초음파 윤활에 대한 실험은 압전 이용한 마찰 계 및 광학 프로파일로 사용

다음 실험의 전반적인 목표는 초음파 윤활에서 선형 속도에 대한 마찰 및 마모 감소의 의존성을 조사하는 것입니다. 이는 먼저 디스크 TER의 수정된 핀에 대한 테스트를 수행하는 동시에 테스트 중 실시간 마찰력을 기록하여 달성되며, 두 번째 단계로 광학 프로파일로미터를 사용하여 마모를 특성화하고 2D 및 3D 프로파일, 표면 거칠기 및 홈의 부피 손실을 제공합니다. 다음으로, 마찰 및 마모 감소는 3입니다.

선형 속도는 측정된 마찰력과 계산된 마모율을 사용하여 정량화됩니다. 결과는 초음파 윤활이 유효 마찰력을 최대 62%까지 감소시키고 표면 마모를 최대 49%까지 감소시키는 것을 보여줍니다.마찰 감소는 선형 속도가 증가함에 따라 감소하는 반면 마모 감소는 세 가지 선형 속도에서 본질적으로 일정하게 유지됩니다. 고려됨 초음파 윤활은 슬라이딩 물체 사이의 유효 마찰 계수를 줄이고 실제로 제어하기 위한 잘 정립된 기술입니다.

그것은 20 킬로헤르츠 이상의 주파수인 초음파 주파수에서 하나 또는 두 물체를 진동시켜 작동합니다. 초음파 윤활은 압출과 같은 제조 공정에서 구현되었으며 와이어 드로잉은 고체 윤활 기술입니다. 기존 윤활유가 바람직하지 않은 응용 분야에 사용할 수 있습니다.

예를 들어, 필요한 TER을 먼저 구축하려면 물림쇠 모터 하위 시스템을 조립하고 격리 테이블에서 이 어셈블리를 수행합니다. 첫 번째 레벨, 심이 있는 DC 모터이며 스트럿과 볼트를 사용하여 위치를 고정합니다. 그런 다음 모터 주위에 지지 프레임을 배치합니다.

다음으로, 지지판을 스플라인 샤프트에 밀어 넣어 키를 사용하여 스플라인 샤프트를 모터 샤프트에 연결합니다. 그런 다음 스러스트 니들 롤러 베어링을 지지판에 놓습니다. 필요한 경우 베어링에 절삭유를 윤활하여 척 모터 하위 시스템 조립을 마칩니다.

세 개의 볼트를 사용하여 척을 어댑터 플레이트에 연결하고 볼트를 조입니다. 스러스트 니들 롤러 베어링을 통해 지지판에 척을 놓습니다. 지지 프레임이 있는 짐벌 어셈블리를 제자리에 놓습니다.

마찰을 측정하기 위해 와이어로 짐벌 암에 연결된 수평 방향의 로드셀이 있습니다. 다음으로 피소 전동 액추에이터를 조립합니다. 먼저 Piso 전기 스택을 통해 3인치 나사산 막대를 삽입합니다.

와셔와 너트로 고정하고 한쪽 끝에서 막대의 약 8분의 1인치를 사용할 수 있도록 합니다. 그런 다음 너트를 조여 스택을 미리 로드합니다. 다음으로, 너트와 와셔를 사용하여 길게 노출된 나사산을 짐벌 암에 연결합니다.

테스트 목적이 아닌 설정 목적으로 piso 액추에이터의 다른 쪽 끝에 도토리 너트를 끼 웁니다. 그런 다음 디스크를 척에 삽입하고 도토리 너트가 디스크 상단과 접촉하고 짐벌 암이 수평이 되도록 디스크의 위치를 조정합니다. 너트가 디스크 중심에서 약 25mm 떨어진 곳에서 디스크에 닿도록 짐벌 어셈블리의 위치를 조정합니다.

완료하려면 설치 프로그램의 모든 볼트를 조이고 설치 프로그램을 컴퓨터에 연결합니다. 테스트 디스크와 너트는 장갑을 끼고 청소해야 합니다. 에탄올을 사용하여 테스트 디스크의 표면과 도토리 너트를 청소합니다.

이제 설치 목적으로 사용되는 도토리 너트를 제거합니다. 그런 다음 새 클린 너트를 끼우고 단단히 조입니다. 조여지면 정렬을 확인하고 척을 조여 디스크가 단단해지고 도토리 너트가 액추에이터에 단단히 조여졌는지 확인합니다.

도토리 너트를 에피 전동 액추에이터에 단단히 조이는 것이 중요하며, 그렇지 않으면 테스트 중에 느슨해져서 초음파 진동이 전달되지 않아 작동하지 않을 수 있습니다. 테스트를 설정하려면 짐벌 암에 연결된 하나의 고리에 2뉴턴 웨이트를 걸어 테스트 너트와 디스크 사이에 정상 하중을 가합니다. 그런 다음 짐벌 암에 연결된 다른 고리에 또 다른 두 개의 뉴턴 웨이트를 걸어둡니다.

이것은 로드 셀에 수평 프리텐션을 제공합니다. 그런 다음 액추에이터와 신호 발생기를 증폭기에 연결합니다. 연속 정현파 신호를 제공하도록 신호 발생기를 설정합니다.

3볼트의 진폭과 22킬로헤르츠의 주파수를 사용합니다. piso 액추에이터의 공진 주파수에는 pizo 액추에이터의 장력을 방지하기 위해 3볼트의 DC 오프셋이 포함됩니다. 이제 감소된 마찰력을 측정하기 위한 데이터 수집을 시작합니다.

켜다 ampliifier를 누르고 게인을 실제 게인 4.67에 해당하는 15로 설정합니다. 그런 다음 모터를 켜고 필요에 따라 회전 속도를 설정합니다. 3시간 동안 테스트를 실행한 다음 모터와 증폭기를 끄고 데이터 수집을 종료합니다.

도토리 너트와 테스트 디스크를 제거하고 테스트 디스크에 테스트 조건을 표시합니다. 각 테스트에 대해 항상 새 너트와 테스트 표면을 사용하십시오. 고유 마찰을 측정하려면 증폭기와 신호 발생기가 꺼진 상태에서 동일한 선형 속도를 사용하십시오.

다른 선형 속도에 대해서도 동일한 테스트를 반복합니다. 마지막에 6개의 마모 홈이 생성되어야 합니다. 준비 과정에서 측정 직전에 테스트 디스크를 청소하십시오.

이전과 마찬가지로 측정을 수행하기 전에 샘플 디스크를 청소하는 것이 중요하며 마모 홈에 마모 입자나 이물질을 느슨하게 부착합니다. 측정된 프로파일의 위치와 부피 손실이 손상되었습니다. 다음으로, 디스크 가장자리 주위에 8개의 균일하게 분포된 표시를 만듭니다.

이제 소프트웨어를 사용하여 프로파일로미터 소프트웨어를 엽니다. 렌즈와 샘플 플랫폼 사이에 충분한 여유 공간이 있도록 렌즈를 올립니다. 그런 다음 샘플 플랫폼의 수평을 맞추고 플랫폼에 실험실 와이프 조각을 놓습니다.

8개의 표시 중 하나가 기압계 전면을 향하도록 하여 샘플을 조직 위에 부드럽게 놓습니다. 소프트웨어에서 스캔 매개변수를 설정합니다. 그루브를 스캔하고 프로필 이미지와 거칠기 데이터를 저장합니다.

그런 다음 다음 마크가 프로파일로미터의 전면을 향할 때까지 샘플을 시계 반대 방향으로 돌리고 나머지 마크에 대해 이 과정을 반복합니다. 하나의 디스크로 완료되면 나머지 5개의 디스크에 대해 측정을 반복합니다. 마찰력은 2초 샘플링 창을 사용하여 400Hz에서 샘플링되었으며, 측정된 마찰의 평균 값이 계산되고 핀이 이동하는 거리에 대해 표시되었습니다.

고유 마찰력은 점으로 표시되고 초음파 진동이 있는 마찰력은 표시됩니다. xs를 사용하면 마찰력은 정상 상태 작동이 달성되면 거의 일정하게 유지되었습니다. 다음으로, 각 선형 속도에서의 감소 비율은 핀이 이동한 거리에 대해 표시되었습니다.

초음파 진동은 테스트 된 각 선속도에서 정상 상태 마찰력을 감소시켰다. 그러나 초음파 진동이 있는 홈과 없는 홈을 비교하는 곳에서 선속도가 증가함에 따라 이점이 감소했습니다. 초음파 진동이 가해졌을 때 홈이 더 고르지 않고 반사되지 않는 것처럼 보이는 것을 볼 수 있습니다.

3D 프로파일, 표면 거칠기 값 및 홈의 부피 손실은 프로파일로미터 스캔에서 얻었습니다. 초음파 진동이 있는 3D 홈은 초음파 진동이 없는 홈에 비해 좁고 거칠며 얕았습니다. 이는 초음파 진동이 마모를 감소시키고, 마모율 및 표면 거칠기 매개변수가 초음파 진동이 존재할 때 더 작아진다는 개념을 뒷받침하며, 이는 마모 감소의 지표이기도 합니다.

마모 감소 비율은 속도가 증가함에 따라 거의 일정하게 유지되었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 디스크 터의 수정된 핀에서 초음파 윤활 테스트를 수행하고 광학 프로피를 사용하여 선형 속도뿐만 아니라 수직 응력, 재료 조합과 같은 주요 매개변수와 관련하여 광학 마찰 및 마모 감소를 연구할 수 있는 위치를 특성화하는 방법을 잘 이해해야 합니다. 그리고 초음파 전력 소비.