Nghiên cứu thiết kế máy đo hệ số ma sát hiển thị số trên máy tính

CBHD : Th.S PHUNG CHAN THANH SVTH : NGUYEN MINH NHUT Sự bôi trơn: là tác động của vật liệu bôi trơn làm giảm lực ma sát và cường độ mài mòn giữa hai bể mặt.. Cơ học ma sát hay còn được g

Trang 1

LUAN AN TOT NGHIEP DAI HOC

CHUYEN NGANH CO TIN KY THUAT

LUAN AN TOT NGHIEP

Trang 2

LỜI CẢM TẠ

Con xin chân thành cảm ơn cha mẹ đã không ngại khó nhọc

để nuôi nấng, dạy dỗ và tạo mọi điều kiện để con có được như

ngày hôm nay

Em xin gởi đến thầy Phùng Chân Thành lòng biết ơn chân

thành nhất Trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp,

thầy đã tận tình hướng dẫn em từng thao tác, chỉ bảo từng cách suy nghĩ đúng đắn với tấm lòng tận tụy của một người thầy giáo

Em khó có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp nếu không có

sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong khoa Cơ Khí Tự Động Và

Robot Và em sẽ không bao giờ quên được sự tận tâm của các thầy

cô trong khoa Cơ Khí Tự Động Và Robot trong suốt thời gian em

học tập tại trường

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô phản biện và các thầy

cô trong hội đồng chấm luận văn đã dành chút thời giờ đọc luận

văn này và cho em những lời nhận xét xác đáng

Cuối cùng tôi xin gởi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp

99KCO1 đã tận tình hỗ trợ tôi trong suốt quá trình làm luận văn tốt

nghiệp

Với vốn kiến thức mà em đã học được, em xin hứa sẽ không

ngừng học tập, nâng cao kiến thức để công tác tốt sao cho không

phụ công lao dạy dỗ của quý thầy cô

Sinh viên thực hiện

NGUYEN MINH NHUT

Trang 3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Đại Học DL Kỹ Thuật Công Nghệ Tp HCM Độc lập - Tự do —- Hạnh phúc

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot *#x*%*%⁄*%

oo0oo Tp HCM, Ngày 2 Tháng _đ3, Năm 2004

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Chú ý: Sinh viên phải dán tờ này vào trang thú nhất của bản thuyết mình)

Ng baton đau thick deo’ mas do AE On meant _-

4- Ngày giao nhiệm vu dé án : Ngày 29, Tháng 03, Năm 2004

5- Ngày hoàn thành đổ án : Ngày 12, Thang 07, 2004

Trang 4

6- Họ và Tên cán bộ hướng dẫn : Gi, ou “ha Lan €1 ax‹2

Ngay _7 0, Thang 2 Năm 2004,

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Bh 05 Phainy 4z Chav

Trang 5

BO GIAO DUC VA DAO TAO CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

Đại Học DL Kỹ Thuật Công Nghệ Tp HCM Độc lập - Tự do — Hạnh phúc

Khoa Cơ Khí Tự Động — Robot kek ea

oo0oo Tp HCM, Ngày 2o, Tháng + Năm 2004

Họ và Tên cán bộ hướng dẫn : #4 2u, 2z Han Chark

Tổng quát về bản thuyết minh :

Số trang:_ ⁄4⁄42 Số chương : g

Số bảng số liệu : , Số hình vẽ :

Số tài liệu tham khảo : , Phần mềm tính toán :

Hiện vật (sản phẩm) : _— „ Thuyết minh bằng máy tính :_

Tổng quát về các bản vẽ :

Tổng số bản vẽ : Bản A0 : , Bản AI: , Ban A2: , Khổ khác :

Số bản vẽ tay : , SO ban vẽ trên máy tính :

Nội dung và những ưu điểm chính của Đồ Ấn Tốt Nghiệp :

ĐC lượt k2 xubxz Ane địa 22a-a Cue DLE? :

PS Aug rae AS AC Cae, tie frre a ^zz- dế Cả

Trang 6

8- Để nghị : Được bảo vệ@)Bổ sung thêm để bảo vệ _ Không được bảo vệ

9- Câu hỏi sinh viên phải trả lời trước hội đồng : ⁄Z

4Ð ⁄ nghia Cute Vib

Thầy Cô Hướng Dẫn

(Ký tên và ghi rõ họ tên)

{1.5

Cag Chay hi Thos

Trang 7

CBHD : Th.S PHUNG CHAN THANH SVTH : NGUYEN MINH NHUT

TOM TAT DE TAI

Đề tài “Nghiên cứu thiết kế máy đo hệ số ma sát hiển thị số trên máy tính” bao gồm những mục chính như sau:

4 Phần I: Giới thiệu sơ lược về ma sát học Trong đó giới thiệu về những

vấn để chung nhất của ngành ma sát hoc, những thuật ngữ chính, lịch sử

phát triển của nó, lợi ích của việc nghiên cứu ma sát học, nội dung

nghiên cứu trong này còn trình bày những lý thuyết cơ bản, những định

luật, định lý, công thức tính toán mà ma sát học sử dụng

+ Phần 2: Nghiên cứu thiết kế máy đo hệ số ma sát hiến thị số trên máy tính Phân 2 này gồm 3 mục chính:

> Mục 1: Kết cấu cơ khí của máy đo hệ số ma sát hiển thị số trên

máy tính Giới thiệu về sơ đồ động, thiết kế các chỉ tiết chính cho

máy, chứng minh các công thức mà máy áp dụng, lập bản vẽ của

THIET KE MAY DO HE SO MA SAT HIEN TH! SO TRÊN MÁY TÍNH i

Trang 8

CBHD : Th.S PHUNG CHAN THANH

MUC LUC

LOI NOI DAU PHAN I- GIGI THIEU SO LUGC VE MA SÁT HỌC

CHUGNG 1 - DAI CUONG VE KY THUAT MA SAT

1.1 GIGI THIEU CHUNG

1.2 NHUNG THUAT NGU CHINH

1.3 LICH SU PHAT TRIEN

1.4 TON THAT DO MA SAT VA MAI MON TRONG MAY -

Ý NGHĨA KINH TE

1.5 NỘI DUNG KHOA HỌC CỦA KỸ THUẬT MA SÁT HỌC

1.5.1 Sáng chế các kết cấu ma sát không mòn

1.5.2 Bảo vệ chỉ tiết khỏi sự mài mòn hydro

1.5.3 Bảo vệ chỉ tiết khổi sự mài mòn hydro

1.5.4 Hoàn thiện hệ thống bôi trơn và mở rộng sản xuất chúng

1.5.5 Nội dung lý thuyết về ma sát và mài mòn

CHUONG 2 ~ MA SAT TRONG MAY

2.3.1 Quan hệ giữa hệ số ma sát và áp suất pháp tuyến

2.3.2 Quan hệ giữa hệ số ma sát với tốc độ trượt

2.3.3 Quan hệ giữa hệ số ma sát với các thông số ma sát khác

2.4 MA SAT KHONG CO CHAT BOI TRON

2.5 MA SAT KHI BOI TRON GIGI HAN

2.5.1 Bôi trơn giới hạn với mang dau

2.5.2 Bôi trơn giới hạn với chất bôi trơn rắn

2.6 MA SAT KHI BOI TRON UGT, BOI TRON NHOT DEO VA

BÔI TRƠN THỦY ĐỘNG TIẾP XÚC

2.7MA SÁT KHI BÔI TRƠN NỮA ƯỚT

2.8 CÁC CHẾ ĐỘ MA SÁT TRONG Ổ TRƯỢT

2.9 MA SAT LAN

2.10 HIEU UNG MA SAT NHO DI THUONG

THIET KE MAY BO HE SO MA SAT HIEN THI SO TREN MAY TINH

Trang 9

PHAN II - THIET KE MAY BO HE SO MA SAT HIEN

CHUGNG 3 - NGUYEN TAC HOAT DONG VA CONG

THỨC XÁC ĐỊNH HỆ SỐ MA SÁT CỦA MÁY ĐO HỆ SỐ

3.1 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐO HỆ SỐ

3.1.2 Bộ phận tạo lực ép giữa các mẫu thử 32

3.1.3 Bộ phận tạo lực ép giữa vật bôi trơn rắn và mẫu thử 1 33

3.1.5 Tính năng của máy đo hệ số ma sát tribology machine 34

3.2.2 Mô hình thí nghiệm 35

4.1.1 Khái quát ~ các thông số đặc trưng 41 4.1.2 Chỉnh lưu một pha 42

5.2.1 Bộ khuếch đại u/u có phản hồi 58

THIET KE MAY BO HE SO MA SAT HIEN THI SO TREN MAY TINH iii

Trang 10

5.5 ỨNG DỤNG CỦA MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐIỆN THỂ 63

5.5.1 Nguồn điện thế và nguồn dòng cố định 63

5.5.3 Mạch chỉnh lưu chính xác 64 5.6 NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÒNG 65 5.7 MACH KHUECH DAI CO BIEN DIEU 65 5.8 MACH CHINH LUU CO CHON LOC PHA VGI TRI SO

TRUNG BINH 67 5.9 MACH KHUECH DAI CHO CAC CAU DO 67 5.10 MẠCH TRỪ VỚI BỘ KHUẾCH BAI ELECTROMETER 68 5.11 NHIỄU ĐIỆN TỪ VA CAC BIEN PHAP PHONG CHONG 69

5.11.1 Lý do để nối đất và bọc giáp 69

6.1 KHÁI NIỆM VỀ TIA HỒNG NGOẠI 70 6.2 NGUỒN PHÁT SÁNG HỒNG NGOẠI VÀ PHỔ CỦA NÓ 70 6.3 LINH KIỆN THU SÓNG HỒNG NGOẠI 71

CHUONG 7 — GIAO TIEP MÁY TÍNH 80

7.2 GIAO TIEP BANG CONG SONG SONG (PRINTER PORT) 80

CHƯƠNG 8 ~ GIỚI THIỆU CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ

LAM VIEC CUA CAM BIEN QUANG, MACH DIEN

§.1.1 Cấu tạo của cảm biến quang giao thoa 84

8.2.2 Nguyên lý hoạt động của mạch 89

THIET KE MAY BO HE SO MA SAT HIEN TH} $6 TREN MAY TINH iv

Trang 11

CBHD : Th.S PHUNG CHAN THANH

8.4 TINH CHAT CUA PRINTER PORT

8.4.1 Cac lénh output

8.4.2 Cac lénh input

8.5 THUAT GIAI CHO CHUONG TRINH DEM XUNG,

PHAT HIEN CHIEU QUAY VA VE DO THI VA

TINH HE SO MA SAT TREN MAY TINH

8.5.1 Chương trình đếm xung và phát hiện chiều quay

TÀI LIỆU THAM KHẢO

THIET KE MAY DO HE SO MA SAT HIEN TH] SO TREN MAY TINH

Trang 12

DANH SÁCH CÁC HÌNH TRONG LUẬN ÁN

Hình 2.4 — Sơ đồ sự trượt của vật rắn khi bôi trơn giới hạn

Hinh 2.5 — Cau tric tinh thé cia grafit

Hinh 2.6 — So dé mat cét bé mặt kim loại và lớp bôi trơn lỏng

Hinh 2.8 — Hình dạng khe hở và biểu đồ áp suất đối với các xy lanh lăn trên

nhau

Hình 2.9 — Sơ đồ của nêm thủy động do bề mặt làm việc không phẳng tạo

nên

Hình 2.10 - Biểu đô chế độ ma sát trong ổ trượt

Hình 2.H và 2.12— Viên bỉ lăn theo rãnh và xyÌanh lăn trên mặt phẳng đàn

hồi

CHUONG 3:

> Hình 3.1 : Sơ đồ nguyên lý của máy Tribology Machine

> Hinh 3.2 - Sơ đồ tạo lực ép giữa các mẫu thử

> Hình 3.3 — So dé tao luc ép giữa vật bôi trơn rắn và mẫu thử 1

> Hình 3.4— Cấu tạo của bộ phận đo góc lệch của cần lắc

Trang 13

CBHD : Th.S PHUNG CHAN THANH SVTH : NGUYEN MINH NHỰT

> Hình 4.3 — Mạch chỉnh lưu toàn sóng một pha

> Hình 4.4— Mạch chỉnh lưu cầu một pha

> Hình 5.1 —- Bộ khuếch đại u/u

> Hình 5.2 —- Bộ khuếch đại uíi

> Hình 5.3 - Bộ khuếch đại i/u

> Hình 5.4— Bộ khuếch đại ii

> Hình 5.5 - Công thức và hình vẽ tính uạ

> Hình 5.6 - Mạch thay thế cho nguồn dòng

> Hình 5.7 - Mạch hồi tiếp tín hiệu

> Hình 5.8 — Biểu đồ quan hệ giữa tích số giới hạn và độ nhạy tần số

> Hình 5.9 và 5.10 — Mạch khuếch đại u/u có phản hồi

»> Hình 5.11 và 5.12 — Mạch khuếch đại i⁄u có phản hồi

> Hình 5.13 và 5.14 - Mạch khuếch đại ii có phản hồi

> Hình 5.15 và 5.16— Mạch khuếch đại có nguồn điện thế và nguồn dòng cố

Hình 5.19 — Mach chỉnh lưu chính xác cải tiến

Hình 5.20 — Sơ đồ nguyên tắc của một mạch khuếch đại biến điệu

Hình 5.21 - Mạch chỉnh lưu có chọn lọc pha

Hinh 5.22 — Mach khuếch đại cho các cầu đo

Hình 5.23 - Mạch khuếch đại electrometer

THIẾT KẾ MÁY B0 HỆ SỐ MA SÁT HIỂN THỊ SỐ TRÊN MÁY TÍNH vi

Trang 14

CBHD : Th.S PHUNG CHAN THANH SVTH : NGUYEN MINH NHỰT

CHUONG 6:

Hinh 6.1 — Quang phổ của các nguồn ánh sáng

Hình 6.2 ~ Kết cấu của một loại quang điện trở

Hình 6.3 - Đặc tuyến phổ của quang điện trở Sulñit chì

Hình 6.4 - Sơ đồ nguyên lý

Hình 6.5 - Đặc tuyến V - A

Hình 6.6 - Đặc tuyến ánh sáng

Hình 6.7 - Trình bày cấu tạo của điode quang chế tạo bằng silic

Hình 6.8 - Chế độ biến đổi quang điện

Hình 6.9 - Vài thông số của diode quang và pin mặt trời

Hình 6.10 — Cấu tạo transistor quang

Hình 6.11 ~ Sơ đồ nguyên lý và ký hiệu của transistor quang

Hình 6.12 — Đặc tuyến phổ của transistor MRD 300

Hình 6.13 —- Cấu tạo của Led thu

VVVVVVVVV

CHUONG 7:

> Hinh 7.1 — Giao tiép giifa may tinh va may in thông qua cổng song song

> Hinh 7.2 — Hinh dang bên ngoài của một Printer Port

> Hình 7.3 — Sơ đồ kết nối IC8255 với Printer Port

> Hình 7.4~ Hình đạng của cổng COM 25 chân và 9 chân

CHƯƠNG 8:

> Hình §.1— Các dạng đĩa trên bộ phận di động

> Hinh 8.2 — Mot dang của cảm biến quang giao thoa được lắp trên một

motor dién

> Hinh 8.3 — Cam biến quang giao thoa trong thực tế

> Hình §.4-— Hai quang trở được bố trí đặt lệch nhau một góc la 90°

> Hinh 8.5 — Đĩa quay cùng chiêu kim đồng hồ, trong đó i=+90°

> Hình 8.6 — Đĩa quay ngược chiêu kim đồng hồ, trong đó k=-90°

> Hình 8.7 - Sơ đồ nguyên lý của một bộ Encoder

> Hình 8.8 — Sơ đô mạch của một cảm biến thu phát hồng ngoại có đùng

mạch khuếch đại thuật toán

Hình 8.9 - Sơ đồ mạch của mạch nguồn 5V

Hình 8.10 — Sơ đỗ mạch giao tiếp máy tính hoàn chỉnh

Hình 8.11 - Đĩa quay cùng chiều kim đồng hề

Hình 8.12 - Đĩa quay ngược chiều kim đồng hề

Hình 8.13 — Sơ đồ thuật giải

Hình 8.14 — Đô thị biểu điễn sự thay đổi giá trị của góc lệch theo thời gian Hình 8.15 - Đồ thị theo thời gian

Hình 8.15 - Thuật giải tổng quát

Hình 8.16 - Thuật giải với lệnh Pascal

VVVVVVV

THIET KE MAY DO HE SO MA SAT HIEN THI SO TREN MAY TINH viii

Trang 15

CBHD : Th.S PHUNG CHAN THÀNH SVTH : NGUYÊN MINH NHUT

> Hình 8.17 - Đồ thị quá trình rung động của cần lắc

> Hình 8.18 và 8.19 ~ Thuật giải tính giá trị trung bình của góc lệch

> Hình 8§.20- thuật giải chương trình chính

CHƯƠNG 9:

> Không có hình

THIẾT KẾ MAY DO HE SỐ MA SÁT HIỂN THỊ SỐ TRÊN MÁY TÍNH ix

Trang 16

LỜI NÓI ĐẦU ooo0ooo

Trong vài chục năm gân đây, các nhà khoa học và kỹ thuật thuộc nhiều lĩnh

vực khác nhau trên thế giới đã tập trung sự chú ý vào một môn khoa học liên ngành

mới mẻ là kỹ thuật ma sát (ma sát, mài mòn và bôi trơn) và những vấn để có liên

quan (tuổi thọ và độ tin cậy)

Theo báo cáo của Jost Peter tại chính phủ hoàng gia Anh, hiệu quả kinh tế do

kỹ thuật ma sát mang lại cho vương quốc Anh hằng năm là 0,5 tỷ bảng Anh Hiệu quả

này hằng năm ở Liên Xô (khi Liên Xô chưa tan rã) là 12 tỷ rúp và ở Mỹ là 12 — 16 tỷ _ đô la

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật ma sát đã được thực hiện bước đầu trong các trường đại học, viện nghiên cứu, cơ sở sản xuất Môn học ma sát

và biện pháp nâng cao tuổi thọ của thiết bị đã được đưa vào giảng dạy trong chương

trình đào tạo đại học và sau đại học của trường đại học Bách Khoa Hà Nội và một số

trường đại học khác trên toàn quốc Nghiên cứu về mài mòn của vật liệu trong môi

trường nhiệt đới cũng như độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị đã là những nội dung chính và quan trọng của các chương trình cấp nhà nước (chương trình nhiệt đới,

chương trình độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị do các giáo sư, tiến sĩ KHKT Vũ Đình

Cự và Nguyễn Anh Tuấn chủ trì) và chương trình hợp tác Việt — Pháp

Tuy nhiên do nước ta còn nghèo, cho nên các máy móc, thiết bị phục vụ cho việc nghiên cứu trong kỹ thuật ma sát là không đầy đủ, chúng thường cũ kỹ và lạc

hậu, vì thế chúng không đáp ứng được đây đủ các yêu câu cần thiết cho việc nghiên

cứu kỹ thuật ma sát Vì thế việc nghiên cứu chế tạo các máy móc, thiết bị phục vụ cho việc nghiên cứu kỹ thuật ma sát là cần thiết và rất quan trọng

Để đáp ứng yêu câu trên, một số trường đại học trong cả nước đã tiến hành nghiên

cứu và thiết kế các loại máy móc, thiết bị phục vụ cho việc nghiên cứu kỹ thuật ma sát Kết quả, một số trường đã chế tạo thành công một vài loại máy, trong đó phải kể ` đến máy đo hệ số ma sát hiển thị số trên màn hình máy tính do trường đại học Bách

Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh nghiên cứu và chế tạo thành công

Xuất phát từ nhu cầu muốn học hỏi nghiên cứu về kỹ thuật ma sát, khi làm luận văn tốt nghiệp em da chon dé tài “Nghiên cứu thiết kế máy đo hệ số ma sát '.tẾn

thị số trên máy tính” Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp, em đã nhận được sự

THIET KE MAY BO HE SO MA SÁT HIỂN THỊ Số TRÊN MÁY TÍNH 1

Trang 17

hướng dẫn tận tình của thầy Phùng Chân Thành và các thầy cô trong khoa Cơ Khí Tự Động — Robot và nay em đã hoàn thành để tài Tuy nhiên vì đây là lần đầu tiên tiến

hành nghiên cứu một để tài lớn, vì vậy trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi

những sai sót Vì thế em mong quí thầy cô phê bình và góp ý để giúp cho để tài hoàn

chỉnh hơn

Cuối cùng em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến thầy Thạc sĩ Phùng Chân Thành và các thây cô trong khoa Cơ Khí Tự Động — Robot đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp này

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Minh Nhựt

THIET KE MAY DO HE SO MA SAT HIEN THI SO TREN MAY TINH 2

Trang 18

PHANI

GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MA SÁT HỌC

THIẾT KẾ MÁY ĐO HỆ SỐ MA SÁT HIỂN THỊ SỐ TRÊN MÁY TÍNH 3

Trang 19

CHUONG 1

DAI CUONG VE KY THUAT MA SAT

11 GIỚI THIẾU CHUNG

Ma sát— hiện tượng kỳ lạ của thiên nhiên — đã mang lại cho con người nhiệt

và lửa, cho phép hãm con tàu, ôtô đang chạy với vận tốc nhanh trong khoảnh khắc, tăng tốc độ của phản ứng hóa học hàng trăm nghìn lần, ghi giọng nói của con người lên đĩa, nghe âm thanh của cây vĩ cầm và rất nhiều việc khác

Cho đến nay, về nhiều phương diện, ma sát vẫn còn là điều bí ẩn Trong quá

trình ma sát và chỉ trong quá trình đó đã đồng thời xảy ra các quá trình cơ học, điện,

nhiệt, hóa và rung động Ma sát có thể làm tăng hoặc giám độ bên, lượng Carbon

trong kim loại, làm thấm hoặc mất Hydro, biến đối vàng, bạch kim thành Oxit, đánh

bóng chỉ tiết hoặc hàn chúng Ma sát là quá trình tự tổ chức, trong đó các hiện tượng

xây ra theo một trình tự xác định và hợp lý Các hiện tượng này dẫn đến sự phá hủy

các bề mặt hoặc ngược lại tạo ra một hệ giảm độ mòn và ma sát

Hiện nay, gắn liễn với ma sát là một trong những vấn để cấp thiết nhất của thời

đại: sự hao mòn của máy móc và thiết bị Chi phí cho việc sữa chữa máy móc do hao mòn rất lớn và tăng lên hàng năm Kéo dài tuổi thọ của máy dù chỉ ở mức độ không lớn, cũng ngang với việc đưa vào sử dụng một lực lượng sản xuất đáng kể Vì vậy,

vấn để này đã thu hút được sự chú ý đáng kể của các nhà thiết kế, công nghệ, những

người sử dụng và các nhà bác học của nhiều NGÀNH khác nhau, nhằm đưa ra những

biện pháp về thiết kế, công nghệ và sử dụng để nâng cao tuổi thọ của máy và phát

triển học thuyết về ma sát, mài mòn và bôi trơn Khoa học này đã được nghiên cứu rộng rãi trong các nhà máy, các trường đại học, các viện nghiên cứu và đã đạt được những thành tựu rất quan trọng Sử dụng những thành tựu ấy cho phép ta nâng cao rõ rệt tuổi thọ và độ tin cậy của máy

1.22 NHUNG THUAT NGỮ CHÍNH

Một loạt các thuật ngữ liên quan đến kỹ thuật ma sát đã được tiêu chuẩn hóa

tại một số nước tiên tiến

Tiêu chuẩn FOCT 23-002-78 của Liên Xô bao gồm 97 thuật ngữ được phân

chia theo dang ma sát, mài mòn, bôi trơn Những thuật ngữ sau đây liền quan đến

những khái niệm chung của kỹ thuật ma sát

e_ Bể mặt ma sát: bể mặt của vật thể tham gia vào ma sát

THIẾT KẾ MÁY ĐO HỆ SỐ MA SÁT HIỂN THỊ SỐ TRÊN MÁY TÍNH 4

Trang 20

Sự bôi trơn: là tác động của vật liệu bôi trơn làm giảm lực ma sát và cường độ

mài mòn giữa hai bể mặt Sự bôi trơn có ý nghĩa đưa dầu bôi trơn vào bể mặt

ma sat

Sự chuyển dịch sơ bộ: sự dịch chuyển vi mô tương đối giữa hai vat thể khi ma sát trong giới hạn chuyển từ trạng thái tĩnh sang trạng thái động tương đối

Cơ học ma sát (hay còn được gọi là cơ học Tribô): cơ học ma sát nghiên cứu sự

tương tác giữa hai bể mặt tiếp xúc, các qui luật phân tán năng lượng, xung, các dao động tích thoát khi ma sát, ma sát thuận nghịch, các phương trình thủy

động ứng dụng vào bài toán ma sát, mài mòn và bôi trơn

Độ bền mòn (độ chống mòn): tính chất của vật liệu chống lại sự mài mòn trong

những điều kiện ma sát xác định Tính chất này được đánh giá bằng đại lượng

tỷ lệ nghịch với tốc độ mòn hay cường độ mòn

Độ mòn (độ hao mòn): kết quả của quá trình mòn được xác định bằng các đơn

vị định trước Trị số của độ mòn có thể biểu thị bằng đơn vị độ dài, thể tích,

khối lượng

Hệ số bám dính: tỷ số giữa lực ma sát tĩnh lớn nhất với lực pháp tuyến ép hai

vật vào nhau

Hệ số ma sát: tỷ số giữa lực ma sát và lực pháp tuyến ép hai vật vào nhau

Hóa học ma sát (hay còn gọi là hóa học Tribô): hóa học ma sát nghiên cứu sự

tương tác giữa các bể mặt tiếp xúc với môi trường hoạt động hóa học, nghiên

cứu những vấn để gỉ khi ma sát, cơ sở hóa học của sự dịch chuyển có chọn lọc

và những tác động đến bể mặt chỉ tiết của các chất có hoạt tính hóa học —

những chất này được tạo ra khi ma sát do sự phân húy Polyme hay vật liệu bôi

trơn,

Kim loại hoạt động: kim loại hoạt động là một bộ phận của kim loại học ộ

nghiên cứu cấu trúc và tính chất của lớp bể mặt kim loại và hợp kim trong quá

trình ma sát

Kỹ thuật ma sát (hay còn gọi là kỹ thuật Tribô): kỹ thuật ma sát là khoa học về

sự tương tác, tiếp xúc của các vật rắn trong chuyển động tương đối Khoa học nay bao gém tap hợp các vấn để về ma sát, mài mòn và bôi trơn trong máy

Những năm gần đây, trong kỹ thuật ma sát đã có sự phát triển của các lãnh vực

mới như hóa học ma sát, lý học ma sát và cơ hoc ma sat

Lực ma sát: lực cần chống lại chuyển động tương đối của một vật trên bỀ mặt

vật khác dưới tác dụng của ngoại lực theo phương tiếp tuyến với đường phân

giới chung giữa hai vật thể

Lực ma sát tĩnh lớn nhất: lực ma sát tĩnh mà nếu có lực nào tác dụng vào vật

thể vượt quá giá trị này sẽ làm vật thể chuyển động

Lý học ma sát (hay còn gọi là lý học Tribô): lý học ma sát nghiên cứu sự tương

tác giữa các bể mặt tiếp xúc khi dịch chuyển về phương diện vật lý

Ma sát có bôi trơn: ma sát giữa hai vật thể mà trên bể mặt của chúng có chất

bôi trơn ở dạng bất kỳ

THIET KE MAY BO HE SO MA SAT HIEN THI SO TREN MAY TINH

Trang 21

e_ Ma sát động: ma sát giữa hai vật thể chuyển động tương đối với nhau

e_ Ma sát không bôi trơn: ma sát giữa hai vật thể mà không có vật liệu bôi trơn

nào được đưa vào bể mặt ma sát

e©_ Ma sát lăn: ma sát do chuyển động giữa hai vật rắn Trong chuyển động này vận tốc của chúng tại các điểm tiếp xúc bằng nhau về giá trị và cùng phương

e Ma sát ngoài: hiện tượng chống lại chuyển động tương đối giữa hai vật thể, trong vùng tiếp xúc của các bể mặt và theo hướng tiếp tuyến của chúng Hiện tượng này kèm theo sự mất mát năng lượng

e Ma sat tinh: ma sat giifa hai vật thé trong dich chuyển vi mô trước khi chuyển sang địch chuyển tương đối

® Ma sát trượt: ma sát do chuyển động giữa hai vật rắn Trong chuyển động này vận tốc của chúng tại các điểm tiếp xúc khác nhau về giá trị và hướng

e Su mai mon: qué trinh pha hủy và tách vật liệu ra khỏi bể mặt vật rắn và tích

trữ biến dạng dư khi ma sát Quá trình này biểu hiện bằng sự thay đổi dần hình

đáng và kích thước của vật thể

e_ Vận tốc trượt: hiệu số vận tốc của hai vật ở điểm tiếp xúc khi trượt

e_ Vật liệu bôi trơn: vật liệu đưa vào bể mặt ma sát để giảm lực ma sát hay cường

độ mòn

13 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

Cũng như các môn khoa học khác, kỹ thuật ma sát không ngừng được phát

triển Các giai đoạn phát triển ấy gắn liên với việc ra đời kỹ nghệ đóng tàu, công nghiệp gia công kim loại, giao thông đường sắt, công nghiệp ôtô, máy bay và vũ trụ

Tại nước Nga, cơ sở của khoa học về ma sát, bôi trơn và mài mòn đã hình

thành từ khi thành lập Viện hàn lâm khoa học Nga Nhà khoa học vĩ đại M.V

Lômônôxôy đã thiết kế một thiết bị nghiên cứu sự kết dính giữa các phân tử của các vật Thiết bị này là tiền thân của các thiết bị hiện đại để nghiên cứu độ bến mòn của

vật liệu L le đã có đóng góp lớn cho khoa học về ma sát Những sự phụ thuộc khi

ma sát của dây đai qua bánh đai do ông đưa ra, cho đến nay vẫn được sử dụng trên

khắp thế giới Những công trình nghiên cứu của N.P Pêtrov về lý thuyết bôi trơn ở trục cũng rất nổi tiếng

Trong thời kỳ phát triển công nghiệp ở Liên Xô khoảng 20 năm gần đây đã hình thành ba trường phái khoa học nghiên cứu quá trình ma sắt và mài mòn của giáo

sư I.V Cragenxki, giáo sư B.I Côxtexki và muộn hơn của giáo sư V.A Bêlui

Công trình cơ bản nghiên cứu về ma sát và mài mòn do giáo sư LV Cragenxki

và học trò của ông phát triển là công trình L.V Cragenxki và E.M Svex6ba Theo

công trình này, quá trình mài mòn bao gồm ba hiện tượng: sự tương tác giữa các bể mặt ma sát, sự thay đổi xảy ra trong lớp bể mặt và sự phá hủy chúng Những hiện

tượng này không nối tiếp mà xen kẽ ảnh hưởng lẫn nhau

THIET KE MAY BO HE SỐ MA SÁT HIỂN THỊ SỐ TRÊN MÁY TÍNH 6

Trang 22

B.L Céxtexki và các học trò đã xuất bản cuốn sách chuyên để tổng kết các kết quả về vấn dé tao ra cấu trúc thứ cấp khi ma sát trong điều kiện bôi trơn giới hạn,

đồng thời mở ra triển vọng sử dụng cấu trúc thứ cấp ấy như một mắng bảo vệ các vật liệu trong cặp ma sát khỏi bị phá hủy

V.A Bêlưi đã nghiên cứu sử dụng vật liệu Polyme cho các kết cấu ma sát

Nhiều kết quá rất bất ngờ So với kim loại, Polyme có hệ số ma sát nhỏ hơn, mòn it hơn, ít bị ảnh hưởng của dao động và va đập, có giá thành rẻ và tính công nghệ cao

hơn trong việc chế tạo chỉ tiết Khả năng làm việc của Polyme trong điều kiện bôi trơn bằng nước là một ưu điểm rất lớn so với kim loại Tuy nhiên, sự thay thế kim loại bằng Polyme không phải lúc nào cũng có lợi Đối với kết cấu ma sát, có triển vọng

nhất là sự kết hợp của Polyme với các vật liệu khác

Tại Việt Nam, hơn 10 năm qua, dưới sự chủ trì của giáo sư, tiến sĩ KHKT

Nguyễn Anh Tuấn, phòng thí nghiệm về ma sát học của trường ĐHBK Hà Nội đã tiến

hành nghiên cứu về mòn của vật liệu trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, những biện

pháp nâng cao tuổi thọ của những cặp ma sát cơ bản trong máy, cũng như việc sử

dụng chất dẻo để thay thế kim loại Một số bộ, tổng cục, viện nghiên cứu và cơ sở sản

xuất đã áp dụng kỹ thuật ma sát để nâng cao tuổi thọ và độ tin cậy của máy và đã đạt

được những kết quả bước đầu rất đáng khích lệ

1.4 TON THAT DO MA SAT VA MAI MON TRONG MAY - Y NGHIA

KINH TE

Phần lớn máy móc (85 — 90%) không tiếp tục làm việc được vì nguyên nhân

hao mòn các chỉ tiết Chi phí cho việc sữa chữa máy móc thiết bị và các phương tiện

vận tải ở Liên Xô là 40 tỷ rúp một năm Con số này hàng năm tăng lên thêm l tỷ rúp

nữa

Khi xem xét ý nghĩa kinh tế của sự mài mòn máy V Bakhôđa đưa ra những chỉ

phí hàng năm ở Mỹ là 46,8 tỷ Đôla Hội nghị về giảm độ mòn trong kỹ thuật được tổ

chức ở Mỹ năm 1976 đã kết luận rằng việc ứng dụng kỹ thuật ma sát sẽ tiết kiệm

được cho nước Mỹ hàng năm từ 12 đến 16 tỷ Đôla

Báo cáo của hội ma sát học nước Anh năm 1966 thừa nhận hàng năm hiệu quả

kinh tế đo ứng dụng các thành tựu của kỹ thuật ma sát học là 500 triệu bang Anh

tương đương với 2% thu nhập của nền kinh tế quốc dân

Nền công nghiệp của Tây Đức cũng phải chịu những tổn thất lớn do ma sát mon trong máy Tổn thất trong năm 1974 lên tới hơn 100 tỷ Mác, chiếm trên 1% ngân

sách

1.5 NOLDUNG KHOA HOC CUA KY THUAT MA SAT HỌC

Theo chúng tôi, những nội dung khoa học sau đây của kỹ thuật ma sát là những

van dé thời sự nhất

THIET KE MAY DO HE SỐ MA SÁT HIỂN THỊ SỐ TRÊN MÁY TÍNH 7

Trang 23

CBHD : Th.S PHUNG CHAN THANH SVTH : NGUYEN MINH NHUT 1.5.1 Sáng chế các kết cấu ma sát không mòn

Gần đây, phương hướng chính để nâng cao tính chống mòn của vật liệu là nâng

cao độ cứng của bể mặt ma sát (thấm cacbon, nitơ, xianua, mạ crôm, tôi bể mặt )

Tuy nhiên, nhiều trường hợp do áp suất lớn trên phần tiếp xúc thực tế mà cường độ

mòn tăng lên và phương pháp nâng cao độ cứng bề mặt ma sát không còn thích hợp nữa Một phương pháp mới được phát hiện kha di cd thể đáp ứng được những trường hợp ấy là phương pháp dịch chuyển chọn lọc khi ma sắt

Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của kỹ thuật ma sát là tiếp tục

nghiên cứu phương pháp dịch chuyển chọn lọc để tạo ra các kết cấu ma sát không bị

mòn

1.5.2 Bao vé chi tiét khéi su mai mon hydro

Một nhiệm vụ quan trong của kỹ thuật ma sát là nghiên cứu các phương pháp

chống lại sự mài mòn Hydro Vài năm trước ở Liên Xô, bằng thực nghiệm đã phát

hiện ra một hiện tượng chưa biết về sự tập trung Hydro trên bể mặt ma sát Hydro

được thoát ra từ vật liệu của cặp ma sát và từ môi trường xung quanh (vật liệu bôi trơn, nhiên liệu nước ) Hiện tượng này làm tăng nhanh sự mài mòn

1.5.3 Nghiên cứu phương pháp gia công lần cuối không hạt mài

Độ bền mòn phụ thuộc nhiều vào nguyên công gia công lần cuối bề mặt chi tiết Đã có nhiều công trình nghiên cứu thực nghiệm về sự ảnh hưởng của độ nhám bé

mặt chỉ tiết với cường độ mài mòn và tác hại của hạt mài khi có mặt ở vùng ma sát

Vì vậy, rất cần thiết phải nghiên cứu phương pháp gia công lần cuối không dùng hạt

mài để chống ma sát (F.A.B.O)

Thực chất của F.A.B.O là bể mặt của chi tiết ma sát được phủ một lớp mang latin, brônzơ hoặc đồng bằng phương pháp sử dụng hiện tượng chuyển dịch kim loại khi ma sát

Trước khi phủ, bể mặt được tẩy sạch dẫu mỡ và được phủ bằng glyxêrin hay hỗn hợp hai phần glyxêrin và một phần axit clohydric (HCI) 10% Trong quá trình ma

sát, lớp Oxit trên bể mặt thép bị phá hủy, bể mặt kim loại đồng được dẻo hóa và xâm

thực vào thép Chiểu dày lớp đồng hay latin dịch chuyển là 1 ~ 2um

1.5.4 Hoàn thiện hệ thống bôi trơn và mở rộng sản xuất chúng

Bôi trơn giảm nhiều cường độ mài mòn Hiệu quả của hệ bôi trơn phụ thuộc

vào sự hoàn thiện kết cấu và chất lượng vật liệu bôi trơn Khi chuyển các chỉ tiết ma

THIET KE MAY DO HE SO MA SAT HIEN THI SO TRÊN MÁY TÍNH 8

Trang 24

sát sang chế độ dịch chuyển chọn lọc cần phải nghiên cứu các hệ thống bôi trơn thích

nghi để ngăn chặn độ mòn và giảm mất mát do ma sát

Việc sản xuất các thiết bị bôi trơn được tiến hành trong khuôn khổ khối SEV

Những hệ thống bôi trơn của các hãng tư bản như “Fôghen” của Tây Đức, “Trabôn”

của Mỹ rất được ưa chuộng

1.5.5 Nội dung lý thuyết về ma sát và mài mòn

Từ lâu, người ta biết ma sát là một quá trình nhiệt động không cân bằng nhưng chỉ gần đây mới xác định được rằng trong sự không cân bằng và không tuyến tính, có

thể có sự tổ chức lại và tạo thành cấu trúc hệ ma sát khác với ma sát khi bôi trơn giới

hạn Như vậy đã tìm ra khả năng làm việc trong hệ hoàn thiện hơn, đồng thời có khả

năng tồn tại hai hệ thống ma sát khi bôi trơn giới hạn và dịch chuyển chọn lọc

Quá trình biến đổi cơ năng thành nhiệt năng xảy ra trong lớp bề mặt Vùng này

là vùng tác động mạnh của lực ma sát đến kim loại và là “cái bẫy” Hydro Như vậy

sự mài mòn gây ra không những bởi sự tương tác cơ học của các bể mặt ma sát, mà chủ yếu bởi sự “hóa giòn” Hydro của lớp bề mặt Mức độ Hydro hóa thay đổi dưới tác

động của các yếu tố môi trường và điều kiện bên trong, có thể làm tăng sự mài mòn lên 1 - 2 lần Nơi đây các yếu tố nhiệt động học giữ vai trò quyết định và tạo thành

các cấu trúc tự sắp xếp trong các quá trình không thuận nghịch Từ đó, xuất hiện

những quan niệm mới về ma sát dựa trên cơ sở những nghiên cứu lý thuyết sâu sắc

của NGÀNH Vật lý và như thực tế đã xác nhận, các quá trình nhiệt động tắn mát

năng lượng ma sát là cơ bán hơn quá trình phá hủy bể mặt

Trang 25

TỶ số giữa năng lượng bị hấp thụ và công của ma sát ngoài là một đại lượng

thay đổi, phụ thuộc vào tính chất vật liệu và điểu kiện ma sát ngoài

Lực ma sát là tổng các lực thành phần được dùng để làm tiến triển các thành

phần cơ lý hóa tất yếu ứng với điểu kiện tiếp xúc nhất định của các vật thé ma sat:

T=T,+T,+T; + + Tịa

e T, - Ma sát bên trong các lớp thủy khí động;

e T, - Chế độ ma sát tựa thủy động (các lớp biên) — sự bán trượt;

e 1T, - Sự tạo giải trong các lớp bể mặt kim loại rất mỏng (100+400A°);

e 1, - Biến dạng của các thể tích bể mặt vĩ mô;

e T, - Phá hoại các liên kết khuếch tán (F.P.Bauden và Ð.Teybor gọi là thành

phần dính kết;

e T,— Tương tác trường phân tử của các pha rắn — trường Vamdecvanx và trường

bể mặt với các khuyết tật của cấu trúc tỉnh thể;

THIET KE MAY BO HE SO MA SAT HIEN THI SO TREN MAY TINH 10

Trang 26

e T° — Co ché phá hoại sự tích lũy các khuyết tật và sự tan rã các cấu trúc thứ

cấp;

e Ti - Các cơ chế phá hoại thể tích vĩ mô kim loại;

©_ Tị; - Tản mát năng lượng ra ngoài (phát dao động âm ra môi trường, phát

Ứng với một tổ hợp các thông số (vật liệu, môi trường) nhất định có một vùng

của các tác dụng cơ học, trong đó tích phân của tỷ số năng lượng được hấp thụ trên công của lực ma sát lấy trong toàn thể tích bị biến dạng có giá trị cực tiểu

AEQ) _

——-=min

Ba định luật trên cho phép phân tích quá trình ma sát phức tạp và vạch ra miễn

bình thường (hình 2.1) Trong miền đó, gần như toàn bộ công ma sát bị biến thành

Từ đó có thể điều khiển có hiệu quả các quá trình ma sát nhằm đạt được khả

năng chống mòn, tính chống ma sát và tính ma sát mong muốn

Trang 27

2.2 LUC MA SAT

Trong lịch sử phát triển của ma sát học, nhiều nhà khoa học đã m cách xây dựng những công thức tính toán lực ma sát Năm 1779 § Culông đã cho rằng lực ma sát là tổng của hai sức cản — sức cản phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và sức cản tỷ lệ với tải trọng N

T=A+nN

e u-— Hệ số ma sát;

Công thức đó cho đến nay vẫn còn được sử dụng cho những tính toán gần đúng Định luật thứ hai về ma sát đã cho ta bản chất của lực ma sát theo quan điểm năng lượng Tuy nhiên, để tiện sử dụng, có thể dùng biểu thức sau đây để biểu diễn quan hệ giữa lực ma sát và tải trọng

T=KN+D

e_ K- Hệ số tỷ lệ là tổng hợp của hằng số đàn hồi của vật liệu Kị, của lớp bôi

trơn tới hạn Kạ và của hằng số độ dẻo tuyến tính của lớp tạo dáy Kạ Nghĩa là:

K =akK,+BK,+K,

các vật liệu của cặp ma sát

e D-~ Thông số phân tán cực đại, gồm ảnh hưởng của các thành phần còn lại

Công thức T =K.N+Ð chỉ đúng trong quá trình ma sat bình thường Dĩ nhiên,

cũng chỉ trong quá trình ấy, sự mô tả về mặt định lượng của lực ma sát mới có ý nghĩa

mà thôi

'23 HỆ SỐ MA SÁT

Sự phát triển của khoa học ma sát cho phép tổng quát hóa về mối quan hệ phụ thuộc giữa hệ số ma sát với điều kiện ma sát và những nhân tố khác

2.3.1 Quan hệ giữa hệ số ma sát và áp suất pháp tuyến

Quan hệ giữa hệ số ma sát và áp suất pháp tuyến thể hiện trên hình (hình 2.2)

Quan hệ này có ba vùng đặc trưng

THIET KE MAY BO Hé SO MA SAT HIEN THI SO TREN MAY TINH 12

Trang 28

Med NN ?

wid ,

Đặc trưng cho một chuyển tiếp nào đó ứng với các trị số P nhỏ, trong đó không

có điều kiện bình thường hóa hoàn toàn quá trình ma sát Các giá trị áp suất ấy không

đủ làm bền và tạo dải tới hạn là những điều kiện cần cho tính thích ứng của vật liệu

Trong vùng chuyển tiếp, các lực có liên quan đến sự dịch sát của các đoạn bể

mặt đến một khoảng cách, bằng khoảng cách giữa các nguyên tử, sẽ đóng vai trò chủ

Năng lượng được hấp thụ AE dùng để tạo dải và hoạt hóa các lớp bể mặt của

kim loại Trạng thái cân bằng của các lớp đã được hoạt hóa đạt được do sự bão hòa

của các chất hoạt tính có trong vùng ma sát và do trao đổi nhiệt

Trong vùng ấy phần lớn công ma sát được biến thành nhiệt

AxQ

2.3.1.3 Vung Hl

Biến dạng và phá hoại các cấu trúc thứ cấp bảo vệ diễn ra mạnh hơn, độ dày

của lớp tạo đải vượt quá trị số tới hạn, quá trình phân rã các cấu trúc giả bến của các

THIẾT KẾ MÁY B0 HỆ SỐ MA SÁT HIỂN THỊ SỐ TRÊN MÁY TÍNH 13

Trang 29

hợp kim xuất hiện Quan hệ giữa hệ số ma sát với áp suất pháp tuyến có sai khác

Chế độ bình thường được xác định bằng hệ số ma sát ổn định và hao mòn cho

phép (nhỏ nhất) diễn ra do sự hình thành các cấu trúc thứ cấp bên trên bể mặt các

kim loại chịu ma sát Giới hạn của chế độ làm việc bình thường được xác định bởi trị

số áp suất pháp tuyến tới hạn Pụ Việc vượt qua Pụ, sẽ dẫn đến hiện tượng tróc dập,

cào xước và những quá trình không bình thường khác với cường độ khác nhau

2.3.2 Quan hệ giữa hệ số ma sát với tốc độ trượt

Quan hệ giữa hệ số ma sát và tốc độ trượt thể hiện trên hình Quan hệ này có

ba vùng đặc trưng tương tự như quan hệ giữa hệ số ma sát với áp suất pháp tuyến

Ving I: cdc quá trình không bình thường, phát triển khi có hiện tượng tróc

(0<v<v,,)

Vùng II: chế độ bình thường, ứng với hao mòn oxy hóa ổn định (vụ <v<vụ )

Vùng HI: các quá trình không bình thường, phát triển khi có hiện tượng tróc

chiều dày của lớp biến dạng dẻo và sự hình thành các cấu trúc thứ cấp

Trang 30

2.3.3 Quan hệ giữa hệ số ma sát với các thông số ma sát khác

Khi máy làm việc bình thường, hệ số ma sát được quyết định bởi các thông số

ma sát: vật liệu, công nghệ chế tạo chúng, các kích thước của cặp lắp ghép, kiểu và

tính chất của chất bôi trơn Tác dụng tổng hợp của các thông số ấy sẽ làm thay đổi

các hàm số chủ yếu ụ =f(P) và ¡=(v) Ảnh hưởng này được xác định bởi tập hợp các

giá trị của thông số vectơ C Trong trường hợp tổng quát, hệ số ma sát được biểu diễn

bằng toán tử

u=A{P;v;C}

Chỉ trong chế độ bình thường hệ số ma sát mới có thể được biểu diễn dưới dạng hàm số của áp suất hay của tốc độ trượt Hàm này chỉ có nghĩa đối với một tổ hợp nhất định các thông số

Trang 31

2.4 MA SÁT KHÔNG CÓ CHẤT BÔI TRƠN

Ma sát không có chất bôi trơn thường xảy ra ở các bộ phanh, truyền động ma sát, trong các kết cấu máy dệt, máy thực phẩm, máy hóa khi mà không dùng được

chất bôi trơn (sợ hỏng sản phẩm hoặc vì điều kiện an toàn) hoặc trong các máy lầm

việc ở nhiệt độ cao khi mà bất kỳ chất bôi trơn nào cũng không thích hợp

Ở dạng này ma sát có bản chất cơ học phân tử Trên diện tích tiếp xúc thực có

các lực hút phân tử tác dụng với các khoảng cách lớn hơn hàng chục lần khoảng cách giữa các nguyên tử trong các mang tinh thể và tăng lên theo nhiệt độ Dù có hay

không lớp đệm nhớt (hơi nước, chất bẩn, chất bôi trơn) lực phân tử cũng dẫn đến sự

bám dính Sự bám đính này xảy ra giữa kim loại và màng oxIt hoặc có thể còn do sự

tác động của lực hút tĩnh điện Lực bám đính cũng như lực phân tử tỷ lệ thuận với

Trang 32

diện tích tiếp xúc thực Ấp suất đặt vào ảnh hưởng đến các lực này qua diện tích tiếp

xúc thực

Lực phân tử và lực bám dính vuông góc với bể mặt lẽ ra không sinh công khi các bể mặt dịch chuyển, nhưng trên thực tế sự dịch chuyển này sẽ kèm theo biến

dạng trượt Do sự đàn hồi không lý tưởng của vật liệu, cần chi phí năng lượng cho

biến dạng không thuận nghịch này Nếu mối liên kết giữa các vật bị phá hủy ở chỗ sâu hơn so với bể mặt thì cần đặt lực tiếp tuyến lớn hơn Biểu hiện rõ ràng hơn của

e a— Cường độ trung bình của thành phần phân tứ của lực ma sát;

e b- Hệ số đặt trưng cho thành phần cơ học của lực ma sát;

Nhiều nhà khoa học cho rằng thành phần của lực ma sát gây ra bởi biến dạng

dẻo bể mặt (tương tác cơ học) thường khá nhỏ (chỉ vai phan trăm của tổng lực ma

sát) Ví dụ ma sát của các bể mặt kim loại trong chân không có hệ số ma sát lớn (lớn

hơn 1) Nếu đưa không khí vào buồng chân không, chỉ sau một thời gian ngắn hệ số

ma sát giảm đi một vài lần trong thời gian này oxi chưa thể tạo thành màng oxit làm

phẳng những chỗ nhấp nhô hoặc ngăn cán chúng tiến vào Từ đó, có thể thấy thành phần phân tử của lực ma sát chính là nguyên nhân của sự tăng hệ số ma sắt trong chân không Chú ý rằng trong ma sát lăn ảnh hưởng này ít hơn

Ma sát không có chất bôi trơn thường kèm theo sự trượt kiểu bước nhảy của bề mặt Gắn liển với hiện tượng này là sự rung của ôtô khi vào khớp, tiếng rít của phanh,

sự giật khi phanh, sự rung động của dao tiện khi cắt Có thể chỉ ra một số biện pháp

chống xung lực khi ma sát Đó là sự tăng độ cứng vững của hệ, sự tăng tốc độ trượt,

chọn cặp ma sát có hệ số ma sát tăng ít khi thời gian tiếp xúc tĩnh đài và không cực

tiểu

Màng oxit, độ ẩm và bụi bẩn trên bể mặt kim loại ảnh hưởng rõ rỆt đến hệ sé

ma sát Một mặt, lực hút phân tử giữa chúng có thể nhỏ hơn hàng trăm lần, so với

trường hợp tương tác kim loại sạch Mặt khác, độ bền của oxit thường nhỏ hơn độ bền

của kim loại Vì vậy, sức cẩn của việc cay va cắt các phần tử khi dịch chuyển sẽ giảm

đi rất nhiều, dẫn đến hệ số ma sát giảm đi Ngược lại, màng oxit dày có độ cứng nhỏ

hơn, làm tăng sự tiếp xú thực tế Sự tăng giảm diện tích tiếp xúc thực tế S, sẽ nhanh

hơn sự giảm đi các thành phần cơ học của lực ma sát Do đó lực ma sát sẽ tăng dẫn

Trang 33

CBHD : Th.S PHÙNG CHÂN THÀNH SVTH : NGUYỄN MINH NHỰT

đến hệ số ma sát tăng theo Ta hãy xem ma sát các bề mặt kim loại ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ phân hủy của dầu khoáng, nhiệt độ nóng chảy hay phá hủy của chất bôi

trơn rắn Ngay cả ở điều kiện không khí rất loãng, cũng vẫn xuất hiện màng oxit trên

bê mặt ma sát Tính chất (sự đồng đều, tỉ trọng và độ bền liên kết với kim loại) cũng như cường độ tạo thành chúng phụ thuộc vào thành phần hợp kim Màng với thành phân thích hợp sẽ làm giảm lực ma sát và cường độ mòn, đồng thời bảo vệ bề mặt khỏi bị gỉ và tiếp xúc trực tiếp Ở không khí loãng, tác dụng bảo vệ của màng giám

di

2.5 MA SÁT KHIBOLTRON GIOI HAN

2.5.1 Bôi trơn giới hạn với màng dầu

Khi bôi trơn giới hạn, các bê mặt lắp ghép bị phân cách bởi lớp chất bôi trơn

rất mỏng (từ chiều dày một phân tử đến 0,1m Sự tổn tại của lớp giới hạn làm giảm

lực ma sát so với ma sát không có chất bôi trơn từ 2— 10 lần và giảm độ mòn các bể mặt lắp phép hàng trăm lần Tất cả các loại dầu có khả năng được hấp thụ trên bể

mặt kim loại Độ bền của màng phụ thuộc vào sự xuất hiện của các phân tử hoạt

đông, chất lượng và số lượng của chúng Mặc dù các loại dau khoáng là hỗn hợp của các loại cacbua hyđrô không hoạt động, nhưng bao giờ cũng có lẫn một ít axít hữu cơ, keo, một số chất hoạt tính bể mặt khác Các chất béo có trong thành phần của dầu động vật và thực vật cũng như trong thành phần của chất bôi trơn dẻo Vì vậy, gần như tất cả các đầu bôi trơn đều tạo thành trên bể mặt kim loại pha giới hạn có cấu trúc tinh thể giả, chiều dày đến 0,lim lớp này có mối liên kết bên hoặc không bền

với bể mặt Nếu lớp dầu giữa các bể mặt ma sát tương đối day thi su chuyển từ cấu

trúc định hướng của dầu sang cấu trúc không định hướng được thực hiện bằng sự nhảy vot

Chất bôi trơn trong lớp giới hạn là dị hướng Ở hướng tiếp tuyến, các phân tử

dễ dàng bị uốn Khi chiều dày của lớp lớn hơn một giá trị tới hạn, chúng sẽ trượt đối với nhau Theo phương pháp tuyến đối với bể mặt, màng có sức bền nén lớn Khả

năng tải của màng tới hàng chục ngàn kg/cm? Sự biến dang nén của màng trong một

khoảng khá cao vẫn nằm trong giới hạn đàn hồi

Cơ chế ma sát trong bôi trơn giới hạn có thể biểu diễn ở dạng sau: dưới tác dụng của tải trọng xảy ra sự biến dạng đàn hổi và dẻo trên các diện tích tiếp xúc

Diện tích tiếp xúc ở đây là diện tích tiếp xúc của các phần nằm gần nhau nhất của bề

mặt được phủ một màng giới hạn của chất bôi trơn có thể có chiều dày cho đến một

lớp phân tử Trên các diện tích tiếp xúc, có thể xảy ra sự xâm nhập của các bể mặt

mà không phá hủy màng chất bôi trơn Sức cán của chuyển động trượt là tổng của sức cần sự trượt của lớp giới hạn và sức cẩn “sự cày xới” bể mặt bằng các thể tích xâm nhập vào Ngoài ra, trên các diện tích tiếp xúc chịu biến dạng dẻo lớn nhất và trên các điểm có nhiệt độ cao, có thể xảy ra sự phá hủy màng dầu và sự bám dính bể mặt,

Trang 34

CBHD : Th.S PHÙNG CHÂN THÀNH SVTH : NGUYÊN MINH NHỰT

có thể có cả sự xâm thực của kim loại (hình 2.4) Điều này làm tăng thêm sức cản chuyển động

Hình 2.4— Sơ đề sự trượt của vật rắn khi bôi trơn giới hạn

a) - Bôi trơn bề mặt lý tưởng;

bộ Khả năng này đóng vai trò lớn trong việc ngăn cản sự xâm thực dày đặc Khi

màng giới hạn không được phục hồi, dầu từ màng được hấp thụ trên sản phẩm mòn và

bị đưa ra khỏi bể mặt ma sát Xay ra sự thăng hoa của màng như vật rắn và đưa dầu

vào không khí Sự oxi hóa làm thuận lợi việc mất định hướng cấu trúc và phá hủy màng

Độ nhớt của dẫu không ảnh hưởng đến quá trình bôi trơn giới hạn Các dầu

cùng độ nhớt nhưng có mác khác nhau sẽ có tác dụng bôi trơn khác nhau Để đánh giá

dầu trong bôi trơn giới hạn, từ năm 1903 đã có nhiều định nghĩa về độ bôi trơn của

dâu Đó là sự phức hợp các tính chất đầm bảo bôi trơn giới hạn có hiệu quả Độ bôi

trơn được đánh giá chủ yếu bằng hệ số ma sát Hệ số ma sát càng nhỏ, độ bôi trơn

càng lớn

Năm 1969 B.V Đêriaghin và một số tác giả khác đưa ra giả thuyết là các phân

tử chất bôi trơn trong lớp giới hạn được nhóm lại thành các miễn Miễn của axit ôlêïc

trong lớp giới hạn gồm có 1400 phân tử Các miền tạo nên bởi lực điện từ có cấu trúc

giống như cấu trúc tình thể của lớp đệm Đã xác định rằng, các lớp giới hạn có tính

chất của phần tử bán dẫn Khi thêm vào các lớp giới hạn chất bôi trơn và dung dịch của các chất hoạt động bề mặt, sẽ tăng chiều dày của lớp giới hạn và làm giảm độ

mòn (đến 2 lần)

Khi ma sát có bôi trơn giới hạn, độ mòn của chỉ tiết máy khá lớn Vì độ sóng

và độ nhấp nhô bể mặt, nên diện tích tiếp xúc thực S, khá nhỏ Ấp lực tiếp xúc có giá

trị rất lớn và màng dâu giới hạn mỏng không thể bảo vệ bể mặt khỏi biến dang dẻo,

từ đó dẫn đến mài mòn chỉ tiết Đây là nhược điểm không khắc phục được của bôi

trơn giới hạn

THIẾT KẾ MÁY ĐO HỆ SỐ MA SÁT HIẾN THỊ SỐ TRÊN MÁY TÍNH 19

Trang 35

Ngoài yếu tố hấp thụ, hiệu qua của tác động bôi trơn còn phụ thuộc vào tác động hóa học của kim loại và chất bôi trơn Chẳng hạn, chất lỏng silicon có độ nhớt

cao nhưng không hoạt động đối với kim loại và không tạo ra lớp màng bảo vệ nên

không thể dùng làm chất bôi trơn trong ổ trượt Ánh hưởng của oxi đến quá trình ma sát khi bôi trơn giới hạn rất lớn Theo B Lun kim loại đóng vai trò chất xúc tác hay

chất mang oxi để oxi hóa đâu và tạo thành các hợp chất liên kết bến với kim loại

Những phản ứng hóa học này xảy ra ở những chỗ có nhiệt độ và áp suất cao nhất tức

là điểm tiếp xúc với kim loại, đặc biệt là ở thành phần cấu trúc có hoạt tính hóa học

cao Ngược lại, theo G.V Vinôgrađôv thì dầu bôi trơn đóng vai trò chất mang oxi

chính, ngoài ra lớp giới hạn tạo thành và phục hồi trong quá trình mài mòn không

phải trên bể mặt mà là trên màng oxit á tế vi Chính vì vậy mà cùng với một điều

kiện như nhau, cường độ mòn của thép trong argôn lớn hơn 30 lần so với trong không khí Để nâng cao hoạt tính hóa học của dầu bôi trơn, người ta thêm vào dầu những

chất đặc biệt (chất pha) có chứa các hợp chất của lưu huỳnh , clo, photpho có khi ca

antimon và asen Mặc dù được hấp thụ bền vững trên bể mặt ma sát, các lớp pha

thêm này còn bị phân hủy và tác dụng với bể mặt kim loại tạo nên c4c mang sunfit

sắt, clorua sắt, photpho hay phốt phát sắt Những màng này ngăn cẩn sự tiếp xúc kim

loại, giảm sức cần ma sát, ngăn cản sự tăng nhiệt độ cục bộ Màng tạo cacbua hydré, clo hóa trên bể mặt thép chỉ có khả năng làm việc đến 300° — 400°C Ở nhiệt độ cao hơn, màng nóng chảy hay phân hủy Đối với sunfit khả năng bôi trơn có thể đến

800°C Dưới nhiệt độ tới hạn các màng sẽ giống các chất bôi trơn rắn Chất pha thêm

vào không có hiệu quả, nếu kim loại không phản ứng với phần hoạt động của chất pha Ví dụ bạch kim và bạc không phản ứng với lưu huỳnh

2.5.2 Bôi trơn giới hạn với chất bôi trơn rắn

Một số chất rắn có tác dụng bôi trơn khi chúng tạo ra và giữ chế độ ma sát có bôi trơn giới hạn Màng giới hạn có độ bền ép cao và độ bền cắt nhỏ Từ yêu cầu đó, một số chất sau có thể là chất bôi trơn rắn: các vật thể có cấu trúc mạng — lớp, cấu

trúc tấm, kim loại mềm, màng mỏng, chất dẻo

Những vật thể có cấu trúc mạng lớp và các tính chất cần thiết để bôi trơn bề

mặt kim loại là grafit, đisunfit môlipđen (MoS;), sunfit bac, disunfit vônfram và chì

xốp Trong mạng tinh thể grafit, các nguyên tử cacbon xếp trong các lớp song song

nhau cách nhau 0,34nm, trong mỗi lớp chúng nằm ở đỉnh hình lục giác đều có cạnh

0,14nm Mối liên kết giữa các nguyên tử trong các lớp bền hơn nhiều mối liên kết

giữa các lớp Vì vậy grafit có độ bền nén vuông góc với các lớp cao, nhưng độ bên cắt

song song với các lớp nhỏ Theo các mặt phẳng dễ tách thì lớp giới hạn tạo thành các

tính chất đặc trưng (độ bền và sức cản biến dạng) của các lớp giới hạn tạo bởi dau bôi

trơn

THIET KE MAY DO HE SO MA SAT HIEN THI SO TREN MAY TÍNH 20

Trang 36

¬

9/40

Hình 2.5— Cấu trúc tỉnh thể của grdfit

Độ cứng của grafit theo hướng vuông góc với mặt phẳng của các lớp gần tương đương với kim cương nên các phần tử định hướng thích hợp của grafit có thể xâm nhập vào bể mặt kim loại mà không bị phá hủy Vì vậy trong tất cà các trường hợp

bôi trơn của grafit, hầu như không có sự tiếp xúc kim loại các bể mặt Hệ số ma sất các bể mặt phủ grafit có thể đạt được các giá trị rất nhỏ (0,03 + 0,04)

Độ ẩm và màng oxit trên bể mặt kim loại sẽ tăng cường độ bám dính cha grafit

vao bé mặt Vì vậy sự hiện diện của màng ẩm và màng oxit là điều kiện cần thiết để

grafit có tác dụng bôi trơn

Mạng tỉnh thể của MoS; tương tự như grafit nên được sử dụng như chất bôi trơn

ở nhiệt độ thấp và ở trong chân không Ở nhiệt độ 583°C, MoS; trở thành triôxyt và là hạt mài Khi trên bể mặt MoSs có hơi nước thì lực ma sát tăng lên Người ta giả

thuyết hơi nước phản ứng với nguyên tử lưu huỳnh và làm gỉ bê mặt thép

Chất bôi trơn rắn có thể là các kim loại mêm, có độ bển cắt nhỏ trong khoảng

nhiệt độ làm việc thích hợp Thường dùng hơn cả là chì, thiết và inđi Cơ chế tác dụng

của màng kim loại mỏng phủ lên một nền rắn được Ph.P Bauden giải thích như sau:

Màng kim loại mỏng có độ bền nén tốt, giữ không cho các bể mặt ma sát tiếp xúc trực tiếp và xâm nhập vào nhau Khi có chuyển động tương đối, xảy ra sự cắt trong kim loại mềm Vì sức cẩn cắt không lớn, diện tích tiếp xúc thực tế do nền cứng

không lớn, nên lực ma sát cũng không lớn Ngược lại, màng phủ lên nền mễm bị biến

dạng nhiều dưới tác dụng của tải trọng, sẽ tiếp xúc với bể mặt lắp ghép với diện tích lớn, dẫn đến lực ma sát tăng Do đó, phủ màng kim loại mềm lên babit, thiếc sẽ

không hiệu quả Tốt hơn hết là phủ chúng lên trên nền đồng thanh — chì hay hợp kim đồng

Kim loại mềm dùng làm chất bôi trơn rắn phải không bị biến cứng trong

khoảng nhiệt độ làm việc và không tạo thành các dung dịch rắn giòn với các kim loại

của vật thể lắp ghép Muốn vậy, nhiệt độ làm việc phải lớn bơn nhiệt độ tái kết tỉnh

Thiéc, chi va indi cé nhiét độ tái kết,tịnh nhỏ;hn nhiệt độ bình thường Mặc dù là

Trang 37

CBHD : Th.S PHUNG CHAN THANH SVTH : NGUYEN MINH NHUT chất bôi trơn rắn tốt (chẳng hạn giữa các bể mặt gang) nhưng thiếc không thể phủ lên đồng thanh pha chì Thiếc khuếch tán từ bể mặt vào nền đồng tạo nên các tỉnh thể cứng dễ bị tróc khỏi bể mặt làm việc Indi khi bị nung nóng cũng khuếch tán vào

đồng thanh nhưng không tạo nên các hợp chất giòn khi liên kết với chì

Có thể thực hiện bôi trơn bằng kim loại khi thực hiện phương pháp dịch chuyển chọn lọc Lực ma sát có thể giảm 10 lần còn độ mòn có thể hoàn toàn được loại trừ Ở đây xuất hiện các lực khác theo một nguyên lý khác Các điện lực giữ cho màng ở khe hở không có độ nhấp nhô vi mô của bề mặt Hiệu quả của sự dịch chuyển chọn

lọc theo nhiều dấu hiệu chính, khác với ma sát trong bôi trơn giới hạn Vì vậy có thể

xem là dạng mới của ma sát

Khi bôi trơn các kết cấu máy bằng kim loại, nhiệm vụ của chất bôi trơn cacbua

hyđrô đã thay đối: đó là phương tiện vận chuyển kim loại vào vùng ma sát, tham gia

vào các quá trình hóa ly trên bể mặt tiếp xúc khi tạo thành màng kim loại, làm nguội

và bảo vệ các kết cấu ma sát khỏi bị gỉ

26 MA SÁT KHI BÔI TRƠN ƯỚT, BỘI TRƠN NHỚT DÉO VÀ BÔI

TRƠN THỦY ĐỘNG TIẾP XÚC

Khi bôi trơn ướt, bể mặt ma sát phân chia bởi lớp bôi trơn lỏng Ấp suất của

dầu sẽ cân bằng với ngoại lực Lớp dau gọi là lớp tải Khi chiéu đày lớp dầu lớn hơn chiểu dày màng giới hạn thì ành hưởng của bể mặt cứng tới các phân tử dầu ở xa sẽ

giảm đi Các lớp cách bể mặt 0,5um sẽ chuyển động tự do với nhau Lực ma sát phụ thuộc vào độ nhớt của dầu và bằng tổng lực cẩn trượt của các lớp dầu theo chiều dày màng dầu Chế độ ma sát này với hệ số ma sát nhỏ là tối ưu đối với kết cấu ma sát vỀ

phương diện mất mát năng lượng, độ bến mòn và tuổi thọ Trong bôi trơn ướt, lực ma sát không phụ thuộc vào bản chất của bể mặt lắp ghép

Hiện tượng ma sát trong bôi trơn ướt đã được phát hiện vào năm 1883 bởi N.P

Pêtrôv, người sáng lập ra cơ sở của lý thuyết bôi trơn thủy động Lý thuyết bôi trơn

thủy động hiện đại, xây dựng trên cơ sở một số giả thuyết đơn giản hóa, cho ta

phương pháp xác định khả năng tải của lớp dầu và chiều dày tối thiểu Những kết

luận ấy chỉ đúng với các chi tiết cứng tuyệt đối, bể mặt lắp ghép phẳng lý tưởng và được lắp ghép tương đối chính xác Có hai phương pháp tạo áp suất ở lớp mang tai

tương ứng với phương pháp bôi trơn thủy tĩnh và thủy động

Nói chung, hiện tượng ma sát khi bôi trơn ướt phức tạp hơn so với kết luận rút

ra từ lý thuyết bôi trơn thủy động chỉ bao gồm mặt cơ học thuần túy của quá trình

Các phân tử của chất hoạt tính bể mặt có trong dầu, được hấp thụ trên bể mặt của lớp phân tử mônô, trên đó tạo thành giới hạn Liên lớp giới hạn là vùng chuyển động rối

vi mô Cuối cùng là dòng dầu chấy tầng

Ma sát trong bôi trơn ướt không chỉ tổn tại giữa các bề mặt trượt Khi lăn hoặc

lăn có trượt giữa các mặt trụ và nói chung là các mặt cong chất lỗng bôi trơn được kéo

vào khe hở hẹp dân từ phía đi vào tiếp xúc Chất lỏng này trong những điều kiện nao

THIẾT KẾ MÁY Đ0 HỆ SỐ MA SÁT HIỂN THỊ Số TRÊN MÁY TÍNH 2

Trang 38

đó (tải trọng, tốc độ, đặc tính đàn hồi và hình học bể mặt) sẽ phân chia các bể mặt bằng lớp chất lỏng

Các chất bôi trơn dẻo cũng có thế đắm bảo chế độ ma sát, loại trừ sự tiếp xúc trực tiếp và xâm nhập vào nhau giữa các bề mặt Khác với đầu là chất lỏng nhớt, các chất bôi trơn đẻo có tính chất nhớt đẻo Bởi vậy dòng vật liệu này có những đặc điểm riêng

Hình 2.6 - Sơ đồ mặt cắt bê mặt kim loại và lớp bôi trơn lòng

1— Cấu trúc kim loại ban đầu;

N.V Chiabin và Nguyễn Anh Tuấn đã xác định rằng, trong dòng đó có những

vùng không có sự trượt theo lớp Sự chảy trong đó xảy ra như trong môi trường dẻo lý tưởng Ngoài các vùng này là sự chảy nhớt Có thể có sự trượt của vật liệu bôi trơn so với thành ổ Khi lăn xylanh theo mặt phẳng, trong vùng I va Ill gradian tốc độ theo chiều cao khác không và dòng chảy là nhớt Ở vùng H ứng suất tiếp nhỏ hơn ứng suất

trượt giới hạn, nên không có sự dịch chuyển tương đối theo lớp trong mỗi tiết diện của

vùng này Vì vậy dòng chảy giống sự chấy của chất dẻo

THIẾT KẾ MÁY ĐO HỆ SỐ MA SÁT HIẾN THỊ SỐ TRÊN MÁY TÍNH 23

Trang 39

Hình 3.8 biểu diễn hình dáng gần đúng của khe hở và biểu đổ gần đúng của áp

suất đối với các xylanh lăn trên nhau dưới tác dụng của tải trọng khi có lớp dầu ngăn

cách giữa chúng Điểm A là điểm bắt đầu của sự tiếp xúc Khu vực tiếp xúc giữa các xylanh chưa được bôi trơn Trong nêm dẫu áp suất tăng từ từ và phân bố giống như

trong ma sát không có chất bôi trơn Tại điểm B — nằm ở nữa sau của vùng tiếp xúc, khe hở thu hẹp lại và xuất hiện đỉnh nhọn của áp suất Vị trí của áp suất cực đại phụ thuộc vào tải trọng, độ nhớt của dầu, tốc độ lăn Theo A.I Pêtruvich áp suất tại đỉnh nhọn lớn hơn áp suất cực đại trong tâm khu vực tiếp xúc một ít, và để tổn tại áp suất

ấy, áp suất tại vùng tiếp xúc ấy không thể nhỏ hơn 200 — 300Mpa Độ nhớt động lực của dâu được tính gần đúng là:

e @— Độ chênh lệch nhiệt độ trong lớp dầu so với môi trường xung quanh;

Trang 40

Hình 2.8— Hình dạng khe hở và biểu đồ áp suất đối với các xy lanh lăn trên nhau

Khi hệ số nhiệt độ của độ nhớt nhỏ hoặc ở nhiệt độ ôn hòa, độ nhớt của dâu có

thể rất lớn và dầu có thể ở trong trạng thái dẻo giả

Khi lăn có trượt, điều kiện để tạo thành bôi trơn ướt có thuận lợi hơn, nhưng lực

ma sát ở chổ tiếp xúc sẽ lớn hơn Do đó khi các bể mặt tiếp xúc trượt thì ứng suất qui đổi lớn nhất sẽ tăng lên và vùng tác dụng của ứng suất tiếp lớn nhất nằm ở chiều sâu nhỏ hơn của nền

Khi chiều dầy lớp bôi trơn nhỏ và không hoàn toàn phân cách các bề mặt tiếp

xúc, ma sát phụ thuộc vào các yếu tố như trong bôi trơn ướt và vào tính chất của vật

liệu

2.7 MASAT KHI BOI TRON NUA UOT

Ma sát khi bôi trơn nữa ướt xảy ra khi đồng thời có bôi trơn ướt và bôi trơn giới

hạn

Trong trường hợp ma sát có bôi trơn nữa ướt, tải trọng pháp tuyến sẽ được cân

bằng bởi thành phần pháp tuyến của lực tương tác các bể mặt trong khu vực tiếp xúc

và lực của áp suất thủy động trong màng dầu Lực ma sát tổng hợp lại từ thành phần

tiếp tuyến của lực tương tác các bể mặt và sức cắn của sự trượt nhớt

Tác dụng thủy động của chất lỏng có thể xuất hiện trong hai trường hợp

Trong trường hợp thứ nhất, nếu hình hoc vĩ mô của các bề mặt tiếp xúc tạo ra

khe hở thu hẹp dẫn và dầu có thể đi vào đó với những thông số thích hợp của chế độ

ma sát sẽ xuất hiện dòng chảy và tạo ra lực nâng nhưng không đủ để tiếp nhận toàn

bộ tải trọng khi ma sát nữa ướt Dòng chất lỏng sẽ ôm lấy các phần của các bể mặt tiếp xúc

Trong trường hợp thứ hai, nếu độ nhấp nhô giữa các khu vực tiếp xúc tạo ra

những chỗ thu hẹp và mở rộng theo chiều cao và theo hướng chuyển động tương đối, khi lượng dầu đủ lớn thì sự thu hẹp sẽ đóng vai trò của những nêm vi mô thủy động

Tác dụng thủy động của dầu trong các nêm vi mô biểu hiện ngay cả khi vận tốc trượt

khá nhỏ

Tiêu đề	Nghiên cứu thiết kế máy đo hệ số ma sát hiển thị số trên máy tính
Trường học	University of Technology Hochiminh City
Chuyên ngành	Mechanical Engineering
Thể loại	Dự án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Ho Chi Minh City

Định dạng
Số trang	124
Dung lượng	4,09 MB