Třecí odezva maziva v EHL kontaktu při neustáleném dvousměrném smykovém namáhání

Frictional response of lubricant in EHL contact under transient bi-directional shear loading

journal article in Scopus

en

Consideration of performance, efficiency and energy consumption is nowadays an inherent part of the design of every modern machine. These factors are mainly determined by mechanisms taking place within the lubricated contacts. Unfortunately, the physical origins of these mechanisms have been investigated exclusively for steady conditions that do not occur in actual contacts of machines affected by vibrations. This study presents novel experimental data describing friction in the elastohydrodynamically lubricated contact exposed to the main steady sliding motion along with lateral sliding micro-oscillations. Friction forces were measured simultaneously in two perpendicular directions of point contact. It is shown that the lubricant response in the main direction of motion suffers from shear thinning and thermal effects whereas its lateral response is isothermal Newtonian. Moreover, the lateral friction affects the friction in the main direction, but not vice versa, when the majority of shear flow is maintained in this main direction. These finding are attributed to the perturbation of structural arrangement of lubricant. The results also suggest that a response of mineral oils to shearing is anisotropic. A limiting shear stress is discussed since the total friction was not able to exceed a certain value.

Zvažování výkonnosti, účinnosti a spotřeby energie je v dnešní době neodmyslitelnou součástí návrhu každého moderního stroje. Tyto faktory jsou určovány zejména mechanismy, které probíhají uvnitř mazaných kontaktů. Bohužel původ těchto mechanismů byl zkoumán výhradně za ustálených podmínek, které se ale nevyskytují ve skutečných kontaktech strojů, jenž jsou ovlivněny vibracemi. Tato studie představuje nová experimentální data popisující tření v elastohydrodynamicky mazaném kontaktu vystaveném hlavnímu stálému kluznému pohybu spolu s bočními klouzavými mikro-oscilacemi. Třecí síly byly měřeny současně ve dvou kolmých směrech bodového kontaktu. Je ukázáno, že reakce maziva v hlavním směru pohybu je ovlivněna smykovým řídnutím a tepelnými účinky, zatímco jeho boční reakce je izotermická Newtonská. Kromě toho boční tření ovlivňuje tření v hlavním směru, nikoliv však naopak, dokud se většina smykového toku udržuje v tomto hlavním směru. Tato zjištění jsou připisována rozrušení strukturního uspořádání maziva. Výsledky také naznačují, že reakce minerálních olejů na smykové namáhání je anizotropní. Je diskutováno dosažení limitního smykového napětí, jelikož celkové tření nebylo schopné překročit určitou hodnotu.

Consideration of performance, efficiency and energy consumption is nowadays an inherent part of the design of every modern machine. These factors are mainly determined by mechanisms taking place within the lubricated contacts. Unfortunately, the physical origins of these mechanisms have been investigated exclusively for steady conditions that do not occur in actual contacts of machines affected by vibrations. This study presents novel experimental data describing friction in the elastohydrodynamically lubricated contact exposed to the main steady sliding motion along with lateral sliding micro-oscillations. Friction forces were measured simultaneously in two perpendicular directions of point contact. It is shown that the lubricant response in the main direction of motion suffers from shear thinning and thermal effects whereas its lateral response is isothermal Newtonian. Moreover, the lateral friction affects the friction in the main direction, but not vice versa, when the majority of shear flow is maintained in this main direction. These finding are attributed to the perturbation of structural arrangement of lubricant. The results also suggest that a response of mineral oils to shearing is anisotropic. A limiting shear stress is discussed since the total friction was not able to exceed a certain value.

Elastohydrodynamické mazání; tření; smykový tok; neustálené podmínky; limitní smykové napětí

Elastohydrodynamic lubrication; friction; shear flow; non-steady state; limiting shear stress

15.12.2017

Serbian Tribology Society

Serbia

0354-8996

39

4

506–518

13