Wpływ adhezji na rozkłady ciśnienia i siły nośne walcowych mikrołożysk

• Autorzy: Wierzcholski K.

Warianty tytułu

EN

Adhesion influences on the pressure and carrying capacity of cylindrical microbearings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem pracy jest wyznaczanie metody numerycznego wyznaczania rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego w poprzecznym walcowym mikrołożysku ślizgowym. Rozpatrywane są mikrołożyska o średnicach wału około 1 milimetra. Supercienkie wysokości szczeliny mikrołożyska o wartościach często mniejszych od jednego mikrometra powodują fakt, że warstwa filmu olejowego w takich szczelinach cechuje się specyficznymi właściwościami odmiennymi od klasycznych. Przede wszystkim na lepkość czynnika smarującego mają wpływ właściwości warstwy wierzchniej smarowanych elementów. Są to siły adhezji i kohezji. Wśród nich występują siły związane z oddziaływaniami pól elektrostatycznych jonów oraz cząsteczek materiałów łożyskowych, a także siły kapilarne oraz Van der Waalsa. Te fakty wpływają na zmiany lepkości dynamicznej czynnika smarującego po grubości warstwy, które w klasycznych łożyskach ślizgowych nie są w ogóle brane pod uwagę. Stąd wynika dodatkowa wartość ciśnienia hydrodynamicznego wywołana takimi efektami. Metoda wyznaczania takich dodatkowych wartości ciśnienia została w niniejszej pracy przedstawiona. Według obserwacji Autora wartości te mogą zmieniać nawet o 20% wartości ciśnienia uzyskane klasycznymi metodami.

EN

This paper presents a new numerical method of hydrodynamic pressure determination in micro-bearing lubrication. We are considering the microbearing where the attained journal diameter values are about 1 millimetre and the micro-bearing gap height has values up to one micrometer. The lubricant in such thin gap has specific properties, which are different in comparison to the oil in classical bearings. For example, the adhesion and cohesion forces change the dynamic lubricant viscosity in the very thin bearing gap. On the lubricant, dynamic viscosity changes have an influence on the following interactions: a damping of liquid forces, electrostatic forces, capillary forces, Van der Waals molecular forces, and Coulomb repulsive forces. In this case, we can observe the main changes of lubricant dynamic viscosity in gap height direction. This fact implies to the new value of hydrodynamic pressure obtained from adhesion and cohesion forces, which never occurs in classical bearings. The present paper shows the numerical method of the determination of the mentioned additional hydrodynamic pressure caused by the adhesion and cohesion forces in micro-bearing gaps.

Słowa kluczowe

PL

mikrołożyska; adhezja; ciśnienie; metody obliczeń

EN

micro-bearings; adhesion; pressure; calculation methods

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 5
• Strony: 229--236
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Wierzcholski K.

• Politechnika Koszalińska, Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej, 75-620 Koszalin

Bibliografia

• 1. Sadik Unlu B., Atik E.: Determination of friction coefficient in journal bearings. Elsevier, Material & Design, 28, 2007, pp. 973-977.
• 2. Bhushan B.: Nano-tribology and nanomechanics of MEMS/NEMS and BioMEMS, BioNEMS materials and devices. Microelectronic Eng. 84, 2007, pp. 387-412.
• 3. Jang G.H., Lee S.H., Kim H.W., Kim C.S.: Dynamic analysis of a HDD spindle system with FDBs due to the bearing width and asymmetric grooves of journal bearing. Microsystems Technologies, 11, 2005, pp. 499-505.
• 4. Wierzcholski K.: A new concept of the changes of memory capacity of fluid dynamics HDD micro-bearings. Tribologia, 2008, 4 (220), pp. 267-274.
• 5. Wierzcholski K., Miszczak A.: Load Carrying Capacity of Microbearings with Parabolic Journal. Solid State Phenomena, Trans. Tech. Public, Switzerland, Vols. 147-149, 2009, pp. 542-547.
• 6. Wierzcholski K.: Bio and slide bearings; their lubrication by non-Newtonian fluids and application in non-conventional systems. Vol. III, Monograph. Gdańsk University of Tech., 2007.