بررسی تجربی اثر الگوی سطح و حجم روانکار بر عملکرد تریبولوژیکی سطوح در تماس نقطه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مکانیک

چکیده

کاهش ضریب اصطکاک از اهمیت زیادی در صنایع مختلف برخوردار است. در این پژوهش اثر افزودن الگوی سطح بر سطح نمونه در آزمون‌های اصطکاک و همچنین حجم روانکار بررسی شده است. آزمون‌های مختلفی به کمک دستگاه آزمون پین روی دیسک انجام شده است و عملکرد اصطکاکی سطوح بررسی شده است. از میان روش‌های مختلف الگودهی، الگوی سطح به روش مکانیکی روی سطح دیسک‌ها ایجاد شده است. نتایج نشان می‌دهد که برای دیسک‌های با الگوی سطح نیز تغییرات ضریب اصطکاک با سرعت رفتاری مشابه رفتار نمودار استرایبک دارد. به عبارت دیگر مرز بین رژیم‌های مختلف روانکاری مشخص می‌شود. همچنین ایجاد الگوی سطح می‌تواند باعث کاهش ضریب اصطکاک شود اما این کاهش در بارهای زیاد ملموس‌تر است. همچنین در حالتی که حجم روانکار تامینی کم باشد، افزایش نیرو سبب افزایش سرعت جدایش می‌شود. مقایسه ضریب اصطکاک در حالت‌های مختلف نشان می‌دهد که در سطوح با الگوی سطح بارهای کم، روغن کم عملکرد بهتری دارد.

کلیدواژه‌ها


1. I. Etsion, State of the art in laser surface texturing, Trans. ASME, 127(2005)248-253.
2. Y. Tejima, A. Ishiyama, and A. Ura, The effects of the rounded pore shapes on tribological characteristics under hydrodinamic lubrication, Proceedings of the international tribology conference (2000) 1919-1924.
3. A. Alberdi, S. Merino, J. Barriga, and A. Arazabe, Microstructured Surfaces for Tribological Applications, International Colloquium  Tribology, (2004) 269-278.
4. D. B. Hamilton, J. A. Walowit, and C. M. Allen, A Theory of Lubrication by Micro irregularities, ASME Journal of Basic Engineering, 88(1966) 177-182.
5. I. Etsion and G. Halperin, A laser surface textured hydrostatic mechanical seal, Tribology Transactions, 45(2002) 430-434.
6. I. Etsion, Modeling of surface texturing in hydrodynamic lubrication, 1(2013) 195-209.
7. A. Kovalchenkoa, A. Ajayia, A. Erdemira, G. Fenskea, and I. Etsion, The effect of laser surface texturing on transitions in lubrication regimes during unidirectional sliding contact, Tribology International, 38(2005) 219-225.
 8. Y. Qiu and M. Khonsari, Experimental investigation of tribological performance of laser textured stainless steel rings, Tribology International, 44(2010) 635-644.
9. K. Sharma, S. Kango, and Singh·R, Numerical investigation on the influence of surface texture on the performance of hydrodynamic journal bearing, Meccanica 47, (2011) 469-482.
10. J. N. Anno, J. A. Walowit, and C. M. Allen, Microasperity Lubrication, ASME Jour. of Basic Eng, 91(1968) 351-355.
11. I. Etsion and L. Burstein, A Model for Mechanical Seals with Regular Microsurface Structure, Tribology Transactions, 39(1996) 677-683.
12. I. Etsion, Improving tribological performance of mechanical seals by laser surface texturing, (2000).
13. Y. Kligerman, I. Etsion, and A. Shinkarenko, Improving tribological performance of piston rings by partial surface texturing, ASME, 127(2005) 632-638.
14. M. Kaneta and H. Nishikawa, Local Reduction in Thickness of Point Contact EHL Films Caused by a Transversely Oriented Moving Groove and Its Recovery, ASME Tribology, 116(1994) 635-639.
15. Mourier.L, Mazuyer.D, L. .A.A, and Donnet.C, Transient increase of film thickness in micro-textured EHL contacts, Tribology International, 39(2006) 1745-1756.
16. M. Scaraggi , F. Mezzapesa, G. Carbone, and A. Ancona, Friction Properties of Lubricated Laser-MicroTextured-Surfaces: An Experimental Study from Boundary- to Hydrodynamic-Lubrication, Tribology Letters, 49(2013) 117-125.
17. A. Shinkarenko, Y. Kligerman, and I. Etsion, The effect of surface texturing in soft elasto-hydrodynamic lubrication, Tribology International, 36(2009) 95-103.
18. Wang, X., Liu, W., Zhou, F., Zho, D.: Preliminary investigation on the effect dimple size on friction in line contact, Tribol. Int.42, (2009)1118–1123.
19. Veladescu, S.C., Olver, A.V., Pegg, I.G., Reddyhoffa, T.: The effects of surface texture in reciprocating contacts—an experimental study,Tribol. Int. 82, (2014) 28–42.
20. Galda, L., Sep, J., Prucnal, S.: The effect of dimples geometry in the sliding surface on the tribological properties under starved lubrication conditions,Tribol. Int. 99, 77–84 (2016).
21. Taee, M., Torabi, A., Akbarzadeh, S. , Khonsari, M. M., Badrossamay, M., On the performance of EHL contacts with textured surfaces, Tribology Letters,65(2017) 85.