Unlubricated frictional behaviorFir

Unlubricated frictional behavior
Firstly, the most important conclusions of friction tests conducted
on rubber sliding on dry, apparently smooth harder surfaces
are reviewed. According to the aim of this study, most of
them refer to nitrile rubber.
From the friction test results analyzed in [1] it can be concluded
that when the rubber block slides on dry and smooth glass surface
with a velocity lower than 1 mm/s (negligible frictional heat
generation) the kinetic friction coefficient is dominated by adhesion
and usually load dependent i.e. decreases with increasing
applied normal pressure (nominal contact pressure). At the same
time, rubber frictional resistance to sliding on dry, smooth track
Fig. 1. Test configuration used in [6]. can be reduced by using rougher rubber specimens (smaller real
T.J. Goda / Tribology International 93 (2016) 142–150 143
contact area at low loads). Friction reducing effect of rubber
roughening, however, completely disappears at high loads
(entirely flattened rubber asperities).
In one part of the dynamic friction tests of Grosch (see [2]), flat
NBR specimens (containing various amount of carbon black) of
25.4 25.4 6.3 mm3 (length width thickness) were pressed
against dry, polished stainless steel track moving with constant
velocity under controlled ambient temperature (varied between
50 and 100 °C). The velocity ranged from 105 to 30 mm/s while
the highest normal pressure was 0.054 MPa. Grosch came to the
conclusion that the dry friction of NBR specimens on a smooth
surface is due to interfacial adhesion. He pointed out that under
constant load and temperature the coefficient of friction first
increases then decreases with increasing sliding velocity. Additionally
he was able to identify experimentally the sliding velocity
at which coefficient of friction reached its maximum value
(adhesion hump). The highest coefficient of friction at T¼20 °C
was about 2.4 which appeared at a sliding velocity of E10 mm/s
in case of NBR containing no carbon black. Increasing carbon black
content resulted in reducing coefficient of friction (at 50 phr carbon
black the peak value was half as high as at zero carbon black
content) and a slight shift of adhesion peak towards lower velocities
(from 1 to 0.1 mm/s) in case of smooth glass countersurface.
This tendency was explained by the fact that the addition of carbon
black to NBR shifts slightly the peak value of the loss modulus
towards lower frequencies and flattens the loss curves (loss
modulus and loss factor). At the same time, on increasing carbon
black content the hysteretic friction appeared to decrease more
rapidly than the adhesion component. When replacing polished
steel surface with a rough silicon carbide paper (particle
sizeE0.1 mm, average spacing between abrasive particles
E0.14 mm) a hysteresis peak (hysteresis hump) appeared beside
the adhesion peak (adhesion hump) in the coefficient of friction vs.
sliding velocity (master) curve. However the dusting of rough
surface with magnesium oxide powder eliminated the adhesion
peak and reduced the hysteresis peak. The adhesion-reducing
powder resulted in adhesion component being almost independent
of velocity and temperature. The frequency at which the
maxima of loss modulus (E”) of NBR occurred was 2U106 Hz at
temperature of 30 °C. It is worth to mention that both the magnitude
and the location of adhesion peak in coefficient of friction
vs. sliding velocity curve were about the same for NBR/polished
steel and NBR/wavy glass sliding pair. The waviness on the glass
was needed to enhance the reproducibility of measurement
results. The coefficient of friction of NBR (with 0, 20 and 50 phr
carbon black content) measured on dry wavy glass surface at
T¼20 °C and sliding velocity of 10 mm/s was 2.3, 1.9 and 1,
respectively. Increasing the temperature from 20 to 80 °C
decreased the adhesion coefficient of friction from 2.3 to 1.5 for
unfilled NBR sliding on wavy glass surface at a sliding velocity of
10 mm/s. When NBR specimens rubbed against polished steel
counter surface no hysteresis peak appeared in Grosch’s coefficient
of friction vs. sliding velocity master curve. It is due to the fact that
the wavelength of the roughness component which would be able
to excite the rubber surface with frequency of 2  10^6 Hz (frequency
belonging to the maxima of loss modulus) is unrealistically
low i.e. is in the nanometer range. At the same time the longer
wavelength roughness components are unable to generate considerable
hysteresis due to the lower loss modulus.
Friction behavior of NBR (with 76.1 Shore A hardness and
unknown carbon black content) paired with steel surfaces of different
surface roughness was studied at T¼22 °C and under unidirectional
dry sliding conditions by Mofidi and Prakash [13].
Experiments were conducted using a block-on-ring configuration
where a rubber block of 16 4 2 mm3 (length width thickness)
was pressed against the external cylindrical boundary of a
rotating stee

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

พฤติกรรมเสียดทาน Unlubricated
ประการแรกข้อสรุปที่สำคัญที่สุดของการทดสอบแรงเสียดทานการดำเนินการ
เกี่ยวกับการเลื่อนบนยางแห้งเห็นได้ชัดว่าพื้นผิวเรียบยากที่
จะมีการทบทวน ตามที่จุดมุ่งหมายของการศึกษาครั้งนี้ส่วนใหญ่ของ
พวกเขาหมายถึงยางไนไตรล์.
จากผลการทดสอบแรงเสียดทานการวิเคราะห์ใน [1] จึงสามารถสรุปได้
ว่าเมื่อสไลด์ยางแท่งบนพื้นผิวแก้วแห้งและเรียบเนียน
ด้วยความเร็วที่ต่ำกว่า 1 มม / s (เล็กน้อยความร้อนแรงเสียดทาน
รุ่น) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์ที่ถูกครอบงำด้วยการยึดเกาะ
และมักจะขึ้นอยู่กับโหลด IE ลดลงด้วยการเพิ่ม
ความดันปกติใช้ (ความดันติดต่อที่ระบุ) ในเวลาเดียวกัน
เวลายางแรงเสียดทานที่จะเลื่อนบนแห้งติดตามเรียบ
รูป 1. การกำหนดค่าการทดสอบใช้ใน [6] สามารถลดลงได้โดยใช้ตัวอย่างยางหยาบ (ขนาดเล็กจริง
T.J. Goda / Tribology นานาชาติ 93 (2016) 142-150 143
พื้นที่ติดต่อที่แรงต่ำ) แรงเสียดทานลดผลกระทบของยาง
หยาบ แต่อย่างสมบูรณ์หายไปที่โหลดสูง
(ทั้งหมด asperities ยางแบน).
ในส่วนหนึ่งของการทดสอบแรงเสียดทานแบบไดนามิกของ Grosch (ดู [2]) แบน
ตัวอย่าง NBR (ที่มีจำนวนเงินที่แตกต่างกันของคาร์บอนสีดำ) ของ
25.4 25.4 6.3 mm3 (ความยาวความหนาความกว้าง) ถูกกด
กับแห้งติดตามสแตนเลสขัดกับการเคลื่อนย้ายอย่างต่อเนื่อง
ความเร็วภายใต้การควบคุมอุณหภูมิ (แตกต่างกันระหว่าง
50 และ 100 ° C) ความเร็วตั้งแต่ 105-30 มิลลิเมตร / วินาทีในขณะที่
ความดันปกติสูงสุดคือ 0.054 MPa Grosch มาถึง
ข้อสรุปว่าแรงเสียดทานแห้งของ NBR ตัวอย่างบนเรียบ
พื้นผิวที่เกิดจากการยึดติด เขาชี้ให้เห็นว่าภายใต้
ภาระอย่างต่อเนื่องและอุณหภูมิค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานครั้งแรก
เพิ่มขึ้นแล้วลดลงด้วยการเพิ่มความเร็วในการเลื่อน นอกจากนี้
เขาก็สามารถที่จะระบุทดลองความเร็วเลื่อน
ที่มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานถึงค่าสูงสุด
(การยึดเกาะโคก) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสูงสุดที่T¼20° C
เป็นประมาณ 2.4 ซึ่งปรากฏที่ความเร็วของการเลื่อน E10 mm / s
ในกรณีของ NBR ที่มีไม่มีคาร์บอนสีดำ การเพิ่มคาร์บอนสีดำ
เนื้อหาส่งผลในการลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (ที่ 50 PHR คาร์บอน
สีดำค่าสูงสุดเป็นครึ่งหนึ่งให้สูงที่สุดเท่าที่ศูนย์คาร์บอนสีดำ
เนื้อหา) และการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของยอดการยึดเกาะที่มีต่อความเร็วต่ำ
(1-0.1 มิลลิเมตร / วินาที) ใน กรณีของ countersurface แก้วเรียบ.
แนวโน้มนี้ได้รับการอธิบายความจริงที่ว่านอกเหนือจากคาร์บอน
สีดำเพื่อ NBR กะเล็กน้อยค่าสูงสุดของโมดูลัสการสูญเสีย
ต่อความถี่ต่ำและ flattens โค้งการสูญเสีย (ขาดทุน
โมดูลัสและปัจจัยการสูญเสีย) ในเวลาเดียวกันกับการเพิ่มคาร์บอน
เนื้อหาดำแรงเสียดทาน hysteretic ดูเหมือนจะลดลงมากขึ้น
อย่างรวดเร็วกว่าองค์ประกอบการยึดเกาะ เมื่อเปลี่ยนขัด
พื้นผิวเหล็กด้วยกระดาษหยาบซิลิกอนคาร์ไบด์ (อนุภาค
sizeE0.1 มิลลิเมตรระยะห่างเฉลี่ยระหว่างอนุภาคขัด
E0.14 มิลลิเมตร) ยอดฮี (hysteresis โคก) ปรากฏข้าง
การยึดเกาะสูงสุด (การยึดเกาะโคก) ในสัมประสิทธิ์ความเสียดทานครับ .
ความเร็วเลื่อน (Master) เส้นโค้ง แต่ปัดฝุ่นของหยาบ
ผิวด้วยผงแมกนีเซียมออกไซด์กำจัดการยึดเกาะ
สูงสุดและลดสูงสุด hysteresis การยึดเกาะลด
ผงผลในองค์ประกอบการยึดเกาะเกือบอิสระ
ของความเร็วและอุณหภูมิ ความถี่ที่ที่
สูงสุดของโมดูลัสการสูญเสีย (E ") ของ NBR ที่เกิดขึ้นเป็น 2U106 เฮิร์ตซ์ที่
อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส มันคุ้มค่าที่จะพูดถึงว่าทั้งขนาด
และที่ตั้งของยอดการยึดเกาะในค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน
กับ เลื่อนโค้งความเร็วประมาณเดียวกันสำหรับ NBR / ขัด
เหล็กและ NBR / แก้วหยักเลื่อนคู่ ด้วยอุปกรณ์ชุดบนกระจก
เป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อเพิ่มการทำสำเนาของการวัด
ผลลัพธ์ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ NBR (0, 20 และ 50 PHR
คาร์บอนเนื้อหาสีดำ) วัดบนพื้นผิวแก้วหยักแห้ง
T¼20° C และความเร็วเลื่อน 10 มิลลิเมตร / วินาทีเป็น 2.3, 1.9 และ 1,
ตามลำดับ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจาก 20 ถึง 80 องศาเซลเซียส
ลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานการยึดเกาะของ 2.3-1.5 สำหรับ
ที่ไม่สำเร็จ NBR เลื่อนบนพื้นผิวของกระจกหยักที่ความเร็วเลื่อน
10 มิลลิเมตร / วินาที เมื่อตัวอย่าง NBR ลูบกับเหล็กขัด
พื้นผิวเคาน์เตอร์ไม่มียอด hysteresis ปรากฏอยู่ในค่าสัมประสิทธิ์ของ Grosch
ของแรงเสียดทานกับความเร็วเลื่อนโค้งต้นแบบ มันเกิดจากความจริงที่ว่า
ความยาวคลื่นขององค์ประกอบความขรุขระซึ่งจะสามารถ
ที่จะกระตุ้นพื้นผิวยางมีความถี่ 2? 10 ^ 6 เฮิร์ตซ์ (ความถี่
ที่อยู่ในแม็กซิม่าโมดูลัสของการสูญเสีย) เป็นบวก
เช่นต่ำอยู่ในช่วงนาโนเมตร ในเวลาเดียวกันอีกต่อไป
ความยาวคลื่นส่วนประกอบความหยาบกร้านไม่สามารถสร้างมาก
hysteresis เนื่องจากการสูญเสียโมดูลัส. ต่ำ
พฤติกรรมแรงเสียดทานของ NBR (กับ 76.1 Shore A ความแข็งและความ
ไม่รู้จักคาร์บอนเนื้อหาสีดำ) จับคู่กับพื้นผิวเหล็กที่แตกต่างกัน
พื้นผิวที่ขรุขระได้รับการศึกษาที่T¼22 องศาเซลเซียสและภายใต้ทิศทางเดียว
แห้งเงื่อนไขโดย Mofidi และ Prakash [13]. เลื่อน
ทดลองดำเนินการโดยใช้การกำหนดค่าบล็อกเกี่ยวกับแหวน
ที่บล็อกยาง 16 4 2 mm3 (ความยาวความหนาความกว้าง)
ถูกกดกับเขตแดนกระบอกภายนอกของ
หมุน stee

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

พฤติกรรมแรงเสียดทาน unlubricatedประการแรกที่สำคัญที่สุดของการทดสอบแรงเสียดทานและข้อสรุปยางเลื่อนบนพื้นผิวเรียบแห้ง ดูเหมือนยากจะทบทวน ตามจุดมุ่งหมายของการศึกษามากที่สุดพวกเขาอ้างถึงยางไนไตรล์ .จากผลการทดสอบแรงเสียดทานวิเคราะห์ [ 1 ] ได้เมื่อสไลด์ในบล็อกยางแห้งและเรียบผิวแก้วที่มีความเร็วต่ำกว่า 1 มิลลิเมตร / วินาที ( ความร้อนแรงเสียดทานน้อยรุ่น ) สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์เป็น dominated โดยการยึดเกาะและมักจะลดลงเมื่อเพิ่มตัวแปรคือโหลดความดันปกติใช้ ( ชื่อติดต่อความดัน ) ขณะ เดียวกันเวลายางแรงเสียดทานความต้านทานจะเลื่อนบนบริการติดตามราบรื่นรูปที่ 1 ทดสอบการตั้งค่าที่ใช้ใน [ 6 ] สามารถลดโดยการใช้ตัวอย่างยางขรุขระ ( เล็กจริงๆทีเจ โกดะ / ไทรโบโลยีนานาชาติ 93 ( 2016 ) 142 และ 143 บาทติดต่อพื้นที่ที่โหลดต่ำ ) การลดผลกระทบของยางroughening แต่อย่างสมบูรณ์หายไปที่โหลดสูง( ทั้งหมดยางแบน asperities )ในส่วนของการทดสอบแรงเสียดทานแบบไดนามิกของ grosch ( ดู [ 2 ] ) , แบนNBR ( ที่มีปริมาณต่างๆของชิ้นงานคาร์บอนดำ ) ของ25.4 มม. ( ความหนา ความกว้าง ความยาว ( 25.4 ) ถูกกดกับแห้งสแตนเลสขัดติดตามเคลื่อนคงที่ความเร็วควบคุมอุณหภูมิ ( ที่แตกต่างกันระหว่าง50 และ 100 ° C ) ความเร็วอยู่ระหว่าง 105 ถึง 30 มม. / วินาที ในขณะที่ความดันปกติสูงสุดเท่ากับ 0.054 MPa grosch มาสรุปได้ว่า ความแห้งของยางตัวอย่างบนเรียบพื้นผิวเนื่องจากระหว่างการยึดเกาะ เขาชี้ให้เห็นว่าภายใต้โหลดคงที่และอุณหภูมิสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน แรกเพิ่มลดการเลื่อนความเร็ว นอกจากนี้เขาสามารถระบุโดยการเลื่อนความเร็วซึ่งมีค่าสัมประสิทธิ์ของความเสียดทานสูงสุดถึงคุณค่าของมัน( การยึดติดก้น ) สัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานสูงสุดที่¼ 20 ° C Tประมาณ 2.4 ซึ่งปรากฏที่เลื่อน mm / s ความเร็ว PCC7942ในกรณีของ NBR ที่ไม่มีคาร์บอนสีดำ คาร์บอนสีดำเนื้อหาเป็นผลในการลดสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ( 50 , คาร์บอนดำสูงสุดมีค่าเท่ากับครึ่งสูงเท่ากับที่ศูนย์คาร์บอนสีดำเนื้อหา ) และการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของยอดการยึดติดต่อความเร็วต่ำ( ตั้งแต่ 1 ถึง 0.1 mm / s ) ในกรณีของ countersurface แก้วเรียบแนวโน้มนี้ถูกอธิบายโดยความจริงที่ว่านอกเหนือจาก คาร์บอนดำยางกะเล็กน้อยยอดค่าของการสูญเสียัสต่อความถี่ต่ำมีความแบนและโค้ง ( การสูญเสียการสูญเสียโมดูลัสและปัจจัยการสูญเสีย ) ใน เวลาเดียวกัน เพิ่ม คาร์บอนเนื้อหาสีดำ hysteretic ปรากฏเพื่อลดแรงเสียดทานมากขึ้นรวดเร็วกว่าการยึดติดเป็นส่วนประกอบ เมื่อแทน ขัดพื้นผิวเหล็กคาร์ไบด์ซิลิกอนด้วยกระดาษ ( อนุภาคหยาบsizee0.1 มม. ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างอนุภาคเล็กe0.14 มม. ) แบบสูงสุด ( Hysteresis hump ) ปรากฏอยู่ข้าง ๆการยึดเกาะสูงสุด ( ติดก้น ) สัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน ปะทะเลื่อนเร็ว ( Master ) โค้ง อย่างไรก็ตาม ผงหยาบพื้นผิวที่มีแมกนีเซียมออกไซด์ผงกำจัดรอยขีดข่วนสูงสุดและลดแบบสูงสุด การลดผงมีผลทำให้การจำหน่ายเกือบจะอิสระของความเร็วและอุณหภูมิ ความถี่ซึ่งMaxima ของ loss modulus ( E " ) ของ NBR เกิดขึ้น 2u106 Hz ที่ที่อุณหภูมิ 30 องศา มันก็คุ้มค่าที่จะพูดถึงว่าทั้งขนาดและที่ตั้งของการยึดเกาะสูงสุดค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานกับบานเลื่อนโค้งความเร็วประมาณเดียวกันสำหรับ NBR / ขัดเงาเหล็กและ NBR / แบบกระจกบานเลื่อนคู่ ที่เป็นคลื่นบนแก้วต้องการเพิ่มประสิทธิภาพของการวัดตรวจสอบผลลัพธ์ สัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานของ NBR ( 0 , 20 และ 50 phrปริมาณคาร์บอนดำ ) วัดบนพื้นผิวที่แห้ง คลื่นแก้วT ¼ 20 ° C และเลื่อนความเร็ว 10 mm / s คือ 2.3 1.9 และ 1ตามลำดับ การเพิ่มอุณหภูมิจาก 20 ถึง 80 องศา Cการยึดเกาะลดลง ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจาก 2.3 1.5 สำหรับลีบ NBR เลื่อนบนพื้นผิวแก้วหยักที่บานเลื่อนความเร็วของ10 มม. / วินาที เมื่อเทียบกับเหล็กขัดลูบยางตัวอย่างพื้นผิวเคาน์เตอร์ไม่มีแบบสูงสุดปรากฏใน grosch ของสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานกับบานเลื่อนโค้งต้นแบบความเร็ว มันเป็นเพราะความจริงที่ว่าความยาวคลื่นของผิวส่วนประกอบที่จะสามารถกระตุ้นผิวยางที่มีความถี่ 2 10 ^ 6 Hz ( ความถี่ของ Maxima ของ Loss modulus unrealistically )ต่ำ คือ อยู่ในระดับนาโนเมตร . ในเวลาเดียวกัน อีกต่อไปส่วนประกอบของคลื่นไม่สามารถสร้างจํานวนมากเนื่องจากการลดการสูญเสีย Hysteresis โมดูลัสพฤติกรรมแรงเสียดทานของ NBR ( 76.1 ค่าความแข็งและปริมาณคาร์บอนสีดำไม่ทราบ ) คู่กับผิวเหล็กของต่าง ๆความหยาบของพื้นผิวเพื่อที่ไม่¼ 22 องศา C และในทางเดียวบริการเลื่อนประกาศและเงื่อนไขโดย mofidi [ 13 ]การทดลองการใช้บล็อกในการตั้งค่าแหวนที่เป็นยางแท่งของ 16 2 มม. ( ความหนา ความกว้าง ความยาว )ถูกกดกับขอบภายนอกของรูปทรงกระบอกหมุน ี