ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ
ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ
ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ

  

 
  









ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ

Συγγραφέας: Μπακόλας Βασίλειος
Τίτλος: Ημιυγρή τριβή και δημιουργία μικροεκκοιλάνσεων στις παρειές μετωπικών οδοντωτών τροχών
Περίληψη:

Στόχος της εργασίας αυτής ήταν η πειραματική και θεωρητική διερεύνηση της περιοχής της ημιυγρής τριβής με ιδιαίτερο ενδιαφέρον στις συνθήκες εκείνες που επηρεάζουν τις μικροεκ­κοιλάνσεις και η αναζήτηση ενός κρίσιμου μεγέθους που θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη αυτής της αστοχίας των οδοντωτών τροχών. Η αναζήτηση αυτού του κρίσιμου μεγέθους εστιάστηκε στο πεδίο των τάσεων κάτω από την επιφάνεια των ενεργών παρειών, αφού η φύση των μικροεκκοιλάνσεων υποδηλώνει ότι κατά την εμφάνιση τους η παρειά υφί­σταται μηχανική αστοχία. Για τη θεωρητική διερεύνηση της περιοχής της ημιυγρής τριβής αναπτύχθηκε ένα μοντέλο ημιυγρής τριβής που βασίζεται στην αρχή της επαλληλίας. Το συγκεκριμένο μοντέλο θεωρεί ότι η επαφή δύο τραχέων επιφανειών παρουσία λιπαντικού περιγράφεται ικανοποιητικά από την επαλληλία μίας επαφής με πλήρως ανεπτυγμένο υδροδυναμικό σφήνα και μία ξηρή επα­φή δύο τραχέων επιφανειών. Ο κύριος νεωτερισμός του εν λόγω μοντέλου είναι ότι για πρώ­τη φορά ένα μοντέλο ημιυγρής τριβής είναι σε θέση να υπολογίσει την πραγματική κατανομή της πίεσης και των διατμητικών τάσεων στην επιφάνεια των σωμάτων, επιτρέποντας έτσι τον ακριβή υπολογισμό του πεδίου των τάσεων κάτω από την επιφάνεια τους. Για την εφαρμογή αυτού του μοντέλου στην πράξη είναι απαραίτητη η γνώση διαφόρων πα­ραγόντων, που είναι γνωστό ότι επηρεάζουν την λειτουργία μίας γραμμικής επαφής σε συν­θήκες ημιυγρής τριβής, όπως
· Το μόνιμο θερμοκρασιακό πεδίο των ενεργών παρειών
· Η τραχύτητα των συνεργαζόμενων επιφανειών
· Οι φυσικές και ρεολογικές ιδιότητες του λιπαντικού
· Ο συντελεστής ξηρής τριβής
Παράλληλα με την ανάπτυξη του μοντέλου ημιυγρής τριβής εκτελέστηκαν πειράματα που αποσκοπούσαν τόσο στην συλλογή δεδομένων που ήταν απαραίτητα για την εκτέλεση και τον έλεγχο των υπολογισμών. Επειδή τα πειράματα που προτείνονται από την βιβλιογραφία είναι χρονοβόρα και δεν οδηγούν σε ασφαλή συμπεράσματα σχετικά με την ύπαρξη κρίσιμου μεγέθους που συνδέεται με τις συνθήκες λειτουργίας, αναπτύχθηκε μία καινούρια πειραματι­κή διαδικασία η οποία έχει σαν κύρια πλεονεκτήματα της την ταχύτητα εκτέλεσης τους και το γεγονός ότι προσφέρει μία σαφή σχέση ανάμεσα στις συνθήκες λειτουργίας μίας οδόντωσης και της τυχόν εμφάνισης των μικροεκκοιλάνσεων. Η εφαρμογή του μοντέλου για τις συνθήκες λειτουργίας των πειραμάτων και συνακόλουθα ο υπολογισμός του πεδίου των τάσεων κάτω από την επιφάνεια κατά μήκος της γραμμής ε­μπλοκής επέτρεψε την αναγνώριση μίας κρίσιμης τάσης, της μέσης μέγιστης διατμητικής τά­ση τ25, που αναπτύσσεται και το μέγεθος της οποίας είναι άμεσα συνδεδεμένο με την εμφάνι­ση και ένταση των μικροεκκοιλάνσεων. Η πειραματική διαδικασία σε συνδυασμό με το μοντέλο ημιυγρής τριβής είναι έτσι σε θέση να καθορίσουν μία επιτρεπόμενη τιμή τάσης για ένα συγκεκριμένο τριβοσύστημα που περι­γράφεται μεταξύ άλλων από τα υλικά των παρειών, την τραχύτητα, το λιπαντικό και τα πρό­σθετα και η οποία μπορεί αν συγκριθεί με την τάση λειτουργίας μίας οδόντωσης, που θα υπο­λογιστεί με βάση το μοντέλο ημιυγρής τριβής, για να διαπιστωθεί ο κίνδυνος της τελευταίας από μικροεκκοιλάνσεις.

 

 

© 2019