|
|
Elastohydrodynamic Film Study under Impact Loading and Lateral Vibrations
Frýza, Josef ; Bakolas, Vasilios (oponent) ; Habchi, Wassim (oponent) ; Křupka, Ivan (vedoucí práce)
The dissertation thesis deals with the behaviour and frictional response of elastohydrodynamic lubricating (EHL) film under non-steady state operating conditions. The introductory part of the thesis summarizes the knowledge about EHL; ranging from its history, through basic lubrication mechanisms and experimental methods, up to recently published studies focused on transient conditions. The main goal of the doctoral thesis was to experimentally determine the effects of operating parameters and lubricant rheology on the behaviour of EHL films in a point contact during its impact loading and exposure to lateral vibrations. For this purpose, laboratory test rigs have been developed for measurement of EHL film thickness distribution and friction under controlled non-steady state conditions. The experiments revealed a crucial role of an approaching and loading speed on a formation of squeezed films under impact loading. The results were confronted with a recent theoretical solution. Its shortcomings were pointed out and subsequently eliminated by an implementation of empirical relationships taking into account the lubricant rheology. In the case of the lateral vibrations, the thresholds of film breakdowns were found and relationships were established describing the effect of lateral vibrations on the central film thickness and its deviations uniformly for all lubricants. The final part of the thesis provides a new insight into lubricant rheology through an innovative approach in which frictional responses of a lubricant are measured simultaneously in two directions of the EHL contact under lateral vibrations. These original results deepen the understanding of EHL mechanisms and can be used to enhance the design of machines improving their efficiency, reliability, and service life.
|
|
|
Utváření mazacího filmu u spékaných kovových dílů impregnovaných olejem
Látal, Roman ; Polach, Pavel (oponent) ; Omasta, Milan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá experimentálním studiem utváření mazacího filmu u spékaných kovových dílů impregnovaných olejem. Tloušťka mazacího filmu v liniovém kontaktu je měřena pomocí metody optické interferometrie tenkých mazacích filmů. V této diplomové práci jsou popsány vlivy jednotlivých provozních parametrů na utváření mazacího filmu. Při využití impregnovaného maziva dochází k nedostatečnému zásobení kontaktu mazivem. Jednotlivé výsledky jsou výrazně ovlivněny mírou zaplavení kontaktní oblasti.
|
|
|
Studium chování detonovaného nanodiamantu dispergovaného v mazivech
Dočekal, Martin ; Čermák, Jan (oponent) ; Svoboda, Petr (vedoucí práce)
V současnosti se hledají a testují nové typy pevných přísad, kterými by bylo možné vytvořit mazací prostředek s minimálním třením, tepelně odolný, s částicemi dobře dispergovanými v olejích, sedimentačně stabilní, podporující snížení emisí, zlepšující záběhové vlastnosti a s co nejmenší koncentrací pevných látek. Jedním z možných řešení se ukázaly právě detonované nanodiamanty (DND). Částice v nanometrech, s velmi dobrými fyzikálními a chemickými vlastnostmi, velkou tvrdostí a odolností. Mezi hlavní výhody oproti ostatnímu typu pevných přísad patří např. účinnost při nízkých koncentracích, kompatibilita s různými typy olejů nebo ekologická bezpečnost (uhlíková přísada, na rozdíl od kovových). Cílem testování bylo zkoumání vlivu nanodiamantů na tření v elastohydrodynamicky mazaném kontaktu. Na tribologických zařízeních, 3D optickém profilometru a mikroskopu došlo k hodnocení a srovnání těchto pevných přísad se samotným olejem. Důležité bylo chování nanočástic v kontaktu a jejich následný vliv na tření. K optickému pozorování se využil EHD optický tribometr, což je zařízení k experimentálnímu studiu tenkých mazacích filmů, ke stanovení opotřebení dále profilometr a mikroskop. K určení závislost součinitele tření na čase (COF) je pak k dispozici zařízení Mini Traction Machine.
|
|
|
Effect of Surface Texturing on Friction and Film Thickness under Starved Lubrication Conditions
Ali, Fadi ; Kaneta, Motohiro (oponent) ; Glovnea, Romeo (oponent) ; Hartl, Martin (vedoucí práce)
This PhD thesis focuses on studying the effects of shallow micro-textures on friction and film thickness of lubricated non-conformal contacts under extreme and starved conditions. Measurements were carried out using a ball-on-disc tribometer equipped with high speed camera and torque sensor. Two types of micro-textures have been assessed in this study, micro-dents and transverse micro-grooves. The results reveal that micro-dents are helpful in reducing friction under starved conditions due to the film thickness enhancement. The mechanism of filling the depleted micro-dents with fresh lubricant is probably attributed to the capillary effect in the inlet zone under starvation. On the other hand, the rubbing surfaces with transverse shallow micro-grooves with a length less than the diameter of the Hertzian contact have an improved tribological performance in comparison with smooth surfaces. Indeed, transverse shallow micro-grooves showed a significant enhancement of film thickness under starvation and under extreme operating condition (reverse motion). The numerical simulation of the transient behavior of transverse limited micro-grooves showed accepted agreement with experimental results.
|
|
|
Effects of Non-Newtonian Lubricants on Surface Roughness in Point Contacts
Ficza, Ildikó ; Kaneta, Motohiro (oponent) ; Poll, Gerhard (oponent) ; Hartl, Martin (vedoucí práce)
This PhD thesis focuses on the study of roughness deformation inside an elastohydrodynamically lubricated point contact. The passage of the roughness feature through the contact zone is modeled using numerical techniques. A single transverse ridge is assumed in the transient EHL model which presents a complex problem with a second order partial differential equation an integro-differential equation. Non-Newtonian fluid behavior is assumed in the model which further increases its complexity. In order to solve the system of equations the multigrid techniques are applied. The thesis contains the mathematical model describing the problem and a detailed description of the multigrid method. The results obtained by the simulations are compared to experimentally evaluated film thickness values. The roughness deformation is observed for a wide range of operating conditions as well as for different lubricant parameters. The effect of these lubricant parameters on the deformation is studied as well.
|
|
|
Studium utváření elastohydrodynamických mazacích filmů u hypoidních převodů
Omasta, Milan ; Dobeš, Petr (oponent) ; Čermák,, Jan (oponent) ; Dzimko, Marián (oponent) ; Křupka, Ivan (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá studiem elastohydrodynamického (EHD) mazání za podmínek, které se vyskytují v záběru boků zubů hypoidního soukolí. Cílem je experimentálně popsat chování mazacího filmu a mechanismy jeho utváření. Důraz je především kladen na objasnění vlivu směru a velikosti skluzové rychlosti u kruhového a eliptického kontaktu. Obecně se doposud předpokládalo, že směr skluzové rychlosti nemá vliv na výsledný mazací film. V práci je použito optické interferometrie ke stanovení rozložení tloušťky mazacího filmu. Součástí práce jsou nové a původní výsledky objasňující studovaný problém. Bylo zjištěno, že směr skluzové rychlosti ovlivňuje tvar filmu při vyšších rychlostech. To souvisí s ovlivněním tepelného toku kontaktem. Výsledky mají dopad na rozvoj obecné teorie EHD mazání a poskytují poznatky uplatnitelné při predikci tloušťky filmu při návrhu reálných tribologických uzlů.
|
|
|
Chování EHD mazacího filmu při náhlých změnách rychlosti a zatížení
Zimmerman, Martin ; Dzimko, Marián (oponent) ; Návrat, Tomáš (oponent) ; Dobeš, Petr (oponent) ; Hartl, Martin (vedoucí práce)
Tato disertační práce je zaměřena na experimentální studium chování mazacího filmu při náhlých změnách provozních parametrů. Ve většině reálných tribologických uzlů dochází v průběhu pracovního cyklu ke změně provozních podmínek jako jsou rychlost, zatížení a poloměry křivosti stýkacích se ploch. Změna provozních podmínek může představovat zvýšené riziko porušení mazacího filmu. Přímý dotyk kontaktních těles, v okamžiku porušení mazacího filmu, s sebou nese zvýšení tření a opotřebení. Pro sledování dynamických změn v kontaktu byla použita vysokorychlostní CMOS kamera. Z nasnímaných interferogramů, s pomocí metody optické interferometrie, byla provedena zpětná rekonstrukce mazacího filmu. Bylo potvrzeno, že provozní parametry mají zásadní vliv na utváření mazacího filmu a na jeho tloušťku a pro jistou kombinaci okrajových podmínek může dojít k porušení spojitosti vrstvy maziva.
|
|
|
In-situ studium změny topografie třecích povrchů v elastohydrodynamickém kontaktu
Šperka, Petr ; Dzimko, Marián (oponent) ; Návrat, Tomáš (oponent) ; Dobeš, Petr (oponent) ; Hartl, Martin (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá studiem elastohydrodynamického (EHD) mazaní povrchů s reálnými povrchovými nerovnostmi. Systematické studium chování harmonických složek povrchu při průchodu EHD kontaktem jinými autory vedlo k nalezení jednotného principu, podle kterého se jednotlivé harmonické složky deformují uvnitř kontaktu. Ačkoliv tento model amplitudového útlumu může poskytnout rychlý nástroj pro přesnější hodnocení povrchů v technické praxi, nebyl na reálných površích dosud ověřen experimenty. Tato práce představuje průkopníka v oblasti kvantitativní analýzy měření reálných povrchů. Součástí práce jsou nové a původní výsledky s reálnými a modelovými nerovnostmi, které v řadě případů potvrzují teoretické předpoklady. Hlubší poznání chování povrchových nerovností v kontaktech pracujících při EHD režimu mazání, který lze nalézt v mnoha strojních prvcích (ložiska, ozubené kola, vačky a další), může být prospěšný k jejich dokonalejšímu návrhu a v konečném důsledku umožnit strojům a zařízením práci s nižšími energetickými nároky a vyšší životností.
|
|
|
Studium tenkých mazacích filmů spektroskopickou reflektometrií
Čudek, Vladimír ; Dzimko, Marián (oponent) ; Navrátil, Karel (oponent) ; Dobeš, Petr (oponent) ; Křupka, Ivan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá využitím spektroskopické reflektometrie v oblasti studia mazacích filmů v EHD kontaktu. Jedná se o optickou metodu, pomocí které je možné studovat u tenkých vrstev jejich tloušťku i index lomu. Hlavní myšlenka práce navazuje na několik publikací, zabývajících se nalezením vhodného uspořádání i matematického modelu pro měření tloušťky maziva nejen v centrální oblasti EHD kontaktu. Výhodou této měřicí techniky je také možnost studovat v budoucnu rozložení tlaku v kontaktní oblasti, který lze odvodit ze změny indexu lomu maziva.
|
|
|
Studium utváření mazacích filmů za podmínek nedostatečného zásobování kontaktu mazivem
Košťál, David ; Hartl, Martin (oponent) ; Křupka, Ivan (vedoucí práce)
Účelem této práce je objasnit mechanismus utváření mazacích filmů mezi nekonformními povrchy v situacích, kdy nelze režim mazání kontaktu označit jako plně zaplavený elastohydrodynamický. Za určitých podmínek množství maziva, valivých rychlostí, teploty, vlastností maziva či zatížení kontaktu může dojít ke snížení tloušťky mazacího filmu pod hodnoty určené podle vztahů pro plně zaplavený kontakt. Tento režim je označován jako hladovění a je při něm výrazně zvýšené riziko opotřebení povrchů, které již nemusejí být plně odděleny. V této práci je popsána metodika zkoumání těchto situací pomocí nově vyvinutého simulátoru hladovějícího kontaktu a jsou zde ověřeny některé numerické modely z jiných prací zabývajících se touto problematikou.
|
host ::
RSS.