|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Lubrication of plastic gears
Poledník, Radim ; Vimmr, Jan (referee) ; Šperka, Petr (advisor)
The purpose of this diploma thesis is to describe the influence of input parameters (rolling speed, load, temperature, dynamic viscosity and pressure coefficient of the lubricant) on film thickness in point and elliptical contacts using optical interferometry. Regression based film thickness formula has been obtained using universal form of non-dimensional parameters of entrainment speed U, load W and material G. Equations were also complemented by the function of ellipticity k. New regression formulas for central and minimum film thickness have been compared with existing EHL thickness equations. These film thickness measurement and new regression formulas have applicability to our understanding of the performance and more effective design of lubricated gears from polymeric materials.
|
|
|
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.
|
|
|
Influence of the surface roughness features on the next rolling bearing element
Saksa, Vladimír ; Zapletal, Tomáš (referee) ; Košťál, David (advisor)
This bachelor thesis deals with investigation of influence of the surface roughness features on the next rolling bearing elements. It researches changes in the film profile entering into the contact. This thesis describes also elastohydrodynamic lubrication regime by witch each rolling bearing works as well as the difference between fully flooded and starvation contact of rolling ring with rolling bearing element. The part of the thesis is the experiment using different kinds of lubricats from which is visible really influence of these contacts. This experiment is realized on the contact simulator and the film thickness is measured using method of optical interferometry.
|
|
|
Lubricant film formation in compliant contact
Jaroš, Tomáš ; Čermák, Jan (referee) ; Nečas, David (advisor)
This diploma thesis deals with the study of film formation in compliant contact. Primary attention is dedicated to the influence of the entrainment speed and slide-to-roll ratio (SRR) on the central film thickness. Based on a research study of the available experimental methods, the fluorescence microscopy was used to achieve the aim of the work. Experiments were realized in ball-on-disk configuration. Firstly, a validation of the method was performed where the solid contact of the ceramic ball and the glass disk was analyzed. Since the measured values were in a good agreement with the theoretical prediction, a ball of NBR rubber material, which is commonly used for production of lip seals and o-rings, was subsequently used. The experimental measurements were performed under pure rolling and rolling/sliding conditions when the entrainment speeds varied in the range from 10 to 400 mm / s. A constant load of 0.2 N was applied. The measured data were then compared to the theoretical predictions for compliant contacts. The results showed that the thickness of the lubricating film gradually increases with increasing entrainment speed, which corresponds to theoretical assumption. Against expectations, evident influence of SRR on the film formation has been observed. In the last part of the thesis the measured data are confronted with previously published studies. Finally, some limitations of this study are discussed and recommendations for further improvement of the used experimental method are suggested.
|
|
|
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.
|
guest ::
