PDA

Просмотр полной версии : снижаем трение , но без чистки-смазки -как именно?



John Wheeler
10.09.2015, 22:17
Короче, коллеги, есть одна мысль.:preved: Как всегда, идея лежала на поверхности, и как всегда, нигде почему-то на практике до сих пор не применялась. Приглашаются желающие на мозговой штурм! :dash3: :mail1:
Суть вопроса: лень чистить и смазывать скотинку, а ресурса хотелось бы поболе ...
Вариант первый (http://www.effects.ru/science/80/index.htm).

Эффект влияния ультразвуковых колебаний на трение используется для уменьшения сопротивления при вращении валов, устранения заедания в осях приборов и т.д. Снижением трения под воздействием ультразвука обеспечивается эффективная промышленная реализация технологических процессов, связанных с пластической деформацией твердых тел.
ИЧСХ, ни один подшипник (трения) в промышленности не работает с намеренно наведённой ультразвуковой эмиссией.
О чём я тут?..ну, конечно о цепи!:wink:

Можно ли в цепи заменить смазку (и удаление грязи, заодно), применив для снижения коэффициента трения в оной ультразвуковую эмиссию (УЗЭ)?

Raptorforce
10.09.2015, 22:29
Чтобы не париться 5 минут раз в неделю, Джон Виллер хочет париться с генератором УЗК, его установкой на велосипед и прочими радостями технических испытаний.

John Wheeler
10.09.2015, 22:35
Про генератор -завтра; сегодня интересует отношение к самой идее. Будет проявлен интерес, расскажу, что только сейчас вычитал, как собственно, идёт разрушение в трущейся паре (и почему круглые зёрна песка вообще цепь изнашивают не хуже остроугольных зёрен электрокорунда):read:

Raptorforce
10.09.2015, 22:49
Про генератор -завтра; сегодня интересует отношение к самой идее. Будет проявлен интерес, расскажу, что только сейчас вычитал, как собственно, идёт разрушение в трущейся паре (и почему круглые зёрна песка вообще цепь изнашивают не хуже остроугольных зёрен электрокорунда):read:

Честно, я и сам люблю всякие подобные опыты. Ровно год назад, одним из опытов было создание колеса для фикса из передней мтб втулки под дисковый тормоз и вручную сверленой звездой с ситибайка. Если вам интересен опыт - дерзайте, сюда фотоотчет обязательно, куча лайков все дела. Но если вы хотите результата, есть более практичные способы повысить ресурс велосипеда.
Есть такое слово - практичность. Я не могу дать четкого определения, могу лишь описать ситуации. Практичность - это когда вы не покупаете машину для того, чтобы доставить свою жопу на работу, которая находится в 2 км от дома. Это когда вы вместо айфона покупаете обычный смартфон тысяч за 5, который с лихвой покрывает все потребности (gps, интернет, карта города если заблудились, фото и видео камера, записная книжка ну и пара игр время скоротать). И так далее, думаю вы поняли. Ваш способ повышения ресурса привода не практичен ниразу.

Vortexian
11.09.2015, 01:52
Это все-таки больше относится к гидродинамическим подшипникам и массивным деталям с малыми зазорами, особенно движущимся с переменными скоростями или с рассчетом на долгий простой.

Позволяет убрать усилие на страгивание, пока гидродинамический подшипник работает как подшипник скольжения (помогает, например, расшевелить "утонувший" вал турбины при запуске до момента "всплывания" в масле при наборе скорости вращения).
Для цепи это, конечно актуально (шарниры работают не циклически, на прямых участках цепи изгибания не происходит), но тут это в принципе не нужно - шарниры очень маленькие и легко проворачиваются.
И осевые нагрузки на шарниры тут переменные, что делает данную систему бесполезной.
К тому-же встают две следующие проблемы:

1) Усиливается износ трущихся частей (в случае цепи - будет работать как шлифмашинка с абразивной пастой).
Ультразвуковые системы в принципе рассчитаны не на постоянную работу (а тем более на наличие абразива и/или отсутствие смазки).

2) Вибрацию нужно передавать на все шарниры цепи, что, имхо, технически реализовать в невозможно, не делая из велосипеда вибростенд или не ставя батарею миниатюрных УЗ генераторов прямо вдоль цепи.
____________________________
Вытрясти грязь из цепи ультразвуком можно - ультразвуковая ванна в помощь, но даже недорогая машинка для чистки цепи работает получше.
Лень смазывать - берем мотосмазку с растворителем, такую как Motul C3 OffRoad - смазка живет нереально долго, не вымывается (я ей даже мелкие промы смазываю).
В принципе - можно обойтись и без мойки цепи (если, конечно, не залезть в говны по втулки) - просто пробрызгиваем цепь большим количеством смазки и вытираем.
Из минусов - цепь остается липкой и пачкается.

Я так поступаю зимой - соленой воды на московских зиних дорогах больше, чем грязи и цепь выгоднее "законсервировать", чем добиваться, чтобы ничего не прилипало.

vadim-
11.09.2015, 08:28
Можно ли в цепи заменить смазку (и удаление грязи, заодно), применив для снижения коэффициента трения в оной ультразвуковую эмиссию (УЗЭ)?
вибрационная коррозия. (http://www.okorrozii.com/freting-korrozia.html)

John Wheeler
11.09.2015, 12:56
Есть такое слово - практичность.
Если ультразвук реально сможет снизить трение (и износ), то почему бы не собрать на коленке небольшой приборчик, который влезет, скажем, в трубку Hollowtech II, и локально станет давать вибронаводку от неё на звёзды системы? Нам и нужно-то, фиксировать колебания на десяток пинов, зацепленных на переднюю, и на десяток -на задней звёздочках.
Если будет практическая польза, можно поставить производство на поток.:)

Vortexian и vadim-, вы совершенно правы: вибрация (высокоамплитудная, низкочастотная и при этом спонтанная) увеличивает износ.
Но вот картинки: экспериментальная втулка (подшипник трения) задемпферована звукопоглащающим материалом, который гасит её скрежет (слева), и втулка (справа), которой дали скрепеть, в том числе в УЗ-диапазоне.
335462335463
Обратите внимание на то, что "поющая" деталь резко стабилизировала коэффициент трения. (источник (http://journals.ioffe.ru/pjtf/2005/19/p6-13.pdf)) Износ идёт, но стабильный, и не кусками, и лишь мелким зацеплением за неровности в паре трения (по-моему).
Про износ как процесс допишу вечером (долго рассказывать); всё верно, вибрация его провоцирует. Добавлю пока, что жидкая смазка для наших цепей, как божия роса (ибо на износ никак не влияет).
Густой сабж (вроде парафина (http://forum.velomania.ru/showthread.php?t=265591&p=5123773&viewfull=1#post5123773) от Евгений Ник) -айс, но был бы хорош именно с ультразвуком (то есть, убрал бы главный недостаток: не дал бы "дубеть" цепи).

mox_
11.09.2015, 15:58
Вытрясти грязь из цепи ультразвуком можно - ультразвуковая ванна в помощь, но даже недорогая машинка для чистки цепи работает получше.
Просто ты не видел сколько песка оседает на дне растворителя после мойки УЗ уже мытой цепи.

Maxim_Sed
11.09.2015, 16:10
mox_, вот тут человек утверждает обратное http://tourist.kharkov.ua/phpbb/viewtopic.php?f=19&t=1945&start=945#p1566709

mox_
11.09.2015, 16:34
mox_, вот тут человек утверждает обратное http://tourist.kharkov.ua/phpbb/viewtopic.php?f=19&t=1945&start=945#p1566709
Даже смотреть не буду: только что цепи мыл и со дна песочек собирал.

Maxim_Sed
11.09.2015, 16:36
mox_, УЗ мойка у вас какая?

mox_
11.09.2015, 16:40
Китайская что то, модель сейчас и не найду. На ней CE-5200A написано.

John Wheeler
11.09.2015, 17:10
Виды изнашивания
Механическое изнашивание пластическим деформированием.

Оно состоит в сглаживании и разрушении микронеровностей за счет их смятия и среза. Эти процессы происходят при взаимодействии выступов. В наибольшей степени оно характерно при граничном трении и на этапе приработки.

Усталостное изнашивание.

Проявляется в виде выкрашивания или отслаивания частиц материала с образованием ямок на поверхности. Оно возникает как следствие изменений поверхностных слоев материала за счет его многократного деформирования. Возникающие усталостные трещины ориентированы наклонно к поверхности. Смазочный материал под давлением попадает в трещины и распирает их. Материал отслаивается, возникают ямки. Площадь фактического контакта уменьшается – напряжения растут – разрушение ускоряется. Выкрашивание чаще всего встречается в зубчатых передачах.

Как всякий усталостный процесс, изнашивание в результате трения проявляется после некоторого времени наработки, которое зависит от величины контактных давлений.

Абразивное.

Проявляется в виде царапающего действия твердых частиц. Это продукты износа и природные абразивы (песок), попадающие в плохо защищенные узлы трения извне. Продукты износа сами по себе являются абразивными частицами, поскольку из-за наклепа они становятся тверже основного металла. Внедряясь в менее твердую поверхность, эти частицы, действуют на другую поверхность как микрорезцы.

Изнашивание при заедании.

Контактное взаимодействие выступов приводит к сильной пластической деформации и локальному разогреву (температурная вспышка). В этих условиях защитная пленка разрушается и материалы трущихся поверхностей свариваются в области контакта микровыступов. За счет относительного движения поверхностей образовавшиеся «мостики» разрываются. В результате происходит задирание (вырывание приварившихся частиц) и перенос частиц материала с одной поверхности на другую.
Этот текст с описанием роли жидкой смазки взят мною с украинской статьи "Антифрикционные материалы (http://normis.com.ua/2009-12-25-15-41-24)". Там же, про виды смазки (граничная смазка, это как раз то, что имеют все пользователи жидких/спрей-либрикаторов):
Граничная смазка - Толщина смазывающего слоя меньше микронеровностей.

Трущиеся поверхности разделены тончайшими пленками (не больше 1 мкм), которые образуются в результате адсорбции. Граничная смазка имеет место в двух случаях: а) при скудном смазывании, б) при обильном смазывании, но при больших нагрузках и небольших скоростях скольжения.

В режиме граничной смазки коэффициент трения практически равен f0 и не зависит от скорости. f0 - это коэффициент трения покоя, его величина зависит от состояния поверхностей сопряженных поверхностей и различна для разных сочетаний материалов пары трения. Износ в этом режиме - наибольший, опасность заедания – максимальна. Одна из задач приработки трущихся поверхностей - уменьшение величины коэффициента граничного трения.

Жидкостная смазка - Трущиеся поверхности полностью разделены смазочным слоем.

Этот режим реализуется при одновременном выполнении следующих условий: а) скорость скольжения должна быть выше критической (vкр), б) должен иметься клиновый зазор между поверхностями, в) направление скорости должно быть перпендикулярно контактной линии.

Возникающее при этих условиях гидродинамическое давление создает подъемную силу, которая и разделяет движущиеся поверхности. Изнашивание при этом минимально. Коэффициент трения уже не зависит от материала сопряженных поверхностей, а определяется трением смазочного материала о твердые поверхности и возрастает с ростом скорости. Одним из результатов приработки является снижение величины vкр, т.е. обеспечение более раннего перехода в жидкостный режим.

Полужидкостная смазка - Толщина смазывающего слоя недостаточна для полного разделения поверхностей.

Это смешанный режим, когда часть поверхности испытывает граничную, а другая часть - жидкостную смазку. То есть непосредственное взаимодействие поверхностей частично сохраняется. При этом в локальных клиновых зазорах, образованных микронеровностями, возникает гидродинамический эффект. С ростом скорости вклад гидродинамического давления увеличивается, толщина смазывающего слоя растет. В режиме полужидкостной смазки коэффициент трения уменьшается с ростом скорости.

Все виды смазки могут реализовываться только в подшипниках скольжения. В других узлах трения может быть только граничная и (или) полужидкостная смазка.

В соответствии с режимами смазки различают граничное, полужидкостное и жидкостное трение.

---------- Добавлено в 16:10 ---------- Предыдущее сообщение было в 16:07 ----------

ps. получается, что совет мазать солидолом вместо тефлонки, не лишён логики

tufoed
11.09.2015, 18:48
получается, что совет мазать солидолом вместо тефлонки, не лишён логики
Вопрос только как запихать солидол на поверхности трения, которые в случае цепи скрыты одним-двумя слоями. На рабочей поверхности цепи (та, которая доступна непосредственной смазке) трение отсутствует полностью или почти полностью, благодаря конструкции цепи.

P.S. Лучше использовать не солидол, а более другие густые смазки (скажем, литол24), т.к. солидол содержит воду, из-за чего хорошо ей растворяется.

mox_
11.09.2015, 18:53
Вопрос только как запихать солидол на поверхности трения, которые в случае цепи скрыты одним-двумя слоями. На рабочей поверхности цепи (та, которая доступна непосредственной смазке) трение отсутствует полностью или почти полностью, благодаря конструкции цепи.

P.S. Лучше использовать не солидол, а более другие густые смазки (скажем, литол24), т.к. солидол содержит воду, из-за чего хорошо ей растворяется.Варить?

tufoed
11.09.2015, 19:01
mox_, ну, есть еще вариант разобрать цепь на 910 (или сколько там у вас получится) деталюшек и смазывать поименно.

John Wheeler
11.09.2015, 20:05
В том-то и дело, что ультразвук увеличивает пластичность густых смазок. А также даёт слабый нагрев в паре трения. Жидкие антифрикционные смазки тоже хороши для цепи, в масляной ванне или с форсуночным непрерывным распылением. :)

tufoed
11.09.2015, 20:31
В том-то и дело, что ультразвук увеличивает пластичность густых смазок. А также даёт слабый нагрев в паре трения.
Интересно, насколько увеличивается пластичность.

John Wheeler, я правильно понимаю, ты предлагаешь делать смазку солидолом в УЗ-ванне? Потому как в процессе эксплуатации лучше бы смазке быть как можно более вязкой - тогда она дольше задержится в узле.

Евгений Ник
11.09.2015, 20:45
Густой сабж (вроде парафина от Евгений Ник) -айс, но был бы хорош именно с ультразвуком (то есть, убрал бы главный недостаток: не дал бы "дубеть" цепи).Замерил усилие проворачивания системы на педали - с только что запарафиненой цепью больше на 20гр (130гр. вместо 110 на тефлонке шимано) .. Это много? Шнурки столько весят).
http://http://freshimages.ru/image/small/cabfajbbcaecedaggbcagie.jpg (http://freshimages.ru/image/5344/)

John Wheeler
11.09.2015, 22:08
Евгений Ник, ну я на парафине не катал, только прислушиваюсь к вашим битвам за сабж. Но катал на консервирующей срамовской, заводской, когда лень было бензин искать. Выдержал только час..
Может, у тебя цепь разработанная, и имеет зазор между внутренними и внешними звёздами, а у меня была новая. Я давно говорил, что по мере износа и увеличения зазоров надо переходить на всё более консистентные смазки.


я правильно понимаю, ты предлагаешь делать смазку солидолом в УЗ-ванне?
Нет, я предлагаю засунуть циллиндрический УЗ-преобразователь с ёмким аккумулятором в полый вал Hollowtech II и наводить стоячую резонансную волну на звёзды, а через них, на соленблоки цепи, находящиеся в зацеплении. Высокая добротность закалённых звёзд и системы вроде как гарантирует. (таблица 4 (http://femto.com.ua/articles/part_2/2919.html), поликристаллический алюминий; там же, чуть ниже: "Вклад теплопроводности составляет примерно половину от полного поглощения в металлах, в к-рых велики коэф. теплового расширения и теплопроводности(..)")

снежный мамонт
11.09.2015, 22:21
Жаль дело не дойдет до практических экспериментов.

От нечего делать, решил проверить влияние смазки, абразивов и сухости на трение. В патрон сверлильного станка зажал палец - обломанное сверло задом наперед и с высоким давлением тер железную пластинку. Самая первая протерлась при сухом трении,со смазкой и абразивом (пыль с наждака пособирал) значительно дольше продержались

John Wheeler
11.09.2015, 23:58
Теперь про то, как протекает износ; попробую на пальцах. В отсутствие коррозии, он делится на два этапа (применительно к подшипникам и деталям цепи в велосипеде): усталостный (механический) и абразивный износ.
Сначала идёт наклёп верхнего, пограничного слоя, на трущейся паре. Растущая твёрдость от наклёпа делает металл хрупким; глубина 5нм, где-то; вибрация накладывается на статическое напряжение и ускоряет процесс наклёпа. Развиваются усталостные трещины, и это второй этап: частицы наклёпа выбиваются неровностями в зоне трения и будучи твёрже основного металла, прорезают в нём борозды; это идёт абразивный износ.
Процесс циклично повторяется, по 5нм в цикл непрерывно, пока не появится зазор от выработки.
Песок(!), попадая в цепь, не оставляет задиров на металле; его частицы -округлой формы. Но он учавствует в наклёпе, концентрируя напряжения в зоне контакта с металлом (как и в пескоструйной очистке, кстати). А металл..точит сам себя, после стадии наклёпа.
Жидкая смазка не даёт плотной плёнки в случае цепи, и не защищает цепь от такого износа (про тефлонку вообще молчу). Зато провоцирует скалывание чашуек наклёпанного металла и разворачивает силой поверхностного натяжения эти бритвы под самым лучшим углом для съёма других продуктов эрозии на основном металле. И этой же силой смачивания удерживает продукты распада в зоне трения.
Плотную плёнку дают лишь густые смазки. Но они оказывают сопротивление движению пластин цепи. Я предлагаю снижать сопротивление ультразвуковой эмиссией. Заодно, циклы "наклёп-эрозия" стали бы хоть и стабильными, но меньшей глубины поражения основного металла за цикл. Контролируемый износ, хотя и со смазкой, к сожалению.

---------- Добавлено в 22:58 ---------- Предыдущее сообщение было в 22:51 ----------

ps. роль роликов цепи, кстати, в том, что они 1.)в случае, когда их твёрдость ниже, чем в выступах внутренних пластин, собирают на свой металл избыток абразивов и продуктов износа 2.) когда твёрдость схожая с выступами, завальцовывают возникающие усталостные трещины в выступах, снижая их износ (пластический перенос металла, вместо наклёпа).
Но как только ролики получают выработку (зазор), цепь без обвальцовки изнашивается более интенсивно.

tufoed
14.09.2015, 13:19
Нет, я предлагаю засунуть циллиндрический УЗ-преобразователь с ёмким аккумулятором в полый вал Hollowtech II и наводить стоячую резонансную волну на звёзды, а через них, на соленблоки цепи, находящиеся в зацеплении.
А зачем? Густая смазка не дает такого сопротивления движению, чтобы выгорело из этого хоть что-то. При околонулевой нагрузке разница с жидкой смазкой действительно большая, но чем больше нагрузка, тем разница меньше (в относительных величинах, конечно). Речь даже не идет о процентах, у меня при замерах КПД цепной передачи что на густой, что на жидкой смазке оказался одинаковый с точностью до погрешности измерений (правда не могу сказать какой именно коэффициент, т.к. из такого опыта его фиг высчитаешь нормально). КПД на несмазанной цепи, к слову, получается 85% от этого базового.

John Wheeler
14.09.2015, 14:18
Потому-то я временно прекратил писать в топик. Хотя, кто-то здесь писал, что от гидролиза в густую смазку, та твердеет. Если это верно, продолжу копать в направлении увеличения пластичности в момент зацепления звенящими в УЗ звёздами.
ps. сам генератор собрать несложно -соединить готовый разрядник с излучателем из радиомагазина. Немного переделать схему генератора на работу в импульсном режиме герц по 100, в пакетах по 50 кГц, или какая эффективная частота будет у излучателя (ни одна собачка в радиусе километра равнодушной не останется :skull:)