مقياس الاحتكاك عالي السرعة للسطح النهائي
مقياس الاحتكاك عالي السرعة للسطح النهائي - ToronTribo™ HS
يقيس جهاز قياس الاحتكاك عالي السرعة أداء الاحتكاك الانزلاقي والتآكل عند سرعات دوران عالية، وهو يخدم مصنعي موانع التسرب ومختبرات المواد ومطوري المكونات الذين يعملون مع المعدات الدوارة عالية السرعة. يقوم جهاز ToronTribo™ HS بضغط سطحين نهائيين مسطحين معًا تحت قوة عمودية مضبوطة، ويدير أحدهما مقابل الآخر بسرعات تتجاوز بكثير سرعات أجهزة اختبار الأسطح النهائية التقليدية، مما يحاكي ظروف الانزلاق الصعبة الموجودة في موانع التسرب عالية السرعة ومكونات الآلات الدوارة.
يطبق جهاز الاختبار قوة عمودية تتراوح بين 20 و2000 نيوتن، مع عزم احتكاك أقصى يبلغ 20 نيوتن متر، ويدير المغزل بسرعة تتراوح بين 100 و5800 دورة في الدقيقة مع تنظيم سرعة متدرج للتحكم الدقيق في السرعة عبر النطاق بأكمله. تتم مراقبة درجة حرارة السطح حتى 300 درجة مئوية، بينما يتحكم خزان زيت متداول في درجة حرارة الاختبار من درجة حرارة الغرفة حتى 200 درجة مئوية، مما يتيح للمهندسين تقييم ظروف التلامس عالية السرعة ودرجة الحرارة المرتفعة مجتمعة. يدمج نظام التحكم بالحاسوب الصغير تقنية الحواسيب الصناعية، ونظام جمع البيانات المعياري، والاتصال الشبكي، مع برنامج النظام الذي يراقب الاختبار في الوقت الفعلي ويسجل جميع المعايير والمنحنيات ذات الصلة طوال فترة التشغيل.
يستخدم مصنّعو موانع التسرب، وباحثو المواد، ومطوّرو المكونات جهاز ToronTribo™ HS لتحديد خصائص أداء مواد الأسطح ومواد التشحيم عند سرعات انزلاق تتجاوز نطاق أجهزة اختبار الأسطح النهائية القياسية. إنّ الجمع بين السرعة العالية ودرجة حرارة الزيت المُتحكّم بها يجعله مناسبًا لتقييم المكونات المُخصصة للآلات الدوّارة عالية السرعة، حيث لا يكشف اختبار السرعة القياسية عن سلوك التآكل المُعتمد على السرعة.
مقياس الاحتكاك عالي السرعة للسطح النهائي - تطبيقات ToronTribo™ HS
يدعم جهاز ToronTribo™ HS تقييم الاحتكاك والتآكل للتلامسات الدوارة وجهاً لوجه التي تعمل بسرعات انزلاق عالية.
- اختبار مانع التسرب الميكانيكي عالي السرعة: يقيم أداء مادة سطح مانع التسرب تحت سرعات انزلاق تمثل سرعة دوران المعدات الدوارة عالية السرعة
- اختبار مواد مكونات الآلات التوربينية: يقيّم مقاومة التآكل للمواد المستخدمة في المضخات والضواغط والتوربينات التي تعمل بسرعات دوران عالية.
- اختبار سطح المحمل والدفع عالي السرعة: يحدد خصائص الاحتكاك والتآكل لمواد سطح محمل الدفع في ظل ظروف سرعة عالية
- أداء مواد التشحيم عند سرعات انزلاق عالية: يقيس أداء مواد التشحيم وأنظمة الزيت المتداولة عند سرعات دوران عالية ودرجة حرارة مضبوطة
- تطوير موانع التسرب للمغازل والأعمدة الدوارة: يدعم تطوير مواد منع التسرب للمغازل عالية السرعة وتطبيقات الأعمدة الدوارة
- أبحاث بيانات الاختبار الآلية: تدعم برامج البحث التي تتطلب جمع البيانات بشكل مستمر ومراقبة حاسوبية عبر سلسلة اختبارات طويلة أو متكررة عالية السرعة
- دراسات حساسية سرعة المواد: تبحث في كيفية تأثير سرعة الانزلاق على معامل الاحتكاك ومعدل التآكل بشكل مستقل عن تغيرات الحمل أو درجة الحرارة
مقياس الاحتكاك عالي السرعة للسطح النهائي - الميزات الرئيسية لجهاز ToronTribo™ HS
يجمع جهاز ToronTribo™ HS بين نطاق سرعة واسع ومتدرج مع تحكم متكامل في درجة الحرارة ومراقبة البيانات الآلية.
- سرعة قصوى عالية: تصل سرعة دوران المغزل إلى 5800 دورة في الدقيقة مع تنظيم سرعة متدرج للتحكم الدقيق في السرعة عبر النطاق الكامل
- مراقبة درجة حرارة السطح المرتفعة: تتبع درجة حرارة السطح حتى 300 درجة مئوية، مما يوفر رؤية مباشرة للظروف الحرارية المتولدة عند نقطة التلامس
- التحكم في درجة حرارة الزيت المتداول: يحافظ على درجة حرارة زيت الاختبار من درجة حرارة الغرفة حتى 200 درجة مئوية لظروف اختبار حرارية مضبوطة
- قدرة عالية على عزم الاحتكاك: يقيس عزم الاحتكاك حتى 20 نيوتن متر، وهو مناسب لظروف التلامس السطحي ذات الأحمال العالية والسرعات العالية
- التحكم في العمليات باستخدام الحواسيب الصغيرة: يدمج التحكم الحاسوبي الصناعي، واكتساب البيانات المعياري، والاتصال الشبكي لأتمتة الاختبار بالكامل
- المراقبة والتسجيل في الوقت الفعلي: تتبع وتسجيل معايير ومنحنيات الاختبار بشكل مستمر طوال كل تشغيل دون الحاجة إلى تسجيل البيانات يدويًا
النظرية والمنهج
يقيّم اختبار الاحتكاك والتآكل على السطح النهائي المواد باستخدام هندسة تلامس وجهاً لوجه، حيث يضغط سطحان مستويان معًا تحت تأثير حمل محوري بينما يدور أحدهما بالنسبة للآخر. تزداد سرعة الانزلاق عند سطح التلامس طرديًا مع سرعة الدوران، ومع ازدياد السرعة، قد يتحول التلامس من تزييت حدودي، حيث يسود التلامس المباشر بين النتوءات، إلى تزييت مختلط أو هيدروديناميكي، حيث يفصل غشاء سائل بين السطحين بشكل متزايد. يُغير هذا التحول كلاً من معامل الاحتكاك وآلية التآكل، ولذلك تُعد السرعة متغيرًا رئيسيًا يجب التحكم فيه بدقة في اختبار التلامس السطحي.
يطبق جهاز ToronTribo™ HS هذا المبدأ من خلال محرك مغزل متغير السرعة بسلاسة يصل إلى 5800 دورة في الدقيقة، متجاوزًا بذلك نطاق سرعة أجهزة اختبار الأسطح النهائية القياسية. يقيس مستشعر عزم الدوران الاحتكاك باستمرار مع زيادة السرعة، مما يسمح للمهندسين بمراقبة كيفية انتقال زوج المواد بين أنظمة التزييت المختلفة مع ارتفاع سرعة الانزلاق. يحافظ خزان الزيت المتداول على درجة حرارة مضبوطة عند السطح الفاصل طوال هذه العملية، بحيث يمكن عزو أي تغيير في سلوك الاحتكاك أو التآكل إلى السرعة وليس إلى ارتفاع درجة الحرارة غير المنضبط الناتج عن التسخين الاحتكاكي.
نظراً لأن توليد الحرارة عند نقطة التلامس الانزلاقي يزداد مع كل من السرعة والاحتكاك، فإن اختبارات السرعات العالية تتطلب تحكماً دقيقاً في درجة الحرارة مقارنةً باختبارات السرعات المنخفضة. ويتيح رصد درجة حرارة السطح بشكل منفصل عن درجة حرارة الزيت المتداول للمهندسين معرفة مدى فعالية نظام التشحيم في إدارة الحرارة عند نقطة التلامس مع ازدياد السرعة، وهي معلومات بالغة الأهمية لتصميم موانع التسرب والمكونات الدوارة التي يجب أن تحافظ على أدائها عند سرعات دوران عالية ومستمرة.
مقياس الاحتكاك عالي السرعة للسطح النهائي - المواصفات الفنية لجهاز ToronTribo™ HS
| معامل | المواصفات الخاصه |
|---|---|
| نطاق القوة العمودية | 20 إلى 2000 ن |
| نطاق سرعة المغزل | من 100 إلى 5,800 دورة في الدقيقة، تنظيم سرعة متدرج |
| نطاق قياس درجة حرارة السطح | درجة حرارة الغرفة تصل إلى 300 درجة مئوية |
| نطاق التحكم في درجة حرارة خزان الزيت المتداول | درجة حرارة الغرفة تصل إلى 200 درجة مئوية |
| أقصى عزم احتكاك | 20 نيوتن متر |
| حجم العينة القياسي | قطر العينة العلوية الخارجي < 120 مم، وقطرها الداخلي < 110 مم؛ وقطر العينة السفلية < 125 مم |