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AR Category: Rotational Tribology
Medición continua de la curva Stribeck con el tribómetro Pin-on-Disk
Introducción:
Cuando se aplica lubricación para reducir el desgaste/fricción de superficies móviles, el contacto de lubricación en la interfaz puede pasar de varios regímenes, como la Lubricación Límite, Mixta e Hidrodinámica. El espesor de la película de fluido desempeña un papel fundamental en este proceso, determinado principalmente por la viscosidad del fluido, la carga aplicada en la interfaz y la velocidad relativa entre las dos superficies. La reacción de los regímenes de lubricación a la fricción se muestra en lo que se denomina curva de Stribeck [1-4].
En este estudio demostramos por primera vez la capacidad de medir una Curva de Stribeck continua. Utilizando el Nanovea Tribómetro control avanzado de velocidad sin escalones, de 15000 a 0,01 rpm, en 10 minutos el software proporciona directamente una Curva Stribeck completa. La sencilla configuración inicial sólo requiere que los usuarios seleccionen el modo de rampa exponencial e introduzcan las velocidades inicial y final, en lugar de tener que realizar varias pruebas o programar un procedimiento escalonado a diferentes velocidades que requiera el cosido de datos para las mediciones convencionales de la curva Stribeck. Este avance proporciona datos precisos a lo largo de la evaluación del régimen del lubricante y reduce sustancialmente el tiempo y el coste. La prueba muestra un gran potencial para ser utilizada en diferentes aplicaciones de ingeniería industrial.
Comparación de gotas oculares lubricantes con el tribómetro Nanovea T50
Importancia de probar las gotas oftálmicas
Los colirios se utilizan para aliviar los síntomas causados por diversos problemas oculares. Por ejemplo, pueden utilizarse para tratar pequeñas irritaciones oculares (sequedad y enrojecimiento), retrasar la aparición de glaucoma o tratar infecciones. Los colirios de venta libre se utilizan principalmente para tratar la sequedad ocular. Su eficacia para lubricar el ojo puede compararse y medirse con una prueba de coeficiente de fricción.
La sequedad ocular puede deberse a diversos factores, como la fatiga ocular causada por el uso del ordenador o la exposición a condiciones climáticas extremas. Un buen colirio lubricante ayuda a mantener y complementar la humedad de la superficie externa de los ojos. Así se alivian las molestias, el ardor o la irritación y el enrojecimiento asociados a la sequedad ocular. La medición del coeficiente de fricción (COF) de un colirio permite determinar su eficacia lubricante y compararla con la de otras soluciones.
Objetivo de medición
En este estudio, se midió el coeficiente de fricción (COF) de tres soluciones lubricantes de colirio diferentes utilizando la configuración pin-on-disk en el tribómetro Nanovea T50.
Procedimiento de ensayo y procedimientos
Se aplicó un alfiler esférico de alúmina de 6 mm de diámetro a un portaobjetos de vidrio y cada solución de colirio actuó como lubricante entre las dos superficies. Los parámetros de ensayo utilizados en todos los experimentos se resumen en la Tabla 1.
Resultados y debate
Los valores máximos, mínimos y medios del coeficiente de fricción para las tres soluciones de colirio probadas se tabulan en la Tabla 2 a continuación. Los gráficos del COF en función de las revoluciones para cada solución de colirio se muestran en las figuras 2-4. El COF durante cada prueba se mantuvo relativamente constante durante la mayor parte de la duración total de la prueba. El COF durante cada prueba permaneció relativamente constante durante la mayor parte de la duración total de la prueba. La muestra A presentó el COF medio más bajo, lo que indica que tiene las mejores propiedades de lubricación.
Conclusión
En este estudio mostramos la capacidad del tribómetro Nanovea T50 para medir el coeficiente de fricción de tres soluciones de colirio. Basándonos en estos valores, demostramos que la muestra A tenía un coeficiente de fricción más bajo y, por lo tanto, presenta una mejor lubricación en comparación con las otras dos muestras.
Nanovea Tribómetros ofrece pruebas de desgaste y fricción precisas y repetibles mediante módulos rotativos y lineales conformes con las normas ISO y ASTM. También ofrece módulos opcionales de desgaste a alta temperatura, lubricación y tribo-corrosión disponibles en un sistema preintegrado. Esta versatilidad permite a los usuarios simular mejor el entorno de aplicación real y mejorar la comprensión fundamental del mecanismo de desgaste y las características tribológicas de diversos materiales.
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Comparación del desgaste por abrasión en la tela vaquera
Introducción
La forma y la función de un tejido vienen determinadas por su calidad y durabilidad. El uso diario de los tejidos provoca el desgaste del material, por ejemplo, el amontonamiento, la pelusa y la decoloración. Un tejido de calidad inferior utilizado para prendas de vestir puede provocar a menudo la insatisfacción del consumidor y dañar la marca.
Intentar cuantificar las propiedades mecánicas de los tejidos puede plantear muchos retos. La estructura del hilo e incluso la fábrica en la que se produjo pueden dar lugar a una escasa reproducibilidad de los resultados de las pruebas. Esto dificulta la comparación de los resultados de las pruebas de distintos laboratorios. Medir las prestaciones de desgaste de los tejidos es fundamental para los fabricantes, distribuidores y minoristas de la cadena de producción textil. Una medición de la resistencia al desgaste bien controlada y reproducible es crucial para garantizar un control de calidad fiable del tejido.
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¿Desgaste Rotativo o Lineal y COF? (Un estudio exhaustivo con el tribómetro Nanovea)
El desgaste es el proceso de eliminación y deformación de material en una superficie como resultado de la acción mecánica de la superficie opuesta. En él influyen diversos factores, como el deslizamiento unidireccional, la rodadura, la velocidad, la temperatura y muchos otros. El estudio del desgaste, la tribología, abarca muchas disciplinas, desde la física y la química hasta la ingeniería mecánica y la ciencia de los materiales. La compleja naturaleza del desgaste requiere estudios aislados sobre mecanismos o procesos de desgaste específicos, como el desgaste adhesivo, el desgaste abrasivo, la fatiga superficial, el desgaste por rozamiento y el desgaste erosivo. Sin embargo, el "desgaste industrial" suele implicar múltiples mecanismos de desgaste que se producen en sinergia.
Los ensayos de desgaste lineal alternativo y rotativo (clavija sobre disco) son dos configuraciones ampliamente utilizadas de conformidad con ASTM para medir los comportamientos de desgaste por deslizamiento de los materiales. Dado que el valor de la tasa de desgaste de cualquier método de ensayo de desgaste se utiliza a menudo para predecir la clasificación relativa de las combinaciones de materiales, es extremadamente importante confirmar la repetibilidad de la tasa de desgaste medida utilizando diferentes configuraciones de ensayo. Esto permite a los usuarios considerar cuidadosamente el valor de la tasa de desgaste reportado en la literatura, lo cual es crítico para entender las características tribológicas de los materiales.
Prueba de desgaste de la madera con el tribómetro Nanovea
Importancia de comparar el desgaste del acabado de la madera y el COF
La madera se ha utilizado durante miles de años como material de construcción para casas, muebles y suelos. Tiene una combinación de belleza natural y durabilidad, lo que la convierte en un candidato ideal para suelos. A diferencia de las moquetas, los suelos de madera conservan su color durante mucho tiempo y pueden limpiarse y mantenerse fácilmente. Sin embargo, al ser un material natural, la mayoría de los suelos de madera requieren la aplicación de un acabado superficial para proteger la madera de diversos tipos de daños, como rozaduras y desconchones, con el paso del tiempo. En este estudio, se aplicó una capa de Nanovea Tribómetro se utilizó para medir la tasa de desgaste y el coeficiente de fricción (COF) para comprender mejor el rendimiento comparativo de tres acabados de madera.
El comportamiento en servicio de una especie de madera utilizada para suelos suele estar relacionado con su resistencia al desgaste. El cambio en la estructura celular y de fibra individual de las diferentes especies de madera contribuye a sus diferentes comportamientos mecánicos y tribológicos. Las pruebas de servicio reales de la madera como material para suelos son caras, difíciles de duplicar y requieren largos periodos de tiempo de prueba. En consecuencia, resulta valioso desarrollar una prueba de desgaste sencilla que pueda producir resultados fiables, reproducibles y directos.
Objetivo de medición
En este estudio, simulamos y comparamos los comportamientos de desgaste de tres tipos de madera para mostrar la capacidad del tribómetro Nanovea para evaluar las propiedades tribológicas de la madera de forma controlada y monitorizada.
Debate
Descripción de la muestra: Antique Birch Hardwood tiene un acabado de óxido de aluminio de 7 capas, que proporciona protección contra el desgaste diario. Courtship Grey Oak y Santos Mahogany son suelos laminados que varían en acabado superficial y brillo. El Courtship Grey Oak es de color gris pizarra, acabado EIR y poco brillo. Por otro lado, Santos Mahogany es de color burdeos oscuro, preacabado y de alto brillo, lo que permite ocultar más fácilmente los arañazos y defectos de la superficie.
En la Fig. 1 se representa la evolución del COF durante las pruebas de desgaste de las tres muestras de suelos de madera. Las muestras Antique Birch Hardwood, Courtship Grey Oak y Santos Mahogany mostraron un comportamiento diferente del COF.
En el gráfico anterior puede observarse que la madera dura de abedul antiguo fue la única muestra que mostró un COF constante durante toda la prueba. El brusco aumento del COF del Roble Gris Cortejo y su posterior disminución gradual podrían ser indicativos de que la rugosidad de la superficie de la muestra contribuyó en gran medida a su comportamiento COF. A medida que la muestra se desgastaba, la rugosidad de la superficie disminuía y se volvía más homogénea, lo que explica la disminución del COF a medida que la superficie de la muestra se volvía más lisa debido al desgaste mecánico. El COF de la Caoba Santos muestra un aumento gradual y suave del COF al principio de la prueba y luego pasa bruscamente a una tendencia de COF entrecortado. Esto podría indicar que una vez que el revestimiento laminado empezó a desgastarse, la bola de acero (contramaterial) entró en contacto con el sustrato de madera, que se desgastó de forma más rápida y turbulenta, creando el comportamiento más ruidoso del COF hacia el final de la prueba.
Madera dura de abedul antiguo:
Cortejo Roble Gris:
Santos Caoba
En la Tabla 2 se resumen los resultados de las exploraciones y análisis de las huellas de desgaste en todas las muestras de suelos de madera tras la realización de las pruebas de desgaste. La información detallada y las imágenes de cada muestra pueden verse en las Figuras 2-7. Basándonos en la comparación del índice de desgaste entre las tres muestras, podemos deducir que la Caoba Santos demostró ser menos resistente al desgaste mecánico que las otras dos muestras. La Madera Dura de Abedul Antiguo y el Roble Gris Cortejo tuvieron índices de desgaste muy similares aunque su comportamiento durante las pruebas difirió significativamente. La madera dura de abedul antiguo presentaba una tendencia al desgaste gradual y más uniforme, mientras que el roble gris Court-ship mostraba una huella de desgaste poco profunda y picada debido a la textura y el acabado preexistentes de la superficie.
Conclusión
En este estudio, mostramos la capacidad del tribómetro de Nanovea para evaluar el coeficiente de fricción y la resistencia al desgaste de tres tipos de madera: madera dura de abedul antiguo, roble gris cortejo y caoba de Santos de forma controlada y monitorizada. Las propiedades mecánicas superiores de la madera dura de abedul antiguo se traducen en una mayor resistencia al desgaste. La textura y la homogeneidad de la superficie de la madera desempeñan un papel importante en el comportamiento frente al desgaste. La textura de la superficie del Roble Gris Cortejo, como los huecos o grietas entre las fibras celulares de la madera, pueden convertirse en los puntos débiles donde se inicia y propaga el desgaste.
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Evaluating Brake Pads with Tribology
Importance of Evaluating Break Pad Performance
Brake pads are composites., a material made up of multiple ingredients, that must be able to satisfy a large number of safety requirements. Ideal brake pads have high coefficient of friction (COF), low wear rate, minimal noise, and remain reliable under varying environments. To ensure the quality of brake pads are able to satisfy their requirements, tribology testing can be used to identify critical specifications.
The importance of the reliability of brake pads is placed very high; the safety of passengers should never be neglected. Therefore, it is key to replicate operating conditions and identify possible points of failure.
With the Nanovea Tribómetro, a constant load is applied between a pin, ball, or flat and a constantly moving counter material. The friction between the two material is collected with a stiff load cell, allowing the collection of material properties at different loads and speeds and tested in high temperature, corrosive, or liquid environments.
Objetivo de medición
In this study, the coefficient of friction of the brake pads were studied under a continuously increasing temperature environment from room temperature to 700°C. The environmental temperature was raised in-situ until noticeable failure of the brake pad was observed. A thermocouple was attached to the backside of the pin to measure the temperature near the sliding interface.
Procedimiento de ensayo y procedimientos
Resultados y debate
This study focuses mainly on the temperature at which brake pads start to fail. The COF obtained do not represent real-life values; the pin material is not the same as brake rotors. It should also be noted that the temperature data collected is the temperature of the pin and not the sliding interface temperature
At the start of the test (room temperature), the COF between the SS440C pin and brake pad gave a consistent value of approximately 0.2. As the temperature increased, the COF steadily increased and peaked at a value of 0.26 near 350°C. Past 390°C, the COF quickly starts decreasing. The COF began to increase back to 0.2 at 450°C but starts decreasing to a value of 0.05 shortly after.
The temperature at which the brake pads consistently failed is identified at temperatures above 500°C. Past this temperature, the COF was no longer able to retain the starting COF of 0.2.
Conclusión
The brake pads have shown consistent failure at a temperature past 500°C. Its COF of 0.2 slowly rises to a value of 0.26 before dropping down to 0.05 at the end of the test (580°C). The difference between 0.05 and 0.2 is a factor of 4. This means that the normal force at 580°C must be four times greater than at room temperature to achieve the same stopping force!
While not included in this study, the Nanovea Tribometer is also able to conduct testing to observe another important property of brake pads: wear rate. By utilizing our 3D non-contact profilometers, the volume of the wear track can be obtained to calculate how quickly samples wear. Wear testing can be conducted with the Nanovea Tribometer under different test conditions and environments to best simulate operating conditions.
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Vidrio para pruebas de desgaste con control de emisiones acústicas
El comportamiento al desgaste de tres tipos de vidrio (vidrio normal, vidrio Galaxy S3 y vidrio recubierto de zafiro) se compara de forma controlada y monitorizada utilizando el Nanovea Tribómetro equipado con un detector AE. En este estudio, nos gustaría mostrar la aplicación de la detección AE durante el desgaste y su correlación con la evolución del coeficiente de fricción (COF).
Vidrio para pruebas de desgaste con control de emisiones acústicas
Evaluación del desgaste por tribocorrosión del revestimiento protector
El proceso de tribocorrosión de los recubrimientos DLC sobre diferentes tipos de sustratos de acero se simula utilizando el tribómetro Nanovea. En este estudio, nos gustaría demostrar que Nanovea Tribómetro equipado con el módulo de tribocorrosión es una herramienta ideal para evaluar el rendimiento de los revestimientos protectores utilizados en entornos de desgaste y corrosión.
Evaluación del desgaste por tribocorrosión del revestimiento protector
