בלוג

עקומות Stribeck מתארות את הקשר בין מקדם החיכוך לפרמטר חסר הממדים (η×N×V)/P, ומראות שלושה מצבי חיכוך נבדלים: שימון גבולי (חיכוך גבוה, מגע משטח), שימון מעורב (חיכוך מעבר) ושימון הידרודינמי (חיכוך נמוך, הפרדת סרט נוזל מלאה).

איכות גימור המשטח, הנמדדת על ידי Ra (חוספוס ממוצע) ו-Rz (גובה שיא-עמק מרבי), משפיעה ישירות על בלאי האטם, רמות החיכוך ואורך החיים הכולל של הצילינדר, כאשר גימורים אופטימליים מאריכים את חיי השירות פי 3-5.

שימון הידרודינמי מתרחש כאשר לחץ הנוזל יוצר שכבת שימון עבה מספיק כדי להפריד בין משטחי האטם לדפנות הצילינדר, מה שגורם לאטמים “להחליק” ולאבד מיעילותם, בדרך כלל במהירויות מעל 0.5 מטר לשנייה עם שימון יתר.

הזדקנות השומן מתרחשת באמצעות חמצון, פירוק תרמי, גזירה מכנית ותהליכי זיהום המפרקים את המבנה המולקולרי של חומר הסיכה, וגורמים לשינויים בצמיגות, להיווצרות חומצה ולאובדן תכונות ההגנה במשך 6-24 חודשים, בהתאם לתנאי ההפעלה.

תופעת ה-stick-slip מתרחשת כאשר החיכוך הסטטי עולה על החיכוך הקינטי באטמי הצילינדר, וגורמת לתקופות לסירוגין של הידבקות ותנועה פתאומית, היוצרות דפוסי תנועה “מקוטעים” אופייניים.

ביישומים באוויר יבש, אטמי PTFE מציעים ביצועים מעולים של חיכוך נמוך ועמידות כימית, בעוד שאטמי פוליאוריטן מספקים עמידות טובה יותר בפני שחיקה ויכולת נשיאת עומס בעלות נמוכה יותר.

חישוב כוח החיכוך בקידוחים גדולים מחייב הבחנה בין חיכוך סטטי (פריצה) וחיכוך דינמי (תנועה). בדרך כלל, החיכוך הסטטי גבוה ב-20-30% מהחיכוך הדינמי, והתייחסות להבדל זה היא חיונית לצורך התאמת גודל מדויקת ותפעול חלק.

כשל בשימון הגבולות מתרחש כאשר שכבת הנוזל המגנה בין המוט למשטח המסב מתפרקת, ומאפשרת מגע ישיר בין החלקים המחוספסים. חיכוך זה יוצר חום מקומי עז ושחיקה, שהם הגורם העיקרי לשריטות במוטות הצילינדר.

הפיזיקה של גיאומטריית שפתי האטם מתמצית בניהול מתח המגע. עיצובים עם קצוות חדים מייצרים לחץ מקומי גבוה כדי לגרד את המשטחים ולנקותם, בעוד שעיצובים מעוגלים (מעוגלים) מקדמים טריז שמן הידרודינמי שמפחית את החיכוך ומאריך את חיי המוצר.

ציפויי MoS2 מספקים שכבת שימון יבשה וקבועה הנצמדת למשטח המתכת, ומאפשרת לצילינדרים לפעול במיליוני מחזורים ללא שמן או גריז משלים, מה שהופך אותם לאידיאליים לתעשיות “נקיות”.