|
| |
|
|
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.
|
|
|
The Effect of Synovial Fluid Constituents on Lubrication of Hip Joint Replacements
Nečas, David ; Daniel,, Matej (referee) ; Sawae, Yoshinori (referee) ; Hartl, Martin (advisor)
Dizertační práce se zabývá mechanismy mazání v náhradách kyčelního kloubu. Byla provedena systematická studie formování proteinového filmu při zahrnutí různých materiálů a provozních podmínek. Hlavní pozornost je přitom věnována roli jednotlivých proteinů obsažených v synoviální kapalině při současné přítomnosti dalších proteinů. Jelikož metody aplikované v předchozích studiích neumožňovaly separovat jednotlivé složky maziva, byla vyvinuta optická měřící metoda na principu fluorescenční mikroskopie. Z důvodu verifikace metody byly provedeny dvě nezávislé studie zaměřené na měření tloušťky mazacího filmu a dělení maziva na výstupu mazaného kontaktu. Z důvodu určitých limitací fluorescenční mikroskopie byla dále využita i metoda optické interferometrie, jejíž využití je ilustrováno ve studii zabývající se formováním mazacího filmu v náhradách kyčelního klubu při uvažování reálné konformity třecích povrchů. Závěrečná část práce představuje nový metodologický přístup založený na in situ pozorování kontaktní oblasti umožňující popsat roli jednotlivých proteinů ve vztahu k vývoji tloušťky mazacího filmu. Práce obsahuje originální výsledky, které přináší nové poznání v oblasti biotribologie náhrad kyčelního kloubu vedoucí k dalšímu vývoji implantátů při snaze zabránit jejich selhání v důsledku omezené životnosti.
|
|
|
Study of behaviour of EHD lubricated contact of machine parts within non-smooth surfaces
Zapletal, Lukáš ; Maňas, Pavel (referee) ; Vaverka, Michal (advisor)
Master’s thesis deals with development of software application to calculate contact pressure in eleastohydrodynamic lubricated contact in order to use previously obtained data of the lubricating film thickness. The introduction contains a short overview of methods used for the study of film thickness and contact pressure. Custom work includes a contact pressure solution derived from a film thickness, a description of the developed software and analysis of algorithms used for its compilation. The last part deals with the verification of algorithm, application of software for calculating the contact pressure on the rough surface and analysis of the results. The conclusion includes a summary and possible application of software in practice.
|
|
|
EHD Lubrication Film Behaviour under Rapid Change of Velocity and Load
Zimmerman, Martin ; Dzimko, Marián (referee) ; Návrat, Tomáš (referee) ; Dobeš, Petr (referee) ; Hartl, Martin (advisor)
This dissertation is focused on experimental study of lubricant film behavior under transient conditions. For real machine parts such as gears, roller bearings and cam mechanism the operating conditions such as speed, load and radius of curvature of rubbing surfaces are vary during the working cycle. Change in operating conditions may pose an increased risk of the lubricating film breakdown. Direct contact of rubbing surfaces at the time of the lubricating film breakdown causes an increase in friction and wear. The high-speed CMOS camera was used to record the dynamic changes in lubricating film thickness during the experiment. The optical interferometry method has been used for reverse reconstruction of lubricating film thickness of the recorded interferograms. It was confirmed that the operating parameters have a major impact on the formation of lubricant film and its thickness and a certain combination of boundary conditions can cause lubricating film rupture. The obtained results showed, that modified topography of the rubbing surfaces can help to increase the lubrication film thickness especially in critical phases of working cycle.
|
|
|
Grease lubrication in rolling element bearings
Kroupa, Jiří ; Čermák, Jan (referee) ; Frýza, Josef (advisor)
This diploma thesis deals with an analysis of lubrication film in contacts of simulated thrust ball bearing lubricated by greases and comparison of the film thickness between this apparatus and ball-on-disc. According to the literature, ball-on-disc is the most used apparatus for studies of EHL. But these devices neglect some important factors acting in real bearing such as presence of cage, number of rolling elements, their spin or a type of contact geometry. Therefore it is necessary to investigate comparability of these approaches. For this purpose, measurements on unique apparatus of simulated thrust ball bearing are performed. The effect of each factor is evaluated employing Factorial design method. Significant differences are discovered between results, primarily in tendency of contacts to starvation. According to these results, it is necessary to focus the research in the field of bearing lubrication on conditions closer to real bearings.
|
|
|
Calculation of contact pressure from experimentally evaluated lubricant film thickness
Kozel, Lubomír ; Hartl, Martin (referee) ; Vaverka, Michal (advisor)
This diploma thesis is engaged in calculation of contact pressure from thickness of lubricating film using Finite Element Method (FEM). Within my diploma thesis were performed the calculations concerning to non-conformal surfaces with a view to elastohydrodynamic lubrication. The simulations were done for disk and ball contact, respectively with burnished finish and also with surface which contains small dent. Flow diagram was designed so that the creation of geometry, boundary conditions and results saving is controlled parametrically. With using parameters it is possible to repeat the calculation when the resolution, geometry, etc. will be changed.
|
|
|
Influence of the grease wear to its lubrication properties
Prokop, Adam ; Čermák, Jan (referee) ; Košťál, David (advisor)
Approximately 80% of all rolling bearings are lubricated with grease. Up to 1/3 of all bearing failures are caused by lubrication problems, including inappropriate replacement intervals for degraded grease. The aim of this thesis is to experimentally determine the dependence between the degree of degradation of plastic lubricant, the provided thickness of the lubricating film, and the resulting friction coefficient. Samples of plastic lubricant were subjected to thermal-oxidative degradation and mechanical degradation in a custom-built rotary grease worker. The thicknesses of the lubricating film were then measured as a function of circumferential velocity and traction curves. The lubricating abilities of fresh samples were compared with degraded samples, and possible explanations for the different behaviours were outlined. The results of this thesis may contribute to a better understanding of the influence of degradation on the lubricating abilities of greases and could help to improve predictive models for estimating the expected durability of lubricants.
|
|
|
Grease lubrication in rolling element bearings
Kroupa, Jiří ; Čermák, Jan (referee) ; Frýza, Josef (advisor)
This diploma thesis deals with an analysis of lubrication film in contacts of simulated thrust ball bearing lubricated by greases and comparison of the film thickness between this apparatus and ball-on-disc. According to the literature, ball-on-disc is the most used apparatus for studies of EHL. But these devices neglect some important factors acting in real bearing such as presence of cage, number of rolling elements, their spin or a type of contact geometry. Therefore it is necessary to investigate comparability of these approaches. For this purpose, measurements on unique apparatus of simulated thrust ball bearing are performed. The effect of each factor is evaluated employing Factorial design method. Significant differences are discovered between results, primarily in tendency of contacts to starvation. According to these results, it is necessary to focus the research in the field of bearing lubrication on conditions closer to real bearings.
|
|
|
Thin metal coating of polymer materials
Zatloukal, Filip ; Furmann, Denis (referee) ; Nečas, David (advisor)
The study of compliant contacts from a tribological standpoint is very complicated due to low reflectivity and electrical conductivity of materials such as polymers or rubber. These properties significantly limit the possibilities of using conventional methods which are being used to study the film formation and lubricant flow. To enable the use of the conventional methods it is necessary to apply a thin reflective layer on the non-reflective surface. This work evaluates the current literature dealing with the coating of polymeric materials. A method was chosen based on the analysis of the currently available technologies, which is used to apply a thin reflective layer on the polydimethylsiloxane sample. This part is followed by a feasibility study to clarify the effects of the coating on friction processes. This work can significantly contribute to the field of compliant contacts, especially in terms of clarifying the mechanisms of lubrication.
|
guest ::
