Ultrasonik Yağlama üzerinde deneyler bir piezoelektrik destekli tribometre ve Optik profilometre kullanma

Ultrasonik aşınma ve sürtünme azalmasının doğrusal hız, temas basıncı ve yüzey özelliklerine bağımlılığını araştırmak için piezoelektrik destekli bir tribometre ve optik profilometre kullanmak için bir protokol sunuyoruz.

Aşağıdaki deneyin genel amacı, ultrasonik yağlamada sürtünme ve aşınma azalmasının doğrusal hıza bağımlılığını araştırmaktır. Bu, ilk olarak TER diski üzerindeki modifiye edilmiş bir pim üzerinde testler yapılırken, testler sırasında gerçek zamanlı sürtünme kuvvetlerini kaydederken, ikinci adım olarak, aşınmayı karakterize etmek, 2D ve 3D profiller, yüzey pürüzlülüğü ve oluklardaki hacim kayıplarını sağlamak için bir optik profilometre kullanılır. Ardından, üçe kadar sürtünme ve aşınma azalması.

Doğrusal hızlar, ölçülen sürtünme kuvvetleri ve hesaplanan aşınma oranları kullanılarak ölçülür. Sonuçlar, ultrasonik yağlamanın etkili sürtünme kuvvetini %62'ye kadar ve yüzey aşınmasını %49'a kadar azalttığını göstermektedir Doğrusal hız arttıkça sürtünme azalması azalırken, aşınma azalması üç doğrusal hızda esasen sabit kalır. Ultrasonik yağlama, kayan nesneler arasındaki etkili sürtünme katsayısını azaltmak ve aslında kontrol etmek için iyi bilinen bir teknolojidir.

Ultrasonik frekanslarda, yani 20 kilohertz'in üzerindeki frekanslarda nesnelerden birini veya her ikisini titreştirerek çalışır. Ultrasonik yağlama, ekstrüzyon ve tel çekme gibi üretim süreçlerinde katı hal yağlama teknolojisi olarak uygulanmıştır. Geleneksel yağlayıcıların istenmediği uygulamalarda kullanılabilir.

Örneğin, uzayda İlk önce gerekli TER'i oluşturmak için, ayna motoru alt sistemini monte edin, bu montajı bir izolasyon masasında gerçekleştirin. İlk seviye, şimli bir DC motor ve payandalar ve cıvatalar kullanarak konumunu sabitleyin. Ardından destek çerçevesini motorun etrafına yerleştirin.

Ardından, destek plakasını yivli milin üzerine kaydırarak devam eden bir anahtar kullanarak yiv milini motor miline bağlayın. Ardından baskı iğneli rulmanı destek plakasına yerleştirin. Mandren motoru alt sisteminin montajını tamamlamak için gerekirse yatağı kesme sıvılarıyla yağlayın.

Mandreni üç cıvata kullanarak bir adaptör plakasına bağlayın ve cıvataları sıkın. Mandreni, baskı iğneli rulman aracılığıyla destek plakasına yerleştirin. Gimbal tertibatını destek çerçevesi ile yerine yerleştirin.

Sürtünmeyi ölçmek için gimbal koluna bir tel ile bağlanmış yatay olarak yönlendirilmiş bir yük hücresine sahiptir. Ardından, piso elektrikli aktüatörü monte edin. İlk olarak, Piso elektrik yığınına üç inçlik dişli bir çubuk yerleştirin.

Pullar ve somunlarla sabitleyin ve çubuğun yaklaşık sekizde biri kadar bir ucunda boş kalacak şekilde bırakın. Ardından yığını önceden yüklemek için somunları sıkın. Ardından, uzun süre açıkta kalan dişleri somun ve rondelalar kullanarak gimbal koluna bağlayın.

Kurulum amacıyla, test etmemek için piso aktüatörünün diğer ucuna bir meşe palamudu somunu geçirin. Ardından diski aynaya yerleştirin ve diskin konumunu, meşe palamudu somunu diskin üst kısmı ile temas edecek ve gimbal kolu düz olacak şekilde ayarlayın. Gimbal tertibatının konumunu, somun diskin merkezinden yaklaşık 25 milimetre uzakta diske temas edecek şekilde ayarlayın.

Bitirmek için, kurulumdaki tüm cıvataları sıkın ve kurulumu bilgisayara takın. Test diskleri ve somunları eldiven giyilerek temizlenmelidir. Test diskinin yüzeyini ve meşe palamudu somununu temizlemek için etanol kullanın.

Şimdi kurulum amacıyla kullanılan meşe palamudu somununu çıkarın. Ardından yeni temiz somunu geçirin ve sıkıca sıkın. Sıkıldıktan sonra, hizalamayı kontrol edin ve mandreni diskin sağlam olması için sıkın ve meşe palamudu somununun aktüatöre sıkıca sıkıldığından emin olun.

Meşe palamudu somununu epi elektrikli aktüatöre sıkıca sıkmak çok önemlidir, aksi takdirde test sırasında gevşeyebilir ve bu da ultrasonik titreşimlerin iletilmemesine ve dolayısıyla etkisiz hale gelmesine neden olabilir. Testi ayarlamak için, gimbal koluna bağlanan bir kancaya iki Newtonluk bir ağırlık asarak test somunu ile disk arasına normal bir yük uygulayın. Ardından, gimbal koluna bağlanan diğer kancaya iki Newton ağırlık daha asın.

Bu, yük hücresine yatay bir ön gerilim sağlar. Ardından, aktüatörü ve sinyal üretecini amplifikatöre bağlayın. Sinyal üretecini sürekli bir sinüzoidal sinyal sağlayacak şekilde ayarlayın.

Üç voltluk bir genlik ve 22 kilohertz'lik bir frekans kullanın. Piso aktüatörünün rezonans frekansı, pizo aktüatöründeki gerilimi önlemek için üç voltluk bir DC ofseti içerir. Şimdi azaltılmış sürtünme kuvvetini ölçmek için veri toplamaya başlayın.

Amplifikatörü açın ve kazancı 15'e ayarlayın, bu da 4.67'lik gerçek bir kazanca karşılık gelir. Ardından, motoru açın ve dönme hızını gerektiği gibi ayarlayın. Testi üç saat boyunca çalıştırın, ardından motoru ve amplifikatörü kapatın ve veri toplamayı sonlandırın.

Meşe palamudu somununu ve test diskini çıkarın ve test diskini test koşullarıyla etiketleyin. Her test için her zaman yeni bir somun ve test yüzeyi kullanın. İçsel sürtünmeyi ölçmek için, amplifikatör ve sinyal üreteci kapalıyken aynı doğrusal hızı kullanın.

Aynı testi diğer doğrusal hızlar için de tekrarlayın. Sonunda altı aşınma oluğu oluşturulmalıdır. Hazırlık olarak, ölçümlerden hemen önce test disklerini temizleyin.

Daha önce olduğu gibi, perter ölçümlerinden önce numune disklerini temizlemek önemlidir ve aşınma parçacıklarını veya yabancı maddeleri aşınma oluğuna gevşek bir şekilde yapıştırırsınız. Ölçülen profillerin konumu ve hacim kaybı tehlikeye girdi. Ardından, diskin kenarı etrafında eşit olarak dağıtılmış sekiz işaret yapın.

Şimdi yazılımı kullanarak profilometre yazılımını açın. Lens ile numune platformu arasında yeterli boşluk olacak şekilde lensi kaldırın. Ardından numune platformunu düzleştirin ve platforma bir parça laboratuvar mendili yerleştirin.

Numuneyi, sekiz işaretten biri barometrenin ön tarafına bakacak şekilde dokunun üzerine nazikçe yerleştirin. Yazılımda tarama parametrelerini ayarlayın. Oluğu tarayın ve profil resimlerini ve pürüzlülük verilerini kaydedin.

Ardından, bir sonraki işaret profilometrenin önüne bakana kadar numuneyi saat yönünün tersine çevirin ve kalan işaretler için işlemi tekrarlayın. Bir diskle işiniz bittiğinde, kalan beş disk için ölçümleri tekrarlayın. Sürtünme kuvveti, iki saniyelik örnekleme pencereleri kullanılarak 400 hertz'de örneklendi, ölçülen sürtünmenin ortalama değerleri hesaplandı ve pimin kat ettiği mesafeye göre çizildi.

İçsel sürtünme kuvvetleri noktalarla temsil edilirken, ultrasonik titreşimlerle sürtünme kuvvetleri gösterilir. xs ile, kararlı durum işlemi elde edildiğinde sürtünme kuvveti neredeyse sabit kaldı. Daha sonra, her doğrusal hızdaki azalma yüzdesi, pimin kat ettiği mesafeye karşı çizildi.

Ultrasonik titreşimler, test edilen her doğrusal hızda kararlı durum sürtünme kuvvetini azalttı. Bununla birlikte, ultrasonik titreşimli ve titreşimsiz olukların karşılaştırıldığı doğrusal hız arttıkça faydalar azaldı. Ultrasonik titreşimler uygulandığında olukların daha düzensiz ve yansıtıcı olmadığı görülebilir.

3 boyutlu profiller, olukların yüzey pürüzlülük değerleri ve hacim kayıpları profilometre taramalarından elde edilmiştir. Ultrasonik titreşimli 3D oluklar, ultrasonik titreşimleri olmayanlara kıyasla dar, pürüzlü ve sığdı. Bu, ultrasonik titreşimlerin aşınmayı azalttığı, aşınma oranlarının ve ultrasonik titreşimler mevcut olduğunda yüzey pürüzlülüğü parametrelerinin daha küçük olduğu fikrini destekler, bu da aşınma azalmasının bir göstergesidir.

Hız arttıkça aşınma azaltma yüzdesi neredeyse sabit kaldı. Bu videoyu izledikten sonra, disk üzerinde modifiye edilmiş bir pim üzerinde ultrasonik yağlama testlerinin nasıl yapılacağını iyi anlamalı ve optik profilin nerede kullanılacağını karakterize etmelisiniz. Bu ultrasonik sürtünme ve aşınma azaltmayı kullanarak sadece doğrusal hız değil, aynı zamanda normal stres, malzeme kombinasyonları gibi temel parametreler de incelenebilir. ve ultrasonik güç tüketimi.