Ma sát lăn

Sự trượt giữa các bề mặt chất rắn nói chung được đặc trưng bởi hệ số ma sát cao và mòn khốc liệt quyết định bởi các tính năng riêng của bề mặt
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ma sát lănF. B«i tr¬n1. B«i tr¬n mµng chÊt láng1.1. Më ®Çu Sù tr−ît gi÷a c¸c bÒ mÆt chÊt r¾n nãi chung ®−îc ®Æc tr−ng bëi hÖ sè ma s¸t caov mßn khèc liÖt quyÕt ®Þnh bëi c¸c tÝnh chÊt riªng cña bÒ mÆt. Sù hÊp thô v h×nhth nh c¸c líp m ng bÒ mÆt trong kh«ng khÝ cho phÐp gi¶m ma s¸t v mßn s¬ víi bÒmÆt s¹ch. Tuy nhiªn kh«ng cã g× ®¶m b¶o cho sù tån t¹i l©u d i cña c¸c líp m ngn y trong qu¸ tr×nh tr−ît nªn c¸c chÊt b«i tr¬n ph¶i ®−îc ®−a v o vïng tiÕp xócchung gi÷a hai bÒ mÆt ®Ó gi¶m ma s¸t v mßn. B«i tr¬n th−êng ®−îc thùc hiÖn ë c¶thÓ r¾n v m ng láng (khÝ hoÆc chÊt láng). B«i tr¬n thÓ r¾n l sö dông vËt liÖu b«i tr¬n d−íi d¹ng bét hoÆc líp m ng mángtrªn bÒ mÆt tiÕp xóc ®Ó b¶o vÖ nã khái bÞ ph¸ huû trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng t−¬ng®èi. B«i tr¬n thÓ r¾n ®−îc sö dông cho nh÷ng tiÕp xóc tr−ît hoÆc æ l m viÖc víi t¶iträng lín v tèc ®é thÊp hoÆc c¸c æ b«i tr¬n thuû ®éng yªu cÇu dõng v khëi ®éngliªn tôc. Mét líp m ng máng kho¶ng chiÒu cao nhÊp nh« cña c¸c bÒ mÆt ®èi tiÕp sÏ gi¶mma s¸t v mßn so víi tiÕp xóc trùc tiÕp. Mét líp m ng d y gi÷a hai bÒ mÆt trongchuyÓn ®éng t−¬ng ®èi ng¨n tiÕp xóc xóc trùc tiÕp gi÷a hai bÒ mÆt cã thÓ cho hÖ sèma s¸t rÊt thÊp ®Õn (0,001-0,003) v mßn cã thÓ bá qua. Trong phÇn n y c¸c vïngb«i tr¬n m ng chÊt láng sÏ ®−îc ®Ò cËp trong mèi liªn hÖ víi c¸c d÷ liÖu v ph©n tÝchto¸n häc còng nh− øng dông cña chóng trong b«i tr¬n æ.1.2. Vïng b«i tr¬n m ng chÊt láng Cã 5 d¹ng b«i tr¬n c¬ b¶n l thuû tÜnh, thuû ®éng, thuû ®éng ® n håi, b«i tr¬nhçn hîp v b«i tr¬n biªn chØ ra trªn h×nh E-1.H×nh E-1: M« h×nh mét sè d¹ng b«i tr¬n. - Mét vïng b«i tr¬n trong ®ã mét líp m ng d y ®−îc duy tr× gi÷a hai bÒ mÆt th«ngqua mét ph−¬ng tiÖn b¬m tõ bªn ngo i m kh«ng cÇn hoÆc chØ cÇn mét chót chuyÓn®éng t−¬ng ®èi gi÷a chóng gäi l b«i tr¬n thuû tÜnh. B«i tr¬n thuû tÜnh cã thÓ sö dôngc¶ chÊt láng nÐn ®−îc v chÊt láng kh«ng nÐn ®−îc. Nh−îc ®iÓm cña kiÓu b«i tr¬nn y l ¸p suÊt chÊt b«i tr¬n cao nªn cÇn b¬m ¸p suÊt cao v c¸c thiÕt bÞ l m s¹chdÉn ®Õn t¨ng chi phÝ. - B«i tr¬n thuû ®éng ®«i khi gäi l b«i tr¬n m ng chÊt láng hoÆc m ng chÊt lángd y. B«i tr¬n thuû ®éng ®−îc thùc hiÖn ë vËn tèc cao v chÊt láng cã ®é nhít lín ®Óhttp//www.ebook.edu.vn 1t¹o nªn kh¶ n¨ng chÞu t¶i cao cho æ. M ng chÊt láng n y cã thÓ ®−îc t¹o nªn b»ng mét chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn khø håihoÆc dao ®éng theo h−íng vu«ng gãc víi nhau víi biªn ®é thay ®æi hoÆc kh«ng ®æi.C¬ chÕ chÞu t¶i dùa v o hiÖn t−îng hiÓn nhiªn l chÊt láng nhít kh«ng thÓ tr o rango i ngay tøc kh¾c khi hai bÒ mÆt tiÕn l¹i gÇn nhau. Nã cÇn mét kho¶ng thêi giannhÊt ®Þnh ®Ó c¸c bÒ mÆt n y tiÕp xóc víi nhau tuy nhiªn do søc c¶n nÐn cña chÊtláng nhít, ¸p suÊt ®−îc t¹o nªn trong chÊt láng v t¶i träng ®−îc ®ì bëi líp m ng ®ã.Khi bá t¶i hoÆc khi hai bÒ mÆt t¸ch xa nhau, chÊt láng bÞ hót v o t¹o nªn líp m ngchÊt láng cho kú chÞu t¶i tiÕp theo. HiÖn t−îng m ng Ðp ®iÒu khiÓn sù h×nh th nh lípm ng n−íc d−íi b¸nh « t« v m¸y bay trªn ®−êng hoÆc ®−êng b¨ng −ít gÇn nh−kh«ng cã chuyÓn ®éng tr−ît t−¬ng ®èi. HiÖu øng m ng Ðp ®−îc øng dông ®Ó gi¶mma s¸t t¹i chç tiÕp xóc.H×nh E-2: Th«ng sè líp m ng b«i tr¬n v hÖ sè ma s¸t l h m sè cña ηN/P chØ ra c¸cvïng b«i tr¬n chÊt láng kh¸c nhau kh«ng cã trî gióp cña b¬m ngo i. B«i tr¬n thuû ®éng l mét biÖn ph¸p b«i tr¬n lý t−ëng bëi v× líp m ng b«i tr¬nth−êng d y (5 – 500 µm) h¬n chiÒu cao nhÊp nh« cña bÒ mÆt æ lo¹i trõ tiÕp xóc trùctiÕp á ®Ønh c¸c nhÊp nh« bÒ mÆt. HÖ sè ma s¸t gi÷a hai bÒ mÆt cã thÓ gi¶m ®Õn0,001. Ma s¸t t¨ng nhÑ khi t¨ng vËn tèc tr−ît do søc c¶n nhít t¨ng.http//www.ebook.edu.vn 2 Trong b«i tr¬n thuû ®éng, mßn do dÝnh kh«ng x¶y ra trong qu¸ tr×nh khëi ®éng vt¾t m¸y. Tuy nhiªn mßn ho¸ häc cã thÓ x¶y ra do t−¬ng t¸c cña bÒ mÆt víi chÊt b«itr¬n. §Ó gi¶m mßn ho¸ häc ng−êi ta t¹o ra trªn bÒ mÆt tiÕp xóc mét líp m ng tr¬ víichÊt b«i tr¬n. - B«i tr¬n ® n håi thuû ®éng l mét d¹ng cña b«i tr¬n thuû ®éng trong ®ã biÕnd¹ng ® n håi t¹i chç tiÕp xóc cña hai bÒ mÆt ®ãng vai trß quan träng trong qu¸ tr×nhb«i tr¬n. Líp m ng b«i tr¬n cã chiÒu d y máng h¬n (kho¶ng 0,5-5 µm) v t¶i trängchñ yÕu ®−îc ®ì bëi líp m ng b«i tr¬n n y. Trªn mét sè vïng biÖt lËp c¸c nhÊp nh«bÒ mÆt cã thÓ ch¹m v o nhau. - Vïng chuyÓn tiÕp gi÷a b«i tr¬n thuû ®éng hoÆc ® n håi thuû ®éng v biªn(boundary) gäi l vïng b«i tr¬n hçn hîp trong ®ã hai c¬ chÕ b«i tr¬n cã thÓ cïng x¶yra. TÇn xuÊt cña c¸c tiÕp xóc trùc tiÕp ë ®Ønh nhÊp nh« cã thÓ nhiÒu h¬n nh−ng métphÇn t¶i träng t¸c dông lªn æ ®−îc ®ì bëi m ng b«i tr¬n thuû ®éng. C¸c tiÕp xóc trùctiÕp ë ®Ønh c¸c nhÊp nh« kh«ng ®−îc b¶o vÖ cã thÓ dÉn ®Õn mét chu kú dÝnh, chuyÓnvËt liÖu, sù h×nh th nh h¹t mßn v cuèi cïng l kÑt. Tuy nhiªn khi sö dông c¸c m ngb«i tr¬n ho¹t tÝnh vÒ ho¸, lý cã thÓ ng¨n ®−îc sù dÝnh x¶y ra ®èi víi phÇn lín c¸c tiÕpxóc nhÊp nh«. - Khi t¨ng t¶i, gi¶m vËn tèc hoÆc ®é ...