh thÓ) ⇒ trãc. Page 4 of 107 Lý thuyÕt mßn trªn quan ®iÓm n¨ng l−îng Kocteukuu. Ba tr−êng ph¸i nghiªn cøu: Sù t−¬ng t¸c cña bÒ mÆt ma s¸t, biÕn ®æi trong líp bÒ mÆt ⇒ ph¸ hñy chóng. CÊu tróc thø cÊp trong b«i tr¬n giíi h¹n ⇒ mµng b¶o vÖ. ¸p dông vËt liÖu polyme trong cÆp ma s¸tHiÖu qu¶ kinh tÕ: Theo Jost PETER (Anh) 1966: 0,5 tû b¶ng , 1,6 tû USD (Mü), hiÖn nay tõ 1 dÕn 2% thu nhËp quèc d©n.Micro tribology- micro wear Cïng víi sù ph¸t triÓn cña m¸y tÝnh c¸ nh©n (PC) 1981. 1985 chÕ t¹o c¸c ®Çu ®äc ®Üa cøng, c¸c m« t¬ Micromechanical träng l−îng 1 µg. HiÖn nay víi c¸c æ ®Üa cøng (7200vg/ph) c¸c ®Çu ®äc ®−îc ®ì trªn c¸c ®Öm khÝ ®éng. C¸c líp phñ b¶o vÖ còng nh− b«i tr¬n cã chiÒu dµy cùc nhá. Tribology Microtribology Nano Tribology Bulk Material Surface Heavy load Light load Large Mass SmallofMass Page 5 107 Wear No Wear4. Néi dung cña tribology: C¬ së lý thuyÕt vÉn cßn ®ang tiÕp tôc ®−îc hoµn thiÖn, trong mét sè tr−êng hîp vÉn c¨n cø vµo thùc nghiÖm. T×m lý thuyÕt vÒ ma s¸t, mßn b«i tr¬n phï hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn cô thÓ, trªn c¬ së x¸c ®Þnh d¹ng mßn nµo lµ ¸p ®¶o, g¾n liÒn víi qu¸ tr×nh ma s¸t HÖ thèng b«i tr¬n: ChÊt l−îng, vËt liÖu, kÕt cÊu, ⇒ chó ý ®Õn dÞch chuyÓn chän läc. KÕt cÊu kh«ng mßn. Chèng mßn Hydro. Gia c«ng lÇn cuèi kh«ng h¹t mµi (phñ, thÊm nhiÖt ®é thÊp…) Page 6 of 107 Ch−¬ng I: ChÊt l−îng bÒ mÆt vµ tiÕp xóc cña bÒ mÆt ma s¸t ...