|
|
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.
|
|
|
The Effect of Synovial Fluid Constituents on Lubrication of Hip Joint Replacements
Nečas, David ; 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.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
guest ::
