Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer

Sheng Dong; Marcelo Dapino

doi:10.3791/52931

Los experimentos en ultrasónico Lubricación El uso de un Tribómetro asistida piezoeléctrico y Per...

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Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer

Los experimentos en ultrasónico Lubricación El uso de un Tribómetro asistida piezoeléctrico y Perfilómetro óptico

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09:21 min

September 28, 2015

DOI: 10.3791/52931-v

Sheng Dong¹, Marcelo Dapino¹

¹Smart Vehicle Concepts Center, Department of Mechanical and Aerospace Engineering,The Ohio State University

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study investigates the dependence of friction and wear reduction on linear velocity in ultrasonic lubrication. Using a modified pin on disc tribometer and an optical profilometer, the research quantifies friction forces and wear characteristics.

Key Study Components

Area of Science

Tribology
Materials Science
Mechanical Engineering

Background

Ultrasonic lubrication is a technique for reducing friction between sliding surfaces.
Understanding the relationship between linear velocity and friction can improve lubrication strategies.
Wear characterization is essential for evaluating material performance.
Real-time friction force measurement enhances the accuracy of results.

Purpose of Study

To investigate how linear velocity affects friction and wear in ultrasonic lubrication.
To quantify the effectiveness of ultrasonic lubrication under varying conditions.
To characterize wear using optical profilometry.

Methods Used

Modified pin on disc tribometer for friction testing.
Real-time recording of friction forces during tests.
Optical profilometer for wear characterization.
Analysis of 2D and 3D surface profiles and roughness.

Main Results

Ultrasonic lubrication reduces effective friction force by up to 62%.
Surface wear is reduced by up to 49%.
Friction reduction decreases with increasing linear velocity.
Wear reduction remains relatively constant across different velocities.

Conclusions

Ultrasonic lubrication is effective for controlling friction and wear.
Linear velocity plays a significant role in friction reduction.
Further research could optimize ultrasonic lubrication parameters.

Frequently Asked Questions

What is ultrasonic lubrication?

Ultrasonic lubrication is a technique that uses ultrasonic waves to reduce friction between sliding surfaces.

How does linear velocity affect friction?

The study found that friction reduction decreases as linear velocity increases.

What methods were used to measure wear?

An optical profilometer was used to characterize wear, providing detailed surface profiles.

What were the main findings of the study?

The study demonstrated significant reductions in both friction and wear due to ultrasonic lubrication.

Why is wear characterization important?

Wear characterization helps evaluate the performance and longevity of materials under frictional conditions.

Presentamos un protocolo para utilizar un tribómetro asistido piezoeléctricamente y un perfilómetro óptico para investigar la dependencia del desgaste ultrasónico y la reducción de la fricción en la velocidad lineal, la presión de contacto y las propiedades de la superficie.

El objetivo general del siguiente experimento es investigar la dependencia de la reducción de la fricción y el desgaste de la velocidad lineal en la lubricación ultrasónica. Esto se logra realizando primero pruebas en un pin modificado en el disco TER mientras se registran las fuerzas de fricción en tiempo real durante las pruebas, como segundo paso, se utiliza un perfilómetro óptico para caracterizar el desgaste, proporcionando perfiles 2D y 3D, rugosidad superficial y pérdidas de volumen en las ranuras. A continuación, la reducción de la fricción y el desgaste a tres.

Las velocidades lineales se cuantifican utilizando las fuerzas de fricción medidas y las tasas de desgaste calculadas. Los resultados muestran que la lubricación ultrasónica reduce la fuerza de fricción efectiva hasta en un 62% y el desgaste de la superficie hasta en un 49%La reducción de la fricción disminuye a medida que aumenta la velocidad lineal, mientras que la reducción del desgaste permanece esencialmente constante en las tres velocidades lineales. La lubricación ultrasónica es una tecnología bien establecida para reducir y, de hecho, controlar el coeficiente de fricción efectivo entre objetos deslizantes.

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