ЧЛАНАК БР. 181 | Утицај површинске храпавости на век трајања дрвета прозора услед трења и замора
ЧЛАНАК БР. 181 | Утицај површинске храпавости на век трајања дрвета прозора услед трења и замора
Површина пругедршка за прозор са трењемније савршено глатка. Носи намерну текстуру - микроскопски пејзаж врхова и долина створених процесом производње. Ова храпавост површине није дефект. То је инжењерски параметар, одређен и контролисан у прецизним границама, јер директно утиче на то како се подупирач понаша и колико дуго траје. Превише храпава површина делује као абразив, секући фрикциону подлогу и убрзавајући замор. Превише глатка површина не може задржати мазиво или генерисати трење које држи крило у положају. Однос између храпавости површине и века трајања подупирача услед трења и замора једна је од најосновнијих веза у дизајну овог окова.
Шта мери храпавост површине
Храпавост површине квантификује микроскопске неправилности на обрађеној или обликованој површини. Најчешћи параметар је Ra, аритметички просек апсолутних одступања профила површине од средње линије на одређеној дужини узорковања. Полирана трака од нерђајућег челика за...дршка за прозор са трењемможе имати Ra од 0,2 до 0,4 микрометра — глатка на додир, али и даље носи мерљиву текстуру на микроскопском нивоу. Грубља површина, са Ra од 0,8 до 1,2 микрометра, носи видљиве трагове обраде. Ове вредности делују мале, али представљају разлике које фрикциона плочица може да осети. Фрикциона плочица, са сопственом текстуром површине, интерагује са овим неправилностима траке у контактном плесу који одређује брзину хабања, силу држања и век трајања од замора.
Како храпавост повећава трење
Груба површина надршка за прозор са трењемШина повећава коефицијент трења између шине и фрикционе плочице. Врхови храпаве површине се укопавају у мекши материјал плочице, стварајући механичко преплитање које се мора превазићи пре него што дође до клизања. Ово повећано трење има различите последице. Краткорочно гледано, пружа јачу силу држања – ножица чвршће држи крило. Али ова предност долази са својом ценом. Преплитање врхова такође струже материјал са плочице са сваким пролазом, стварајући остатке хабања и убрзавајући деградацију плочице. Шина која је превише храпава ће истрошити фрикциону плочицу у делићу њеног пројектованог века трајања. Корисник искуси ножицу која у почетку чврсто држи, али постепено губи приањање како се материјал плочице троши.
Како храпавост убрзава замор
Храпавост површине утиче на век трајања од замора путем механизма познатог као концентрација напона. Сваки врх и удубљење на површини колосекадршка за прозор са трењемделује као микроскопски зарез. Када се примене циклична оптерећења – као што је то при сваком отварању и затварању прозора – ови зарези концентришу напон. Локални напон на дну долине може бити неколико пута већи од номиналног напона у околном материјалу. При поновљеном оптерећењу, ова концентрисана места напрезања постају места настанка пукотина услед замора. Што је површина глађа, концентрација напона је мање изражена и век трајања напрезања је дужи. Због тога се компоненте критичне за замор у ваздухопловству и аутомобилској индустрији полирају до веома ниских вредности храпавости. Траг за фрикциони челик са Ra од 1,0 микрометра може имати смањен век трајања на замор за 30 до 50 процената у поређењу са истом трагом са Ra од 0,3 микрометра. Разлика није козметичка. Ствар је у томе колико циклуса челик може да преживи пре него што се пукотина иницира и прошири.
Компромис за задржавање мазива
Храпавост површине игра кључну улогу у задржавању мазива надршка за прозор са трењемТрачница. Савршено глатка површина не може да задржи филм мазива. Мазиво се истискује под притиском, остављајући површине у директном контакту. Благо храпава површина, са мрежом долина, обезбеђује резервоаре где се мазиво може сакупљати и враћати у контактну зону док клизна патика пролази. Због тога оптимална храпавост површине за трачницу са фрикционим подупирачем није нула. То је вредност која уравнотежује предности задржавања мазива са трошковима повећаног трења и концентрације напона. Произвођачи наводе вредности храпавости површине које обезбеђују адекватно задржавање мазива уз минимизирање казне за замор. Конкретна вредност зависи од врсте мазива, материјала фрикционе плочице и очекиваних услова оптерећења.
Методе производње и контрола храпавости
Храпавост површинедршка за прозор са трењемТрака је одређена производним процесом. Ваљана трака од нерђајућег челика носи површинску текстуру ваљака, која се може специфицирати да би се добио низ вредности храпавости. Ваљане површине су генерално глатке и конзистентне, са вредностима храпавости контролисаним у млину. Накнадне операције обликовања - савијање, штанцање и пробијање - могу променити површину у локализованим областима. Радијуси савијања, посебно, доживљавају површинско истезање које чини површину храпавом и ствара додатне концентрације напона. Обрађене површине, произведене глодањем или брушењем, носе трагове алата који су поравнати са смером сечења. Ови трагови правца стварају анизотропну храпавост - површина има различите карактеристике у различитим правцима. За траку са трењем, важан је смер храпавости у односу на смер клизања. Храброст нормална на смер клизања ствара већи отпор и брже хабање него храпавост паралелна са смером кретања патике.
Хабање и еволуција површине
Храпавост површине новогдршка за прозор са трењемГусеница не остаје константна током животног века жице. Поновљени пролаз клизне патике полира површину гусенице, постепено смањујући висину врхова и попуњавајући удубљења остацима хабања. Овај процес хабања може смањити ефективну храпавост за 20 до 40 процената током првих неколико хиљада циклуса. Гусеница постаје глађа, што смањује трење и хабање плочица, али такође смањује задржавање мазива. Полирана површина такође може развити усмерену текстуру усклађену са смером клизања, што може смањити трење у том правцу, док га повећава у другим. Ова еволуција површине значи да храпавост наведена при производњи није храпавост са којом жица ради након година рада. Праксе одржавања – чишћење и подмазивање – интерагују са овом еволуираном површином, а њихова ефикасност делимично зависи од усклађивања мазива са тренутним стањем површине.
Импликације спецификације
За купца или спецификаторадршка за прозор са трењемКод хардвера, храпавост површине је параметар који се ретко штампа на техничком листу, али дубоко утиче на перформансе. Носач са лоше контролисаном завршном обрадом површине - превише храпав или са храпавошћу оријентисаном нормално на смер клизања - брзо ће истрошити своју фрикциону плочицу и може развити пукотине услед замора на површини шине. Носач са превише полираном завршном обрадом може патити од неадекватног задржавања мазива и недоследне силе држања. Практичан приступ је одабир носача од произвођача који контролишу завршну обраду површине као део свог процеса квалитета и који могу да пруже податке о храпавости када се то затражи. За одржавање, циљ је очување пројектоване завршне обраде површине чишћењем неабразивним методама и подмазивањем производима компатибилним са постојећим стањем површине.
Закључак
Храпавост површинедршка за прозор са трењемГусеница је невидљиви, али одлучујући фактор у перформансама и дуговечности челика. Она одређује коефицијент трења, утиче на задржавање мазива, концентрише напрезање на микроскопској скали и мења се током века трајања кроз хабање. Гусеница која је превише храпава брзо троши фрикциону плочицу и скраћује век трајања због концентрације напрезања. Гусеница која је превише глатка губи мазиво и конзистенцију држања. Оптимум је пажљиво контролисана међувредност, одређена при производњи и одржавана правилним чишћењем и подмазивањем. Разумевање храпавости површине као инжењерског параметра, а не као козметичке накнадне мисли, открива дубину дизајна која улази у компоненту која, на први поглед, изгледа као ништа више од траке обликованог нерђајућег челика.
