Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An examination of oil film thickness in a ball-on-disc assembly

Gałda L.

Tribologia

|

2016

|

nr 6

45--56

EN

The results of oil film thickness investigations in non-conformal contact in sliding pairs with modified surfaces are presented in the article. The investigations were realized on a ball-on-disc instrument with colorimetric interferometry. Balls were made from 100Cr6 steel of hardness 60–62 HRC. The diameter of balls was 19.05 mm. The tests were carried out at the applied loads of 20 N and 30 N. The glass disc rotated at speeds from 0.1 m/s to 0.2 m/s. At the highest speed (0.2 m/s) the highest maximum value of the oil film thickness of 217 nm was obtained. At 0.2 m/s, the oil film thickness was up to 82% greater than at 0.1 m/s. At 0.1 m/s the maximum oil film thickness values were 100–157 nm. The greatest maximum values of the oil film thickness were received by balls with the smaller surface height application in all of the studied cases.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań grubości filmu olejowego w styku skoncentrowanym w węzłach ślizgowych z modyfikowanymi powierzchniami roboczymi. Badania zrealizowano z wykorzystaniem urządzenia z węzłem typu kula–tarcza. Zastosowano kulki z materiału 100Cr6 o twardości 60–62 HRC. Średnica kulek wynosiła 19,05 mm. W wyniku realizacji określonych technologii powierzchnie kulek charakteryzowały się zróżnicowaną strukturą geometryczną. Próby prowadzono przy obciążeniu siłą równą 20 N oraz 30 N. W badaniach odwzorowujących pracę węzła ślizgowego ruch obrotowy realizowany został przez obrót szklanej tarczy. Prędkość tarczy zmieniano w zakresie 0,1 do 0,2 m/s co 0,02 m/s. Przy wyższych prędkościach poślizgu otrzymano największe maksymalne wartości grubości filmu olejowego wynoszące do 217 nm przy V = 0,2 m/s. Przy największej badanej prędkości poślizgu 0,2 m/s wartości grubości filmu olejowego były większe nawet o 82% w porównaniu z wartościami otrzymanymi przy V = 0,1 m/s. Przy prędkości V = 0,1 m/s maksymalne grubości filmu olejowego wynosiły 100–157 nm. Dzięki zastosowaniu kulek o mniejszej wysokości nierówności powierzchni otrzymano większe maksymalne wartości grubości filmu olejowego w porównaniu z wielkościami filmu ukształtowanego z wykorzystaniem kulek o większych nierównościach powierzchni.

2

Design of oil lubricated machine components for life and reliability.

Zaretsky E.V.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2006

|

Vol. 41, nr 2

235-252

EN

In the post World War II era the major technology drivers for improving the life and reliability, and performance of rolling-element bearings and gears have been the jet engine and the helicopter. By the late 1950s most of the materials used for bearings and gears in the aerospace industry were introduced into use. By the early 1960s the life of most steels was increased over that experienced in the early 1940s primarily by the introduction of vacuum degassing and vacuum melting processes in the late 1950s. The development of elastohydrodynamic (EHD) theory showed that most rolling bearings and gears have a thin film separating the contacting bodies during motion that affect their lives. Computer programs modeling bearing and gear dynamics that incorporate probabilistic life prediction methods and EHD theory enable optimization of rotating machinery based on life and reliability. With improved manufacturing and processing, the potential improvement in bearing and gear life can be as much as 80 times that attainable in the early 1950s. The work presented summarizes the use of laboratory fatigue data for bearings and gears coupled with probabilistic life prediction and EHD theories to predict the life and reliability of a commercial turboprop gearbox and compares the resulting prediction to field data.

PL

Zaprezentowana praca przedstawia sposób wykorzystania laboratoryjnych danych eksperymentalnych, dotyczących zużycia zmęczeniowego łożysk i kół zębatych w połączeniu z probabilistycznym szacowaniem trwałości i teoriami smarowania EHD w celu ocenienia trwałości i niezawodności handlowej skrzyni biegów silnika turbośmigłowego oraz porównuje uzyskaną trwałość do trwałości wyznaczonej w testach polowych.

3

Investigation on plain journal bearings for severe working conditions

Bassani R., Ciulli E., Piccigallo B.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2005

|

Vol. 10, no 3

423-439

EN

In this paper a theoretical and experimental work for design of plain journal bearing able to work up to severe conditions is reported. The mathematical model and the numerical methods on which a purposely developed computer program is based are firstly described. The program is aimed to the evaluation of the behaviour of hydrodynamic plain journal bearings under heavy static loads, considering the elastic deformation of the bearing members, geometrical errors such as the axis misalignŹment and thermal effects. The experimental apparatus designed and set up for testing plain bearings in several working conditions, by varying speed, load and oil supply up to extremely critical situations, is then briefly described. Theoretical and experimental results obtained at different load, speed and oil flow rate conditions are finally compared showing a good agreement.

4

Effect of model parameters on elastohydrodynamic lubrication line contact with non-Newtonian Carreau viscosity model

Mongkolwongrojn M., Wongseedakeaw K., Yawong S., Jeenkour P., Aiumpornsin C.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2005

|

Vol. 10, no spec

255-261

EN

The compressible elastohydrodynamic (EHD) lubrication of two surfaces under line contact has been investigated in steady state operating conditions. The modified Reynolds equation with non-Newtonian fluids has been formulated using Carreau viscosity model. The simultaneous systems of modified Reynolds and elasticity equations with boundary conditions were solved numerically using Newton Raphson technique. The performance characteristics of the elastohydrodynamic lubrication under two surfaces in line contact were calculated and presented for varying the non-Newtonian Carreau viscosity model parameters. The pressure profile, film thickness profile, load capacity were investigated in both static and dynamic conditions. This simulation showed the significant effect of model parameters on elastohydrodynamic lubrication under heavy load conditions.

5

EHD lubrication of the worm gears teeth

Wiśniewski M.

Tribologia

|

2004

|

nr 6

39--51

PL

Przedstawiono rozwiązanie numeryczne problemu smarowania elastohydrodynamicznego dla przekładni ślimakowych. W przekładniach tych geometria i kinematyka zazębienia są bardzo skomplikowane; w każdym punkcie styku w polu przyporu występują różne wartości zastępczego promienia krzywizny i średniej prędkości stycznej współpracujących flanek zębów, przy czym są one zależne od chwilowego położenia kątowego ślimaka. W pierwszym etapie pracy wyznaczone zostały linie styku zębów ślimaka (z najczęściej występującym profilem ewolwentowym) i ślimacznicy, które - dla jednego z przypadków obliczeniowych - zostały przedstawione na Rys. 1. Dalej obliczono dla reprezentatywnych punktów styku w polu przyporu ich parametry geometryczne i kinematyczne. Dla tych linii styku, podzielonych na odcinki elementarne (Rys. 2) określone zostały też parametry kątowe, m.in. istotny w dalszych obliczeniach kąt tau między normalną do płaszczyzny styku xi i osią ślimaka z. W modelu obliczeniowym wielkością wyznaczaną było przesunięcie osiowe ślimaka hx, związane z lokalną grubością warstwy smarowej h0 określonej wzorem (1). Do wyznaczenia wartości hx wykorzystano warunek (3) równowagi sumy generowanych w styku nośnych sił EHD i przyłożonego obciążenia zewnętrznego. Dla elementarnych sił nośnych przyjęto przekształconą zależność Dowsona i Higginsona (4). Obliczenia numeryczne przeprowadzono dla trzech zróżnicowanych geometrycznie zestawów ślimak-ślimacznica (Tabela 1). Materiałami uwzględnionymi w obliczeniach były stal dla ślimaka oraz stal lub brąz dla ślimacznicy. Do obliczeń bezwymiarowego parametru grubości warstwy EHD wg wzoru (5) przyjęto dane z eksperymentu. Warunki pracy analizowanych przekładni ślimakowych oparto na ich danych katalogowych - Rys. 3. W wyniku obliczeń numerycznych - z wykorzystaniem zmodyfikowanego schematu siecznych oraz metody bisekcji - otrzymano chwilowe wartości przemieszczenia osiowego ślimaka - Rys. 4. Zmienność przesunięcia osiowego ślimaka jest równoznaczna z jego drganiami - w obszarze częstotliwości akustycznych, co nie występowało w badaniach eksperymentalnych. Jest to oczywiście wynikiem tłumienia dynamicznego, a więc uzasadnione jest uśrednianie przesunięcia osiowego ślimaka i wyznaczanie dalej średniej grubości h0 warstwy EHD. Przedstawiono wpływ prędkości obrotowej ślimaka n1 na grubość warstwy smarowej ho (Rys. 5), obciążenia przyłożonego do wału ślimacznicy (Rys. 6), środka smarowego (Rys. 7), temperatury pracy przekładni (Rys. 8) oraz - jako podsumowanie - zależność bezwymiarowego współczynnika grubości warstwy od szeregu czynników operacyjnych i geometrycznych (Rys. 9). Podsumowując, przedstawiono metodę wyznaczania grubości elastohydrodynamiczej warstwy smarowej między flankami ślimaka i ślimacznicy oraz określono w obliczeniach numerycznych czynniki wpływające na tę wielkość.

EN

The fuli numerical solution of the elastohydrodynamic (EHD) lubrication problem for the involute worm gearing has been presented. In these gears the geometrie and kinematical conditions of the teeth contact are extre-mely complex; the contact radii and active velocities vary along the contact lines and are dependent on the angular position of the worm. Then, the first stage of this work was the determining, by means of the tensor calculus, the geometrical and kinematical parameters governing the EHD action. In the next step the EHD film thickness has been iterated utilizing the demanded equilibrium condition of the generated EHD load capacity and the applied load. The iteration procedures were based on the modified secant scheme and bisection method. A number of numerical calculations for various input data are performed; an effect of velocity and load on the EHD film thickness for several worm gears lubricated with mineral and synthetic oils has been determined. This paper is a revised version of one given at NORDTRIB 2004, Tromso-Harstad-Hurtigruten, Norway.

6

Rheological properties of mineral base oils and polymer solutions for engine lubricants

Muraki M., Kurihara I., Igarashi J.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2003

|

Vol. 8, no spec.

87-92

EN

Viscosity-pressure-temperature relations of paraffinic mineral base oils at a pressure up to 0.7GPa were determined with a falling ball type viscometer. The viscosity at a higher pressure condition than that of the viscometer was derived from traction curves determined with a disk-on-ball type EHD tester. When the viscosity were plotted against pressure, for the oils with higher viscosity index than 120, the viscosity derived from traction measurements followed the extrapolated curve to the high pressure region by the Yasutomi formula using the parameters obtained with the viscometer. Then, traction characteristics and oil film formability were determined for polymer solutions compared to their base oils. The addition of polymer had little effect on traction but shows a slight increase in film thickness compared to the results for its base oil. This is because the viscosity-pressure coefficient governing traction is little affected by the addition of polymer. Moreover, it was shown that the EHD inlet viscosity of polymer solutions derived by applying the Hamrock-Dowson formula to the film thickness measurements revealed a much lower value than its atmospheric viscosity at low shear rates.

7

Rozkład ciśnienia i temperatury w EHD warstwie smarowej

Wilczek A.

Tribologia

|

2001

|

nr 3

473-482

PL

W opracowaniu przedstawiono metodę i wyniki jednoczesnego pomiaru ciśnienia i temperatury w elastohydrodynamicznej warstwie smarowej. Badania realizowano w układzie dwóch dociskanych do siebie rolek (walców) toczących się bez poślizgu, smarowanych olejem przekładniowym.

EN

The method of experimental investigations of the pressure and temperature in an elastohydrodynamic contact is presented. This method allows the simultaneous measurements of pressure and temperature with using thin-layer transducers. The construction of transducers, production methods and the results of investigations are described.

8

Prediction of the elastic shakedown limit in elastohydrodynamically lubricated line contacts

Donzella G., Mazzu A., Solazzi L.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2001

|

Vol. 6, no 4

1051-1060

EN

Different failure mechanisms are possible in cyclic contact phenomena, from wear to surface or subsurface fatigue. The limit of the material elastic shakedown is a critical parameter, because an early failure has to be expected when it is exceeded. It depends on all the tribological quantities involved in the process, which determine the effective stress field in the bulk of contacting bodies. This paper presents a program developed just to solve sequentially both the EHDL problem and the stress problem. A complete interface between these two parts of the program has been developed, thus permitting the user to make a fast evaluation of the failure risk. The effects of the rheological parameters on the limit of elastic shakedown are finally shown. The hypothesis of surface hardened components, i. e. in the presence of a material with strength varying along the depth, is also taken into consideration.

9

Wpływ warunków pracy kontaktu elastohydrodynamicznego na mierzone ciśnienia w filmie smarnym

Wilczek A.

Tribologia

|

1999

|

nr 6

1061-1068

PL

W opracowaniu przedstawiono rozkłady ciśnienia w elastohydrodynamicznej warstwie smarnej sporządzone na podstawie pomiarów czujnikiem cienkowarstwowym. Pomiary realizowano w układzie dwóch rolek smarowanych olejem. Warunki pracy kontaktu obejmują czyste toczenie, toczenie z poślizgiem oraz skąpe smarowanie.

EN

The description of the pressure distribution in elastohydrodynamic oil film made on the basis of measurements with thin layer transducer is contained in this work. Measurements were done in two, oil lubricated, disks system. The working conditions of contacts enclose pure rolling, rolling with sliding and meagre lubrication.

10

Przyrost temperatury w mikroobszarach styku przy tarciu mieszanym

Szczerek M., Tuszyński W., Wiśniewski M.

Tribologia

|

1999

|

nr 6

1021-1033

PL

: Przedstawiono model wyznaczania przyrostu temperatury wierzchołków nierówności powierzchni elementów skojarzonych w styku skoncentrowanym w warunkach tarcia mieszanego. Przyrost ten określony został przez superpozycje procesów termicznych w całej strefie styku(skalamakro) i zjawisk cieplnych przy kontaktowaniu się wierzchołków nierówności (skala mikro).wartości oczekiwane ugięcia nierówności i czasu trwania mikrostyku obliczono na bazie dwuwymiarowego modelu probalistycznego. Wyniki numeryczne uzyskano dla warunków odpowiadających eksperymentom przeprowadzonym na aparacie czterokulkowym.

EN

Model for the determining the temperature rise on the surface asperities of the elements that are coupled in concentrated contacts working under conditions of mixed friction has been presented.This rise has been determined by superposition of the thermal processes in the entire contact zone (macro-scale ) and thermal phenomena during concat of the asperity deflectitips (micro-scale).Exped values of the asperity deflection and the microcontact time have been calculated on the base of the twodimensional probablic model .NUmer ical results have been obtained for the conditions responding to experimenta tha have been carried out on the four ball apparatus.

11

Ocena warunków zaistnienia filmu elastohydrodynamicznego w procesie ciągnienia

Daca J.

Problemy Eksploatacji

|

1998

|

nr 3

69-69

EN

The characteristic of tribological phenomenons in the drawing process let us to say that the conditions taking place during this process are suitable for elastohydrodynamic lubrication. After determination some principles there are possibilities for using elastohydrodynamic theory in the drawing process.