Применимость к трибологическим измерениям

Трибология - это отрасль, которая изучает процессы фрикции, изношенности и смазки, вызываемые взаимодействием поверхностей между двумя контактирующими материалами, и является одним из обязательных разделов при фундаментальных исследованиях, связанных с разработкой высоко надежного оборудования. Из всего вышесказанного следует, что трибология имеет чрезвычайно важное значение для проведения точной оценки генерации тепла при фрикции взаимодействующей поверхности и ее результирующего термального состояния, поскольку такие феномены, как фрикция или смазка, имеют самое непосредственное отношение к теплу, выделяющемуся при трении. Однако, поскольку контактирующие поверхности обычно являются отгороженными другими объектами, то не существует прямых методов для измерения распределения температур взаимодействующих поверхностей.

Профессор Кейдзи Огура (Keiji Ogura) и ассистент профессора Такахиде Сакагами (Takahide Sakagami) из Университа в Осаке провели эксперимент по прямой визуализации термального статуса контактирующих поверхностей, предложив новый метод с использованием IR-пропускающего материала и термовидения.

Цель данного эксперимента состояла в проведении измерений взаимодействующей поверхности между IR- пропускающим материалом и штифтом, которые контактируют друг с другом при скольжении, через IR-пропускающий материал, как это показано на рис. 1.

Вращающийся Диск изготовлен из IR-пропускающего материала, каким являются Промышленные Сапфиры или Alumina Ceramics. Поскольку IR-пропускающий материал сам по себе почти не излучает никакого инфракрасного спектра, но хорошо пропускает IR-энергию, образующуюся объектами позади него, то NVS (термовидение) может измерить распределение температур тепла, генерируемого при трении между диском и штифтом (Фотографии 1-3). В результате проведенного измерения стабильного распределения температур, образованного за счет фрикционного тепла взаимодействующей поверхности в состоянии контактного скольжения стало ясным, что при использовании полученных изображений температурного распределения можно точно оценить контактный статус и его температурное распределение.

Рис. 1: Схематическое изображение тест-оборудования 1 - Инфракрасная Термография 2 - IR-пропускающий диск 3 - Вращающийся круг 4 - Мотор 5 - Штифт 6 - Вес 7 - Увеличительная Линза

Фотографии 1-3: Изменение распределения температур фрикционно контактирующих IR-пропускающего диска и штифта. Каждая из стрелок указывает на направление вращения диска. (Получено при использовании TVS-2100 с приближающей линзой 85 мкм)

* Информация предоставлена проф. Кейдзи Огура и ассистентом профессора Такахиде Сакагами из Университета в Осаке.