KỸ THUẬT MA SÁTCHỦ ĐỀ 5: PHƯƠNG PHÁP ĐO VÀ THIẾT BỊ ĐO MA
SÁT & MÒN CỦA CẶP VẬT LIỆU
Nhóm 5: Nguyễn Minh Đức – 20184790 Đặng Hải Lâm – 20184944 Phạm Ngọc Thành – 20185130
Nguyễn Văn Long – 20184987 Nguyễn Thanh Tùng – 2018
TS GVC Nguyễn Thị Ngọc Huyền
Trang 2NỘI DUNG
1 Lịch sử phát triển2 Khái niệm ma sát và mòn cặp vật liệu3 Phương pháp đo ma sát
4 Phân loại5 Ví dụ một số máy đo ma sát
Trang 31 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Máy ma sát kiểu Nairne(1850)
Máy ma sát mùa đông (1900)
Máy ma sát Ramsden(năm thứ 4 của thế kỉ 18)
Máy ma sát xylanh
Trang 41 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Nguyên tắc rất đơn giản: một người quay bánh xe lớn bên trái, người này sẽ quay quả cầu thủy tinh ở bên phải Người thứ hai đặt tay (hoặc có thể bằng vải len) lên quả cầu thủy tinh khi nó quay Ma sát này tạo ra tĩnh điện.
Mô tả một cỗ máy ma sát điển hình từ thế kỷ 18
Trang 5• Khái niệm ma sát là gì ?
- Trong vật lý học, ma sát là một loại lực cản xuất hiện giữa các bề mặt vật chất, chống lại xu hướng thay đổi vị trí tương đối giữa hai bề mặt (Nói đơn giản là các lực cản trở chuyển động của một vật, tạo ra bởi những vật tiếp xúc với nó, được gọi là lực ma sát.)
2 KHÁI NIỆM MA SÁT VÀ MÒN CẶP VẬT LIỆU
Trang 6• Khái niệm mòn là gì ?
- Mòn là quá trình phá hủy lớp bền mặt của vật thể rắn trong tiếp xúc ma sát, giá trị mòn được đánh giá theo sự suy giảm kích thước của vật thể ma sát theo hướng vuông góc với bề mặt ma sát
2 KHÁI NIỆM MA SÁT VÀ MÒN CẶP VẬT LIỆU
Trang 7• Khái niệm mòn cặp ma sát là gì?
- Mòn của cặp ma sát là quá trình mòn tại bề mặt lắp ghép của chi tiết máy tiếp xúc có chuyển động tương đối trong điều kiện sử dụng.
- Quá trình mòn có thể biểu diễn qua sự thay đổi về hình dáng, kích thước, khối lượng hoặc biến dạng mất liên kết, bong
tróc…
2 KHÁI NIỆM MA SÁT VÀ MÒN CẶP VẬT LIỆU
Trang 8• Phương pháp 1: Tỉ lệ trọng lượng- Leonardo da Vinci là người đã nghiên cứu ma sát bằng cách đo tải trọng treo trên một sợi dây, tại đó khối bắt đầu trượt. Hệ số ma sát được tìm bằng thương số của trọng lượng chết của khối lượng treo trên dây và khối lượng của khối, nghĩa là
µ = F f / N
3 PHƯƠNG PHÁP ĐO MA SÁT
Trang 9• Phương pháp 2: Cân bằng lò xo- Kéo một lò xo cân bằng được nối với khối và tăng từ từ lực cho đến khi
khối bắt đầu trượt Đảm bảo cân bằng lò xo song song với bề mặt Số đọc trên thang cân bằng lò xo khi tải bắt đầu trượt là số đo ma sát tĩnh, còn số đọc khi khối tiếp tục trượt là số đo ma sát động Hệ số ma sát đơn giản là
-
3 PHƯƠNG PHÁP ĐO MA SÁT
Trang 10• Phương pháp 3: Mặt phẳng nghiêng• Đặt một khối lên mặt phẳng nghiêng và tăng góc nghiêng cho đến khi
khối bắt đầu trượt Tiếp tuyến của góc nghiêng vừa tìm được gọi là "góc ma sát" Góc này liên quan đến hệ số ma sát µ, tức là
3 PHƯƠNG PHÁP ĐO MA SÁT
Trang 11• Phương pháp 4: Kẹp• Để đo hệ số ma sát tĩnh trong điều kiện áp suất tiếp xúc cao, vật thể có
thể được kẹp giữa hai bề mặt Lực cần thiết để đưa vật chuyển động phải giảm đi một nửa để có được lực ma sát vì hai mặt tiếp xúc
3 PHƯƠNG PHÁP ĐO MA SÁT
Trang 12• Phương pháp 5: Con lắc• Con lắc thích hợp để phân tích ma sát tĩnh và động dưới chuyển động
qua lại bằng cách theo dõi mômen của ổ trục Tuy nhiên, điều này yêu cầu một cảm biến mô-men xoắn Sự mất mát năng lượng của ma sát tĩnh và động kết hợp có thể được phân tích bằng cách xem xét sự giảm biên độ của chuyển động theo thời gian Điều này chỉ yêu cầu một
chiết áp quay đơn giản hoặc các cảm biến quay xung để hình dung sự giảm biên độ theo thời gian
3 PHƯƠNG PHÁP ĐO MA SÁT
Trang 13• Phương pháp 6: Tribometers có động cơ• Trong các phương pháp đo được thảo luận ở trên, hệ số ma sát được
đo trong các tiếp điểm mới, không phải sau khi chạy vào Hệ số ma sát có thể thay đổi đáng kể trong nửa giờ đầu tiên trượt Thời gian cần thiết để có được giá trị ổn định của hệ số ma sát có thể được quan sát trong một tribometer cơ giới bằng cách theo dõi ma sát theo thời gian Phương pháp này phổ biến để đo tốc độ mòn cụ thể và nhiệt độ tiếp xúc trong quá trình vận hành
3 PHƯƠNG PHÁP ĐO MA SÁT
Trang 14-Mòn hạt mài: Là quá trình mòn khi có môi trường hạt mài trong vùng ma sát Dạng mòn này không được phép xảy ra.
- Hai dạng mòn:
Mòn cơ hóa khi: Mòn cơ học: Trong đó: Hk -Độ cứng của kim loại
Hm - Độ cứng của hạt mài
4 PHÂN LOẠI CÁC DẠNG MÀI MÒN
Trang 15- Mòn oxy hóa: Do tương tác giữa các lớp kim loại bề mặt hoạt tính bị biến dạng dẻo với oxy của không khí hay của dầu bôi trơn hấp thụ trên bề mặt.
- Có hai dạng mòn oxit:
-Tạo các dụng dịch của oxyt, cùng tinh mỏng giữa oxyt và kim loại bề mặt
- Tạo thành hợp chất hóa học của oxy và kim loại
4 PHÂN LOẠI CÁC DẠNG MÀI MÒN
Trang 16- Tróc: Là quá trình hư hỏng không cho phép của bề mặt ms do kết quả của sự hình thành mối liên kết kim loại cục bộ, biến dạng và phá hủy các liên kết => Bong tách hay bám dính hạt kim loại lên bề mặt tiếp xúc- Có hai loại tróc:
Tróc loại I: Biến dạng dẻo do tính dẻo không nhiệt của vật liệuTróc loại II (Tróc nhiệt)
4 PHÂN LOẠI CÁC DẠNG MÀI MÒN
Trang 17- Mòn do mỏi: Là quá trình hư hỏng do mỏi xuất hiện ở những chi tiết chịu ma sát lăn, kết quả của sự phá hoại mãnh liệt các lớp kim loại bề mặt trong điều kiện đặc biệt của trạng thái ứng suất
4 PHÂN LOẠI CÁC DẠNG MÀI MÒN
Trang 18• Mòn fretting: Là quá trình xuất hiện khi có ma sát trượt với những chuyển động tịnh tiến khứ hồi nhỏ và khi có tác dụng của tải trọng động.
Þ Tróc phát triển mạnhÞ Tăng cường oxy hóa bề mặt
4 PHÂN LOẠI CÁC DẠNG MÀI MÒN
Trang 19- Mòn ép lún: Là biến dạng thể tích vĩ mô của kim loại cùng sự thay đổi hình dạng cục bộ khi chịu tải trọng lớn hơn giới hạn chảy.
- Khi ép lún kích thước của chi tiết máy thay đổi nhưng khối lượng vẫn giữ nguyên
=> Xảy ra cặp ms có giới hạn chảy thấp như kim loại màu,đồng thau, hợp kim nhôm
4 PHÂN LOẠI CÁC DẠNG MÀI MÒN
Trang 20- Bào mòn: Là quá trình phá hủy do tác dụng va đập lặp lại nhiều lần của những dòng tia chất khoáng và đất đá, sức gió hoặc sức nước (Bào mòn cơ hóa) hoặc do tác dụng của sự phóng điện không cố định dạng xung, lực động, v.v ( Bào mòn điện)
4 PHÂN LOẠI CÁC DẠNG MÀI MÒN
Trang 21- Xói mòn: Là bm của các chi tiết máy tiếp xúc với chất lỏng chuyển độngvới vận tốc biến thiên Sự phá hủy do xói mòn gây ra có tính chất cục bộ thể hiện ở việc hình thành các vết lõm và các lỗ hổng.
4 PHÂN LOẠI CÁC DẠNG MÀI MÒN
Trang 22- Mòn Hyđro: Có mặt trong tất cả các dạng mòn với mức độ ít hay nhiều.Mài mòn Hyđro là kết quả của sự xuất hiện Hyđro trên bề mặt kim loại và làm dòn hóa bề mặt này trong quá trình ma sát.
- Dạng phá hủy bề mặt là sự phát triển hàng loạt các vết nứt tế vi trong vùng bị biến dạng và tích tụ Hyđro Nó nhanh chông tạo ra các phần tử có dạng bột mịn của vật liệu
4 PHÂN LOẠI CÁC DẠNG MÀI MÒN
Trang 235 VÍ DỤ MỘT SỐ MÁY ĐO MA SÁT
Trang 24• Máy đo ma sát hiện tại của bách khoa
Trang 255 VÍ DỤ MỘT SỐ MÁY ĐO MA SÁT
Trang 27• Thêm video
5 VÍ DỤ MỘT SỐ MÁY ĐO MA SÁT