Διερεύνηση τριβολογικής συμπεριφοράς επιφανειών με μακροτραχύτητα (μικροδομή) που λειτουργούν υπό συνθήκες ελαστοϋδροδυναμικής λίπανσης

Abstract

Experimental investigation of the influence of surface microstructure (Laser Surface Texturing – LST) on the capability of the surfaces to transit from mixed film to full film lubrication regime, using a two-disc test rig and employing electric contact resistance (ECR) measurement techniques. Different versions of texturing were compared to un-textured surfaces, utilizing electrical potential measurements, in order to identify if the two surfaces are completely separated by EHD film or if there are asperities collisions. A new methodology for the determination of the metallic contact area (direct metal-to-metal contact without the presence of single-molecule lubricant film or oxides layer) was proposed and tested. Results showed that under the operating conditions tested, LST may enhance the capability of the surfaces to transit from mixed film to full film lubrication regime. The result depends strongly on the operating conditions and the geometrical characteristics of LST.

Πειραματική διερεύνηση της επίδρασης της μακροτραχύτητας (μικροδομή) στην ικανότητα των επιφανειών να μεταβούν από την περιοχή της μικτής στην περιοχή της υγρής τριβής. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε το δοκιμαστήριο δίσκων του Εργαστηρίου Στοιχείων Μηχανών και Μηχανολογικού Σχεδιασμού του Α.Π.Θ. και εφαρμόστηκαν τεχνικές μέτρησης ηλεκτρικής αντίστασης επαφής (ECR). Δοκιμάστηκαν διαφορετικές παραλλαγές μακροτραχύτητας και συγκρίθηκαν με επιφάνειες χωρίς μακροτραχύτητα, αξιοποιώντας μετρήσεις ηλεκτρικής τάσης προκειμένου να διαπιστωθεί αν οι δύο επιφάνειες διαχωρίζονται πλήρως από Ελαστοϋδροδυναμικό σφήνα ή αν συμβαίνουν συγκρούσεις κορυφών τραχυτήτων. Προτάθηκε και δοκιμάστηκε νέα μέθοδος για τον προσδιορισμό της μεταλλικής επιφάνειας επαφής (απευθείας επαφή μετάλλου με μέταλλο, χωρίς την παρουσία μονομοριακού στρώματος λιπαντικού ή στρώματος οξειδίων). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, για τις συνθήκες υπό τις οποίες έγιναν τα πειράματα, η μακροτραχύτητα μπορεί να λειτουργήσει θετικά ως προς την ικανότητα των επιφανειών να μεταβούν από την περιοχή της μικτής στην περιοχή της υγρής τριβής. Το αποτέλεσμα εξαρτάται κατά πολύ από τις συνθήκες λειτουργίας και τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της μακροτραχύτητας.