Snížení tření mazaných nekonformních bodových kontaktů pomocí příčných mělkých mikro-drážek

Reducing the friction of lubricated nonconformal point contacts by transverse shallow micro-grooves

článek v časopise ve Web of Science, Jimp

en

This study focuses on the effects of transverse shallow micro-grooves on the film thickness and friction of nonconformal contacts under relative motion. Experiments were conducted using a ball-on-disc tribometer equipped with high speed camera and torque sensor. The lubricated contact between the steel ball and glass disc represents a nonconformal point contact with elastohydrodynamic lubrication. The measurements of the film thickness were carried out using the optical interferometry technique while the friction was measured by a torque sensor on the ball shaft. The results reveal that the rubbing surfaces with transverse shallow micro-grooves with a length less than the diameter of the Hertzian contact have an improved tribological performance in comparison with smooth surfaces in the elastohydrodynamic lubrication regime. Indeed, a significant enhancement of film thickness has been observed using such design of microgrooves.

Tato studie se zaměřuje na účinky příčných mělkých mikro-drážek na tloušťku filmu a tření nekonformních povrchů v relativním pohybu. Experimenty byly provedeny za použití tribometru vybaveného vysokorychlostní kamerou a snímačem točivého momentu. Mazaný kontakt mezi ocelovou kuličkou a skleněným kotoučem představuje nekonformní bodový kontakt elastohydrodynamicky mazaný. Výsledky ukazují, že třecí plochy s příčnými mělkými mikro-drážkami, jejichž délka je menší než je průměr Hertzova kontaktu, mají pozitivní vliv na mazný kontakt.

This study focuses on the effects of transverse shallow micro-grooves on the film thickness and friction of nonconformal contacts under relative motion. Experiments were conducted using a ball-on-disc tribometer equipped with high speed camera and torque sensor. The lubricated contact between the steel ball and glass disc represents a nonconformal point contact with elastohydrodynamic lubrication. The measurements of the film thickness were carried out using the optical interferometry technique while the friction was measured by a torque sensor on the ball shaft. The results reveal that the rubbing surfaces with transverse shallow micro-grooves with a length less than the diameter of the Hertzian contact have an improved tribological performance in comparison with smooth surfaces in the elastohydrodynamic lubrication regime. Indeed, a significant enhancement of film thickness has been observed using such design of microgrooves.

Elastohydrodynamické mazání; tloušťka filmu; tření; modifikace topografie; mikro-drážky

Elastohydrodynamic lubrication; film thickness; friction; surface texturing; micro-grooves

2015

09.04.2015

Sage

UK

1350-6501

229

4

420–428

9