|
|
In-situ Study of Surface Topography Changes in Elastohydrodynamic Contact
Šperka, Petr ; Dzimko, Marián (referee) ; Návrat, Tomáš (referee) ; Dobeš, Petr (referee) ; Hartl, Martin (advisor)
This dissertation thesis deals with elastohydrodynamic lubrication (EHL) of surfaces with real roughness. Systematic study of surface harmonic components behaviour, during their passage of the EHL contact, by other authors led to retrieval of a uniform principle according which individual harmonic components deform inside the contact. Although the amplitude attenuation model can provide rapid tool for more accurate surface assessment in design process it has not been validated on real surfaces till now. The thesis represents pioneering work on quantitative analysis of real surfaces EHD measurements. It contains original and new results with real and model roughness features that in many cases confirm theoretical expectations. Deeper understanding of surface roughness behaviour inside EHL contact, which is typical for machine parts like bearings, gears, cams etc., can help to improve design process of the components and ultimately enable machines and equipment to work with lower energy requirements and higher durability.
|
|
|
THIN LUBRICANT FILMS STUDY USING SPECTROSCOPIC REFLECTOMETRY
Čudek, Vladimír ; Dzimko, Marián (referee) ; Navrátil, Karel (referee) ; Dobeš, Petr (referee) ; Křupka, Ivan (advisor)
ectroscopic reflectometry is measurement technique that enables the study of the thickness and refractive index of thin layers. This thesis deals with its use for the study of lubrication films within EHD contact and verifies a new approach suggested in recent publications. It is focused on the development of an optical arrangement and mathematical model for the lubrication film thickness measurement within the entire EHD contact. This technique brings the possibility to study the pressure distribution within the contact area through the evaluation of changes in lubricant refractive index.
|
|
|
Effect of Surface Texturing on Friction and Film Thickness under Starved Lubrication Conditions
Ali, Fadi ; Kaneta, Motohiro (referee) ; Glovnea, Romeo (referee) ; Hartl, Martin (advisor)
Tato disertační práce se zabývá vlivem mělkých mikro-textur na tření a tloušťku filmu v mazaných nekonformních kontaktech za extrémních podmínek a za podmínek hladovění kontaktu. Měření byla realizována na tribometru v konfiguraci ball-on-disk. Kontakt byl pozorován pomocí vysokorychlostní kamery. Pro stanovení součinitele tření byl využit snímač krouticího momentu. V této studii byly popsány dva typy mikrotextur – mikrovtisky a příčné mikrodrážky. Výsledky naznačují, že za podmínek hladovění vedou mikrovtisky ke snížení tření a to díky nárůstu tloušťky mazacího filmu. Mechanismus doplňování mikrovtisků čerstvým mazivem je pravděpodobně způsoben kapilárními jevy ve vstupní oblasti. Třecí plochy s příčnými mikrodrážkami, jejichž délka byla menší než průměr Hertzova kontaktu, potom obecně vykazovaly lepší tribologické parametry ve srovnání s hladkými povrchy. Příčné mikrodrážky vedly k výraznému nárůstu tloušťky mazacího filmu za podmínek hladovění i za extrémních provozních podmínek (protisměrný pohyb). Numerické simulace přechodových jevů příčných mikrodrážek ukázaly dobrou shodu s experimentálními výsledky.
|
|
|
Study of lubrication films formation under starved lubrication conditions
Košťál, David ; Hartl, Martin (referee) ; Křupka, Ivan (advisor)
The purpose of this thesis is to reveal production mechanisms of lubrication films between non-conformal surfaces in situations, when is not possible to designate lubrication regime as fully flooded elastohydrodynamic contact. Under certain conditions of lubrication volume, rolling speeds, temperatures, lubrication properties or loads could lubrication film decrease under values determined by fully flooded formulas. This regime is designated as starvation at it includes risk of increased wear. In this thesis the methodology and the new simulator of starving contact are described. Obtained film thickness results are compared with existing numerical models.
|
|
|
Study of Correlation between Grease Film Formations and Mechanical Losses on Various Surfaces
Sakai, Kazumi ; Glovnea, Romeo (referee) ; Gonçalves, David (referee) ; Křupka, Ivan (advisor)
Tato disertační práce se zaměřuje na studium závislosti mezi reakčním momentem ložiska mazaného plastickým mazivem s lithným mýdlem a vlastnostmi maziva, jako například tloušťka vytvářeného mazacího filmu, jeho reologie, struktura zpevňovadla, trakční vlastnosti či vliv topografie povrchu. Typ maziva poskytujícího nižší odpor závisí na podmínkách provozu ložiska, zejména rychlosti. Chování mazacího filmu za nízkých rychlostí má vliv na reakční moment ložiska v nízkých rychlostech. Mez toku a trakční chování koreluje s momentem ložiska za vysokých rychlostí. Schopnost zpevňovadla vstupovat do kontaktu má vliv na tloušťku filmu, vzhled kavitační oblasti na výstupu kontaktu a chování hladovění. Důvod vstupu zpevňovadla do kontaktu je jeho chemická struktura. Vysoká polárnost hydroxylových sloučenin zpevňovadla podporuje jeho vtažení kontaktními povrchy. Mazivo s nejvyšší polaritou prokázalo na površích obsahujících denty nejčastější vstup do prostoru dentů. Na základě předchozích pozorování je navržen popis principu mechanismu mazání.
|
|
|
Behaviour of lubricated contacts under high-sliding conditions
Adam, Jakub ; Vimmr, Jan (referee) ; Omasta, Milan (advisor)
The aim of this diploma thesis is to describe the influence of individual operating parameters on thickness and temperature distribution of elastohydrodynamic contact under high slip ratio. In this work, the distribution of the lubricant film thickness is determined by optical interferometry and the temperature mapping in EHL contact is realized by infrared microscopy. Two optical filters were used to separate the radiation of contact surfaces and oil. Temperature of disk surface was measured using a sapphire disk with chromium layer that shielded radiation from ball and oil. The experimental device was modified to simulate the conditions of the various vectors between entrainment and sliding speed. The results extend existing information about behavior of EHL contact under high slip ratio conditions.
|
|
|
Tribological behavior of detonation nanodiamond dispersed in lubricants
Dočekal, Martin ; Čermák, Jan (referee) ; Svoboda, Petr (advisor)
Currently tribological laboratories are looking for a new type of solid ingredients, to create a lubricating composition with minimal friction, heat resistant, with particles well dispersed in oils, sedimentation stable, improving the running properties and to minimize the concentration of solids. Nanodiamonds (DND) could exhibit the possible solution. These particles (in nanometers size) have very good physical and chemical properties, high hardness and resistance. The main advantages are effectiveness at low concentrations, compatibility with various types of oils or environmental safety (carbon additive, unlike metal) in a comparison with other types of additives. However, it is necessary to study these ingredients. The aim of research was to examine the influence of diamond nanoparticles on friction in a lubricated contact (elastohydrodynamic mode). Using tribological equipment, 3D optical profilometer and a microscope, we compared and evaluated using oil with diamond nanoparticles as well as without them. The research focused on the behavior of nanoparticles in contact and the effect they have on friction. To assess these properties of nanodiamonds, EHD optical tribometer was used (this is a device designed for the study of thin lubricating films). 3D optical profilometer and a microscope to assess the wear. And to determine the relationship between the coefficient of friction (COF) and time, Mini Traction Machine was used.
|
|
|
Study of Elastohydrodynamic Film Formation in Hypoid Gears
Omasta, Milan ; Dobeš, Petr (referee) ; Čermák,, Jan (referee) ; Dzimko, Marián (referee) ; Křupka, Ivan (advisor)
This PhD thesis deals with elastohydrodynamic lubrication (EHL) under the conditions that occur between mated hypoid gear teeth. The aim is to describe experimentally the behaviour of lubricating film and mechanisms of its formation. The focus is mainly placed on clarifying the influence of direction and magnitude of sliding velocity in circular and elliptical contacts. Generally, it is still assumed that the direction of sliding velocity has no effect on the resulting lubricant film. In this study optical interferometry is used to determine distribution of lubricant film thickness. This work includes new and original results which clarify the studied problem. It was found that the direction of sliding velocity affects shape of the film at high speeds. This relates to the effect on heat flow through the contact. The results have an impact on the development of general EHL theory and provide knowledge applicable in film thickness prediction in the design of real tribological nodes.
|
|
|
Effects of Non-Newtonian Lubricants on Surface Roughness in Point Contacts
Ficza, Ildikó ; Kaneta, Motohiro (referee) ; Poll, Gerhard (referee) ; Hartl, Martin (advisor)
Tato dizertační práce je zaměřena na studium deformace nerovnosti uvnitř elastohydrodynamicky mazaného (EHD) kruhového kontaktu. Práce se zabývá studiem přechodu příčné nerovnosti přes kontaktní oblast, která je modelována pomocí numerických metod. Model dále uvažuje nenewtonské chování maziva. Použitý matematický model se skládá z parciální diferenciální rovnice druhého řádu pro řešení tlaku a integro-diferenciální rovnice pro řešení elastických deformací. Pro řešení tohoto modelu je použitá takzvaná multigrid (vícesíťová) metoda. Práce obsahuje popis matematického modelu EHD kontaktu a aplikované numeriké metody. Výsledky simulací jsou porovnány s experimentálně stanovenýma hodnotama tloušťky mazacího filmu. Deformace nerovnosti uvnitř kontaktní oblasti je studována pro různé provozní podmínky (střední rychlost, poměr proklzu) a různá vlastnosti maziva.
|
|
|
Elastohydrodynamic Film Study under Impact Loading and Lateral Vibrations
Frýza, Josef ; Bakolas, Vasilios (referee) ; Habchi, Wassim (referee) ; Křupka, Ivan (advisor)
Disertační práce se zabývá chováním a odezvou elastohydrodynamického (EHD) mazacího filmu za neustálených provozních podmínek. V úvodní části práce jsou shrnuty poznatky z oblasti EHD mazání; od jeho historie, přes základní mechanismy mazání a používané experimentální metody, až po nedávno publikované studie zaměřené na transientní podmínky. Hlavním cílem práce bylo experimentálně objasnit vliv provozních parametrů a reologických vlastností maziv na chování mazacího filmu v bodovém kontaktu při jeho nárazovém zatěžování a vystavení příčným vibracím. Za tímto účelem byla vyvinuta laboratorní zařízení umožňující měření rozložení mazacího filmu a tření za kontrolovaných nestacionárních podmínek. Experimenty odhalili zásadní roli přibližovacích a zatěžovacích rychlostí na formování stlačených mazacích filmů při nárazovém zatěžování. Výsledky byly srovnávány s nedávným teoretickým řešením. Bylo ukázáno na jeho nedostatky, jež byly následně odstraněny implementací empirických vztahů zohledňujících reologii maziv. V případě příčných vibrací byly nalezeny hranice selhání mazacího filmu a určeny vztahy popisující vliv příčných vibrací na centrální tloušťku filmu a její fluktuace jednotně pro všechny maziva. Závěrečná část práce poskytuje nový pohled na reologii maziv pomocí inovativního přístupu měření třecích reakcí maziva současně ve dvou směrech kontaktu za podmínek příčných vibrací. Tyto původní výsledky rozšiřují pochopení mechanizmů EHD mazání a mohou být použity k dokonalejším návrhům strojů, a vylepšit tak jejich účinnost, spolehlivost a životnost.
|
guest ::
