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AR 카테고리: 회전 마찰학
핀 온 디스크 트라이보미터를 사용한 연속 스트라이벡 곡선 측정
소개:
움직이는 표면의 마모/마찰을 줄이기 위해 윤활을 적용하면 계면의 윤활 접촉은 경계, 혼합 및 유체 역학 윤활과 같은 여러 체제에서 전환될 수 있습니다. 이 과정에서 유체 필름의 두께가 중요한 역할을 하며, 주로 유체 점도, 계면에 가해지는 하중 및 두 표면 사이의 상대 속도에 의해 결정됩니다. 윤활 방식이 마찰에 반응하는 방식은 스트라이벡 [1-4] 곡선으로 표시됩니다.
이 연구에서 우리는 연속적인 스트라이벡 곡선을 측정하는 능력을 처음으로 입증했습니다. 나노베아 사용하기 트라이보미터 15000~0.01rpm의 고급 무단계 속도 제어 기능을 통해 소프트웨어는 10분 이내에 완전한 Stribeck 곡선을 직접 제공합니다. 간단한 초기 설정에서는 사용자가 지수 램프 모드를 선택하고 초기 및 최종 속도를 입력하기만 하면 됩니다. 기존 Stribeck 곡선 측정을 위해 데이터 스티칭이 필요한 다양한 속도에서 여러 테스트를 수행하거나 단계별 절차를 프로그래밍할 필요가 없습니다. 이러한 발전은 윤활제 체계 평가 전반에 걸쳐 정확한 데이터를 제공하고 시간과 비용을 크게 절감합니다. 이 테스트는 다양한 산업 공학 응용 분야에 사용될 수 있는 큰 잠재력을 보여줍니다.
나노베아 T50 트라이보미터를 사용한 윤활 점안액 비교
점안액 솔루션 테스트의 중요성
점안액은 다양한 눈 문제로 인한 증상을 완화하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 경미한 눈 자극(예: 건조함 및 충혈)을 치료하거나 녹내장 발병을 지연시키거나 감염을 치료하는 데 사용할 수 있습니다. 일반 의약품으로 판매되는 안약 용액은 주로 안구 건조증 치료에 사용됩니다. 눈의 윤활 효과는 마찰 계수 테스트를 통해 비교하고 측정할 수 있습니다.
안구 건조증은 컴퓨터로 인한 눈의 피로 또는 극한의 날씨 조건에서 야외 활동을 하는 등 다양한 요인에 의해 발생할 수 있습니다. 윤활 효과가 좋은 안약은 눈 바깥 표면의 수분을 유지하고 보충하는 데 도움이 됩니다. 이는 안구 건조증과 관련된 불편함, 작열감 또는 자극, 충혈을 완화하는 데 도움이 됩니다. 안약 용액의 마찰 계수(COF)를 측정하여 윤활 효율과 다른 용액과 비교하여 윤활 효율을 확인할 수 있습니다.
측정 목표
이 연구에서는 나노베아 T50 트라이보미터의 핀 온 디스크 설정을 사용하여 세 가지 윤활 점안액 솔루션의 마찰 계수(COF)를 측정했습니다.
테스트 절차 및 방법
알루미나로 만든 직경 6mm 구형 핀을 유리 슬라이드에 적용하여 각 안약 용액이 두 표면 사이의 윤활제 역할을 하도록 했습니다. 모든 실험에 사용된 테스트 매개변수는 아래 표 1에 요약되어 있습니다.
결과 및 토론
테스트한 세 가지 점안액 용액의 최대, 최소 및 평균 마찰 계수 값은 아래 표 2에 표로 정리되어 있습니다. 각 점안액 용액에 대한 COF 대 회전수 그래프는 그림 2-4에 나와 있습니다. 각 테스트 중 COF는 전체 테스트 기간의 대부분 동안 비교적 일정하게 유지되었습니다. 샘플 A의 평균 COF가 가장 낮아 윤활 특성이 가장 우수함을 나타냅니다.
결론
이 연구에서는 세 가지 점안액 용액의 마찰 계수를 측정하는 데 있어 나노베아 T50 트라이보미터의 성능을 선보입니다. 이 값을 바탕으로 샘플 A가 다른 두 샘플에 비해 마찰 계수가 낮고 따라서 윤활성이 더 우수하다는 것을 보여줍니다.
나노베아 트라이보미터 ISO 및 ASTM 준수 회전 및 선형 모듈을 사용하여 정확하고 반복 가능한 마모 및 마찰 테스트를 제공합니다. 또한 사전 통합된 하나의 시스템에서 사용할 수 있는 고온 마모, 윤활 및 마찰 부식 모듈 옵션도 제공합니다. 이러한 다양성을 통해 사용자는 실제 적용 환경을 더 잘 시뮬레이션하고 다양한 재료의 마모 메커니즘 및 마찰 특성에 대한 기본적인 이해를 향상시킬 수 있습니다.
이제 애플리케이션에 대해 이야기해 보겠습니다.
데님의 마모 마모 비교
소개
원단의 형태와 기능은 원단의 품질과 내구성에 의해 결정됩니다. 원단을 매일 사용하면 쌓임, 보풀, 변색 등 원단에 마모가 발생할 수 있습니다. 의류에 사용되는 원단의 품질이 좋지 않으면 소비자 불만과 브랜드 손상으로 이어질 수 있습니다.
직물의 기계적 특성을 정량화하려는 시도는 많은 어려움을 초래할 수 있습니다. 원사 구조와 심지어 원사를 생산한 공장에 따라 테스트 결과의 재현성이 떨어질 수 있습니다. 따라서 여러 실험실의 테스트 결과를 비교하기가 어렵습니다. 원단의 마모 성능을 측정하는 것은 섬유 생산 체인의 제조업체, 유통업체 및 소매업체에게 매우 중요합니다. 잘 제어되고 재현 가능한 내마모성 측정은 직물의 신뢰할 수 있는 품질 관리를 보장하는 데 매우 중요합니다.
회전 마모와 선형 마모 및 COF? (나노베아 트라이보미터를 사용한 종합 연구)
마모는 반대쪽 표면의 기계적 작용으로 인해 표면의 재료가 제거되고 변형되는 과정입니다. 단방향 슬라이딩, 롤링, 속도, 온도 등 다양한 요인의 영향을 받습니다. 마모, 마찰학에 대한 연구는 물리학, 화학에서 기계 공학, 재료 과학에 이르기까지 다양한 분야에 걸쳐 있습니다. 마모의 복잡한 특성으로 인해 접착 마모, 연마 마모, 표면 피로, 프레팅 마모 및 침식 마모와 같은 특정 마모 메커니즘 또는 프로세스에 대한 별도의 연구가 필요합니다. 그러나 "산업용 마모"는 일반적으로 시너지 효과로 발생하는 여러 마모 메커니즘을 포함합니다.
선형 왕복 마모 테스트와 회전(Pin on Disk) 마모 테스트는 재료의 슬라이딩 마모 거동을 측정하기 위해 널리 사용되는 두 가지 ASTM 준수 설정입니다. 마모 테스트 방법의 마모율 값은 재료 조합의 상대적 순위를 예측하는 데 자주 사용되므로 다양한 테스트 설정을 사용하여 측정된 마모율의 반복성을 확인하는 것이 매우 중요합니다. 이를 통해 사용자는 문헌에 보고된 마모율 값을 신중하게 고려할 수 있으며, 이는 재료의 마찰 특성을 이해하는 데 중요합니다.
나노베아 트라이보미터를 이용한 목재 마모 테스트
목재 마감 마모 및 COF 비교의 중요성
목재는 수천 년 동안 주택, 가구, 바닥재의 건축 자재로 사용되어 왔습니다. 자연스러운 아름다움과 내구성이 결합되어 있어 바닥재로 이상적인 제품입니다. 원목마루는 카펫과 달리 색상이 오랫동안 유지되고 청소 및 관리가 용이합니다. 그러나 대부분의 나무마루는 천연소재이기 때문에 긁힘, 긁힘 등 다양한 손상으로부터 목재를 보호하기 위해 표면마감 처리가 필요합니다. 시간이 지남에 따라 치핑. 이번 연구에서는 Nanovea 트라이보미터 세 가지 목재 마감재의 비교 성능을 더 잘 이해하기 위해 마모율과 마찰 계수(COF)를 측정하는 데 사용되었습니다.
바닥재로 사용되는 목재 종의 서비스 거동은 종종 내마모성과 관련이 있습니다. 목재 종류에 따른 개별 세포 및 섬유 구조의 변화는 각기 다른 기계적 및 마찰학적 거동에 영향을 미칩니다. 바닥재로 사용되는 목재의 실제 서비스 테스트는 비용이 많이 들고, 복제하기 어려우며, 장기간의 테스트 시간이 필요합니다. 따라서 신뢰할 수 있고 재현 가능하며 간단한 마모 테스트를 개발하는 것이 중요합니다.
측정 목표
이 연구에서는 세 가지 유형의 목재의 마모 거동을 시뮬레이션하고 비교하여 제어 및 모니터링 방식으로 목재의 마찰 특성을 평가하는 데 있어 나노베아 트라이보미터의 기능을 보여주었습니다.
토론
샘플 설명: 앤틱 자작나무 원목은 7겹 산화알루미늄 마감으로 일상적인 마모와 손상을 방지합니다. 코트십 그레이 오크 및 산토스 마호가니는 모두 표면 마감과 광택이 다양한 라미네이트 바닥재 유형입니다. 코트십 그레이 오크는 슬레이트 그레이 색상, EIR 마감, 저광택입니다. 반면 산토스 마호가니는 짙은 버건디 색상, 프리마감, 고광택으로 표면 스크래치 및 결함을 더 쉽게 숨길 수 있습니다.
세 가지 목재 바닥재 샘플의 마모 테스트 중 COF의 변화는 그림 1에 표시되어 있습니다. 앤틱 버치 하드우드, 코트십 그레이 오크, 산토스 마호가니 샘플은 모두 다른 COF 거동을 보였습니다.
위의 그래프에서 앤틱 자작나무 경재는 전체 테스트 기간 동안 일정한 COF를 보인 유일한 샘플임을 확인할 수 있습니다. 코트십 그레이 오크의 COF가 급격히 증가한 후 점진적으로 감소한 것은 샘플의 표면 거칠기가 COF 거동에 크게 기여했음을 나타낼 수 있습니다. 샘플이 마모됨에 따라 표면 거칠기가 감소하고 더 균질해졌으며, 이는 기계적 마모로 인해 샘플 표면이 더 부드러워짐에 따라 COF가 감소한 것을 설명합니다. 산토스 마호가니의 COF는 테스트 초반에 점진적으로 부드럽게 증가하다가 갑자기 고르지 못한 COF 추세로 전환되었습니다. 이는 라미네이트 코팅이 마모되기 시작하자 스틸 볼(카운터 재료)이 목재 기판과 접촉하여 더 빠르고 난류적인 방식으로 마모되어 테스트가 끝날수록 더 시끄러운 COF 동작을 만들어 냈음을 나타낼 수 있습니다.
앤티크 자작나무 원목:
구애 그레이 오크:
산토스 마호가니
표 2는 마모 테스트를 수행한 후 모든 목재 바닥재 샘플에 대한 마모 트랙 스캔 및 분석 결과를 요약한 것입니다. 각 샘플에 대한 자세한 정보와 이미지는 그림 2-7에서 확인할 수 있습니다. 세 샘플 간의 마모율 비교를 통해 산토스 마호가니가 다른 두 샘플보다 기계적 마모에 대한 복원력이 떨어진다는 것을 알 수 있습니다. 앤틱 버치 하드우드와 코트십 그레이 오크는 마모율이 매우 비슷했지만 테스트 중 마모 거동은 크게 달랐습니다. 앤틱 버치 하드우드는 점진적이고 균일한 마모 경향을 보인 반면, 코트쉽 그레이 오크는 기존의 표면 질감과 마감으로 인해 얕고 움푹 패인 마모 트랙을 보였습니다.
결론
이 연구에서는 앤틱 버치 하드우드, 코트십 그레이 오크, 산토스 마호가니 등 세 가지 목재의 마찰 계수와 내마모성을 제어 및 모니터링 방식으로 평가하는 데 있어 나노베아 트라이보미터의 성능을 보여주었습니다. 앤티크 버치 하드우드의 우수한 기계적 특성은 더 나은 내마모성으로 이어집니다. 목재 표면의 질감과 균질성은 마모 거동에 중요한 역할을 합니다. 목재 세포 섬유 사이의 틈이나 균열과 같은 코트십 그레이 오크 표면 질감은 마모가 시작되고 확산되는 약한 지점이 될 수 있습니다.
이제 애플리케이션에 대해 이야기해 보겠습니다.
마찰학으로 브레이크 패드 평가하기
브레이크 패드 성능 평가의 중요성
브레이크 패드는 여러 가지 재료로 구성된 복합 재료로, 수많은 안전 요건을 충족할 수 있어야 합니다. 이상적인 브레이크 패드는 마찰 계수(COF)가 높고, 마모율이 낮으며, 소음이 적고, 다양한 환경에서도 안정성을 유지해야 합니다. 브레이크 패드의 품질이 이러한 요건을 충족할 수 있는지 확인하기 위해 마찰 테스트를 통해 중요한 사양을 파악할 수 있습니다.
브레이크 패드의 신뢰성은 매우 중요하며, 승객의 안전도 결코 소홀히 해서는 안 됩니다. 따라서 작동 조건을 재현하고 가능한 고장 지점을 식별하는 것이 중요합니다.
나노베아와 함께 트라이보미터, 핀, 볼 또는 플랫과 끊임없이 움직이는 카운터 재료 사이에 일정한 하중이 가해집니다. 두 재료 사이의 마찰은 견고한 로드 셀로 수집되어 다양한 하중과 속도에서 재료 특성을 수집하고 고온, 부식성 또는 액체 환경에서 테스트됩니다.
측정 목표
이 연구에서는 상온에서 700°C까지 지속적으로 온도가 상승하는 환경에서 브레이크 패드의 마찰 계수를 연구했습니다. 브레이크 패드의 눈에 띄는 고장이 관찰될 때까지 현장에서 환경 온도를 올렸습니다. 슬라이딩 인터페이스 근처의 온도를 측정하기 위해 핀의 뒷면에 열전대를 부착했습니다.
테스트 절차 및 방법
결과 및 토론
이 연구는 주로 브레이크 패드가 고장 나기 시작하는 온도에 초점을 맞추고 있습니다. 핀 재질이 브레이크 로터와 동일하지 않기 때문에 획득한 COF는 실제 값을 나타내지 않습니다. 또한 수집된 온도 데이터는 슬라이딩 인터페이스 온도가 아닌 핀의 온도라는 점에 유의해야 합니다.
테스트 시작 시(실온) SS440C 핀과 브레이크 패드 사이의 COF는 약 0.2의 일관된 값을 보였습니다. 온도가 상승함에 따라 COF는 꾸준히 증가하여 350°C 근처에서 0.26으로 정점을 찍었습니다. 390°C를 넘어서면 COF가 빠르게 감소하기 시작합니다. 450°C에서 다시 0.2로 증가하기 시작했지만 얼마 지나지 않아 0.05로 감소하기 시작했습니다.
브레이크 패드가 지속적으로 고장 나는 온도는 500°C 이상의 온도에서 확인되었습니다. 이 온도가 지나면 더 이상 시작 COF인 0.2를 유지할 수 없었습니다.
결론
브레이크 패드는 500°C가 넘는 온도에서 지속적으로 고장을 일으켰습니다. 0.2의 COF는 0.26까지 서서히 상승하다가 테스트가 끝날 때(580°C) 0.05로 떨어집니다. 0.05와 0.2의 차이는 4배입니다. 즉, 580°C에서 동일한 제동력을 얻으려면 상온에서보다 4배 더 큰 힘이 필요하다는 뜻입니다!
이 연구에는 포함되지 않았지만, 나노베아 트라이보미터는 브레이크 패드의 또 다른 중요한 특성인 마모율을 관찰하기 위한 테스트도 수행할 수 있습니다. 키사이트의 3D 비접촉식 프로파일로미터를 활용하면 마모 트랙의 부피를 측정하여 샘플이 얼마나 빨리 마모되는지 계산할 수 있습니다. 마모 테스트는 다양한 테스트 조건과 환경에서 나노베아 트라이보미터로 수행하여 작동 조건을 가장 잘 시뮬레이션할 수 있습니다.
이제 애플리케이션에 대해 이야기해 보겠습니다.
음향 방출 모니터링 기능을 갖춘 마모 테스트 유리
세 가지 유형의 유리(일반 유리, 갤럭시 S3 유리, 사파이어 코팅 유리)의 마모 거동을 나노베아를 사용하여 제어 및 모니터링 방식으로 비교합니다. 트라이보미터 AE 감지기가 장착되어 있습니다. 이 연구에서는 마모 중 AE 감지의 적용과 마찰 계수(COF)의 변화와의 상관 관계를 보여드리고자 합니다.
보호 코팅의 삼중 부식 마모 평가
나노베아 트라이보미터를 사용하여 다양한 유형의 강철 기판에서 DLC 코팅의 마찰 부식 과정을 시뮬레이션합니다. 이 연구에서 우리는 나노베아가 트라이보미터 트라이보코로션 모듈이 장착된 장비는 마모 및 부식 환경에서 사용되는 보호 코팅의 성능을 평가하는 데 이상적인 도구입니다.
