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AR Categoria: Tribologia rotazionale
Misura continua della curva di Stribeck con il tribometro a pin su disco
Introduzione:
Quando si applica la lubrificazione per ridurre l'usura/attrito delle superfici in movimento, il contatto di lubrificazione all'interfaccia può passare da diversi regimi come la lubrificazione limite, mista e idrodinamica. Lo spessore del film fluido gioca un ruolo fondamentale in questo processo, determinato principalmente dalla viscosità del fluido, dal carico applicato all'interfaccia e dalla velocità relativa tra le due superfici. Il modo in cui i regimi di lubrificazione reagiscono all'attrito è rappresentato dalla cosiddetta curva di Stribeck [1-4].
In questo studio dimostriamo per la prima volta la capacità di misurare una curva di Stribeck continua. Utilizzando la Nanovea Tribometro controllo avanzato della velocità senza scatti, da 15000 a 0,01 giri al minuto, entro 10 minuti il software fornisce direttamente una curva Stribeck completa. La semplice configurazione iniziale richiede solo che gli utenti selezionino la modalità rampa esponenziale e inseriscano le velocità iniziali e finali, invece di dover eseguire più test o programmare una procedura graduale a velocità diverse che richiedono l'unione dei dati per le misurazioni convenzionali della curva Stribeck. Questo progresso fornisce dati precisi durante la valutazione del regime di lubrificante e riduce sostanzialmente tempi e costi. Il test mostra un grande potenziale per essere utilizzato in diverse applicazioni di ingegneria industriale.
Confronto tra gocce oculari lubrificanti con il tribometro Nanovea T50
Importanza di testare le soluzioni per le gocce oculari
Le soluzioni di collirio sono utilizzate per alleviare i sintomi causati da una serie di problemi oculari. Ad esempio, possono essere utilizzate per trattare piccole irritazioni oculari (ad esempio, secchezza e arrossamento), ritardare l'insorgenza del glaucoma o trattare le infezioni. Le soluzioni di collirio vendute al banco sono utilizzate principalmente per trattare la secchezza oculare. La loro efficacia nella lubrificazione dell'occhio può essere confrontata e misurata con un test del coefficiente di attrito.
La secchezza oculare può essere causata da un'ampia gamma di fattori, ad esempio l'affaticamento degli occhi al computer o la permanenza all'aperto in condizioni climatiche estreme. Un buon collirio lubrificante aiuta a mantenere e integrare l'umidità sulla superficie esterna degli occhi. Ciò contribuisce ad alleviare il disagio, il bruciore o l'irritazione e l'arrossamento associati alla secchezza oculare. Misurando il coefficiente di attrito (COF) di un collirio, è possibile determinarne l'efficacia lubrificante e il confronto con altre soluzioni.
Obiettivo di misurazione
In questo studio, il coefficiente di attrito (COF) di tre diverse soluzioni di collirio lubrificanti è stato misurato utilizzando la configurazione pin-on-disk sul tribometro Nanovea T50.
Procedura di test e procedure
Un perno sferico di 6 mm di diametro in allumina è stato applicato a un vetrino con ogni soluzione di collirio che fungeva da lubrificante tra le due superfici. I parametri di prova utilizzati per tutti gli esperimenti sono riassunti nella Tabella 1.
Risultati e discussione
I valori massimi, minimi e medi del coefficiente di attrito per le tre diverse soluzioni di collirio testate sono riportati nella Tabella 2. I grafici del COF in funzione delle rotazioni per ciascuna soluzione di collirio sono illustrati nelle Figure 2-4. La COF durante ogni test è rimasta relativamente costante per la maggior parte della durata totale del test. Il campione A ha registrato il COF medio più basso, indicando le migliori proprietà di lubrificazione.
Conclusione
In questo studio mostriamo la capacità del tribometro Nanovea T50 di misurare il coefficiente di attrito di tre soluzioni di collirio. Sulla base di questi valori, dimostriamo che il campione A ha un coefficiente di attrito inferiore e quindi presenta una migliore lubrificazione rispetto agli altri due campioni.
Nanovea Tribometri offre test di usura e attrito precisi e ripetibili utilizzando moduli rotanti e lineari conformi ISO e ASTM. Fornisce inoltre moduli opzionali antiusura ad alta temperatura, lubrificazione e tribocorrosione disponibili in un unico sistema preintegrato. Tale versatilità consente agli utenti di simulare meglio l'ambiente applicativo reale e di migliorare la comprensione fondamentale del meccanismo di usura e delle caratteristiche tribologiche di vari materiali.
PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE
Confronto dell'usura da abrasione sul denim
Introduzione
La forma e la funzione di un tessuto sono determinate dalla sua qualità e durata. L'uso quotidiano dei tessuti ne provoca l'usura, ad esempio l'impilamento, l'increspatura e lo scolorimento. La qualità inferiore dei tessuti utilizzati per l'abbigliamento può spesso portare all'insoddisfazione dei consumatori e al danneggiamento del marchio.
Il tentativo di quantificare le proprietà meccaniche dei tessuti può porre molte sfide. La struttura del filato e persino la fabbrica in cui è stato prodotto possono determinare una scarsa riproducibilità dei risultati dei test. È quindi difficile confrontare i risultati di test provenienti da laboratori diversi. La misurazione delle prestazioni di usura dei tessuti è fondamentale per i produttori, i distributori e i rivenditori della catena di produzione tessile. Una misurazione della resistenza all'usura ben controllata e riproducibile è fondamentale per garantire un controllo affidabile della qualità del tessuto.
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Usura rotativa o lineare e COF? (Uno studio completo con il tribometro Nanovea)
L'usura è il processo di asportazione e deformazione di materiale su una superficie a seguito dell'azione meccanica della superficie opposta. È influenzato da una varietà di fattori, tra cui lo scorrimento unidirezionale, il rotolamento, la velocità, la temperatura e molti altri. Lo studio dell'usura, della tribologia, abbraccia molte discipline, dalla fisica e chimica all'ingegneria meccanica e alla scienza dei materiali. La natura complessa dell’usura richiede studi isolati su meccanismi o processi di usura specifici, come usura adesiva, usura abrasiva, fatica superficiale, usura da sfregamento e usura erosiva. Tuttavia, l’“usura industriale” implica comunemente molteplici meccanismi di usura che si verificano in sinergia.
I test di usura lineare alternativa e rotativa (perno su disco) sono due configurazioni conformi a ASTM ampiamente utilizzate per misurare il comportamento di usura da scorrimento dei materiali. Poiché il valore del tasso di usura di qualsiasi metodo di prova di usura viene spesso utilizzato per prevedere la classifica relativa delle combinazioni di materiali, è estremamente importante confermare la ripetibilità del tasso di usura misurato utilizzando diverse configurazioni di prova. Ciò consente agli utenti di considerare attentamente il valore del tasso di usura riportato in letteratura, fondamentale per comprendere le caratteristiche tribologiche dei materiali.
Test di usura del legno con il tribometro Nanovea
Importanza del confronto tra usura e COF della finitura del legno
Il legno è stato utilizzato per migliaia di anni come materiale da costruzione per case, mobili e pavimenti. Ha una combinazione di bellezza naturale e durabilità, che lo rendono un candidato ideale per la pavimentazione. A differenza della moquette, i pavimenti in legno mantengono il loro colore a lungo e possono essere facilmente puliti e mantenuti, tuttavia, essendo un materiale naturale, la maggior parte dei pavimenti in legno richiede l'applicazione di una finitura superficiale per proteggere il legno da vari tipi di danni come graffi e graffi. scheggiature nel tempo. In questo studio, una Nanovea Tribometro è stato utilizzato per misurare il tasso di usura e il coefficiente di attrito (COF) per comprendere meglio le prestazioni comparative di tre finiture del legno.
Il comportamento in servizio di una specie legnosa utilizzata per la pavimentazione è spesso correlato alla sua resistenza all'usura. La variazione della struttura cellulare e fibrosa delle diverse specie di legno contribuisce al loro diverso comportamento meccanico e tribologico. I test di servizio reali sul legno come materiale per pavimentazione sono costosi, difficili da riprodurre e richiedono lunghi periodi di prova. Di conseguenza, diventa importante sviluppare un semplice test di usura che possa produrre risultati affidabili, riproducibili e immediati.
Obiettivo di misurazione
In questo studio abbiamo simulato e confrontato il comportamento all'usura di tre tipi di legno per dimostrare la capacità del Tribometro Nanovea di valutare le proprietà tribologiche del legno in modo controllato e monitorato.
Discussione
Descrizione del campione: Il legno duro di betulla antica ha una finitura all'ossido di alluminio a 7 strati, che protegge dall'usura quotidiana. Courtship Grey Oak e Santos Mahogany sono entrambi tipi di pavimenti laminati che variano per finitura superficiale e lucentezza. Il Courtship Grey Oak è di colore grigio ardesia, con finitura EIR e bassa lucentezza. Il Santos Mahogany, invece, è di colore bordeaux scuro, prefinito e ad alta lucentezza, il che consente di nascondere più facilmente graffi e difetti superficiali.
L'evoluzione della COF durante le prove di usura dei tre campioni di pavimentazione in legno è rappresentata nella Fig. 1. I campioni Antique Birch Hardwood, Courtship Grey Oak e Santos Mahogany hanno mostrato un comportamento COF diverso.
Nel grafico precedente si può osservare che il legno di latifoglie di betulla antica è stato l'unico campione a dimostrare un COF costante per tutta la durata del test. Il forte aumento del COF del Courtship Grey Oak e la successiva graduale diminuzione potrebbero indicare che la rugosità superficiale del campione ha contribuito in larga misura al suo comportamento COF. Con l'usura del campione, la rugosità della superficie è diminuita ed è diventata più omogenea, il che spiega la diminuzione del COF quando la superficie del campione è diventata più liscia a causa dell'usura meccanica. Il COF del Santos Mahogany mostra un aumento graduale e regolare del COF all'inizio della prova, per poi passare bruscamente a un andamento discontinuo del COF. Ciò potrebbe indicare che una volta che il rivestimento del laminato ha iniziato a consumarsi, la sfera d'acciaio (materiale di contrasto) è entrata in contatto con il substrato di legno che si è consumato in modo più rapido e turbolento, creando un comportamento COF più rumoroso verso la fine del test.
Legno duro di betulla antica:
Corteggiamento della quercia grigia:
Mogano Santos
La Tabella 2 riassume i risultati delle scansioni e delle analisi delle tracce di usura su tutti i campioni di pavimentazione in legno dopo l'esecuzione dei test di usura. Le informazioni dettagliate e le immagini di ciascun campione sono riportate nelle Figure 2-7. Dal confronto del tasso di usura tra i tre campioni, si può dedurre che il mogano Santos si è dimostrato meno resistente all'usura meccanica rispetto agli altri due campioni. Il legno di latifoglie di betulla antica e la quercia grigia di corteggiamento hanno presentato tassi di usura molto simili, sebbene il loro comportamento durante i test differisca in modo significativo. L'Antique Birch Hardwood ha avuto un andamento graduale e più uniforme dell'usura, mentre il Court-ship Grey Oak ha mostrato una traccia di usura poco profonda e bucherellata, dovuta alla struttura e alla finitura superficiale preesistente.
Conclusione
In questo studio abbiamo dimostrato la capacità del Tribometro Nanovea di valutare il coefficiente di attrito e la resistenza all'usura di tre tipi di legno, il legno duro di betulla antica, la quercia grigia di corteggiamento e il mogano Santos, in modo controllato e monitorato. Le proprietà meccaniche superiori del legno duro di betulla antica ne determinano una migliore resistenza all'usura. La struttura e l'omogeneità della superficie del legno svolgono un ruolo importante nel comportamento all'usura. La struttura superficiale del Rovere grigio Courtship, come gli spazi vuoti o le fessure tra le fibre cellulari del legno, possono diventare i punti deboli in cui l'usura ha inizio e si propaga.
PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE
Valutazione delle pastiglie dei freni con la tribologia
Importanza della valutazione delle prestazioni dei pattini di rottura
Le pastiglie dei freni sono materiali compositi, costituiti da più ingredienti, che devono essere in grado di soddisfare un gran numero di requisiti di sicurezza. Le pastiglie dei freni ideali hanno un elevato coefficiente di attrito (COF), un basso tasso di usura, una rumorosità minima e rimangono affidabili in ambienti diversi. Per garantire che la qualità delle pastiglie dei freni sia in grado di soddisfare i requisiti richiesti, i test tribologici possono essere utilizzati per identificare le specifiche critiche.
L'importanza dell'affidabilità delle pastiglie dei freni è molto elevata; la sicurezza dei passeggeri non deve mai essere trascurata. Pertanto, è fondamentale replicare le condizioni di funzionamento e identificare i possibili punti di guasto.
Con la Nanovea Tribometro, viene applicato un carico costante tra un perno, una sfera o un piatto e un contromateriale in costante movimento. L'attrito tra i due materiali viene raccolto con una cella di carico rigida, consentendo la raccolta delle proprietà del materiale a diversi carichi e velocità e testato in ambienti ad alta temperatura, corrosivi o liquidi.
Obiettivo di misurazione
In questo studio, il coefficiente di attrito delle pastiglie dei freni è stato studiato in un ambiente con temperatura in continuo aumento, da temperatura ambiente a 700°C. La temperatura ambientale è stata aumentata in situ fino a quando non è stato osservato un evidente cedimento della pastiglia del freno. Una termocoppia è stata fissata sul lato posteriore del perno per misurare la temperatura in prossimità dell'interfaccia di scorrimento.
Procedura di test e procedure
Risultati e discussione
Questo studio si concentra principalmente sulla temperatura alla quale le pastiglie dei freni iniziano a guastarsi. I COF ottenuti non rappresentano valori reali; il materiale del perno non è lo stesso dei rotori dei freni. Si noti inoltre che i dati di temperatura raccolti sono la temperatura del perno e non quella dell'interfaccia di scorrimento.
All'inizio del test (temperatura ambiente), il COF tra il perno SS440C e la pastiglia del freno ha dato un valore costante di circa 0,2. Con l'aumento della temperatura, il COF è aumentato costantemente e ha raggiunto un valore massimo di 0,26 vicino a 350°C. Superati i 390°C, il COF inizia rapidamente a diminuire. Il COF ha iniziato a risalire a 0,2 a 450°C, ma poco dopo ha iniziato a diminuire fino a raggiungere un valore di 0,05.
La temperatura alla quale le pastiglie dei freni si sono costantemente guastate è stata identificata con temperature superiori a 500°C. Superata questa temperatura, il COF non era più in grado di mantenere il COF iniziale di 0,2.
Conclusione
Le pastiglie dei freni hanno mostrato un cedimento consistente a una temperatura superiore a 500°C. Il suo COF di 0,2 sale lentamente a un valore di 0,26 prima di scendere a 0,05 alla fine del test (580°C). La differenza tra 0,05 e 0,2 è di un fattore 4. Ciò significa che la forza normale a 580°C deve essere quattro volte superiore a quella a temperatura ambiente per ottenere la stessa forza di arresto!
Sebbene non sia stato incluso in questo studio, il tribometro Nanovea è anche in grado di condurre test per osservare un'altra importante proprietà delle pastiglie dei freni: il tasso di usura. Utilizzando i nostri profilometri 3D senza contatto, è possibile ottenere il volume della traccia di usura per calcolare la velocità di usura dei campioni. I test di usura possono essere condotti con il Tribometro Nanovea in diverse condizioni e ambienti di prova per simulare al meglio le condizioni operative.
PARLIAMO ORA DELLA VOSTRA APPLICAZIONE
Test di usura del vetro con monitoraggio delle emissioni acustiche
Il comportamento all'usura di tre tipi di vetro (vetro normale, vetro Galaxy S3 e vetro rivestito in zaffiro) è stato confrontato in modo controllato e monitorato utilizzando il sistema Nanovea. Tribometro dotato di un rilevatore AE. In questo studio, vorremmo mostrare l'applicazione del rilevamento AE durante l'usura e la sua correlazione con l'evoluzione del coefficiente di attrito (COF).
Test di usura del vetro con monitoraggio delle emissioni acustiche
Valutazione dell'usura da tribocorrosione del rivestimento protettivo
Il processo di tribocorrosione dei rivestimenti DLC su diversi tipi di substrati in acciaio è stato simulato utilizzando il tribometro Nanovea. In questo studio, vorremmo dimostrare che Nanovea Tribometro dotato del modulo Tribocorrosione è uno strumento ideale per valutare le prestazioni dei rivestimenti protettivi utilizzati in ambienti soggetti a usura e corrosione.
Valutazione dell'usura da tribocorrosione del rivestimento protettivo
