Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi,Saleh Akbarzadeh,Kayghobad Shams
مهدی صالحی (استاد مشاور) صالح اکبرزاده (استاد راهنما) کیقباد شمس اسحاقی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Mehdizadeh
محمد مهدی زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Experimental Investigation on the Effect of Different Parameters on the Running-in Behavior in Contacts Lubricated with Oil and
During running-in, the friction coefficient and roughness profile of contacting elements experience changes as a result of asperities deformation and wear. Thus, the operating conditions of running-in period play an important role in the steady-state performance of mechanical elements such as gears, cam-followers, bearings, etc. This project has two separate phases. In phase I an experimental study on the effect of operating conditions of the running-in period on the properties of a tribosystem in the presence of lubricant is conducted. The experiments are conducted using a pin-on-disk test rig and the disk is made of ST37 steel. The selected variables are load, speed, and surface roughness and properties such as running-in length, friction coefficient changes, and weight loss are measured as the outputs. Then using the least-square method and neural network, separate curve fits are developed to relate these parameters to load, speed, and surface roughness. In this paper several experiments have been conducted to investigate the effects of running-in operating conditions such as load, speed, and surface roughness on the duration of running-in, weight loss, and steady-state friction coefficient. The experiments are conducted using a pin-on-disk test rig in the presence of lubricant under the mixed lubrication regime. A number of curve fits are developed based on the experimental data. These curve fits relate the running-in duration, weight loss, initial slope of friction-distance curve, and the steady-state friction coefficient to the running-in operating conditions. It is shown that the higher the running-in speed, the greater the protecting film and the smaller the weight loss. Also, the running-in will last longer. Increasing the applied load results in more asperity-asperity contacts and hence the weight loss increases.It is shown that under constant speed and roughness, increasing the applied load by two folds results in the decrease of the running-in length by about 13%. Doubling the speed with keeping the load and roughness constant results in 19% decrease in the running-in length. The contact of the pin and the disk in the presence of lubricant is modeled using Matlab software and the results are compared to experimental data. In phase II CuO and ZnO nanoparticles are added to the lubricant with the objective of reducing wear quantity in Running-in period. The results indicate that by using nanolubricant with 1% wt zinc oxide and 0.5% copper oxide, the friction coefficient and weight loss reduce more than23% and 60%, respectively. Key words: Wear, Running-in, Pin-on-disk, Least square method, Modeling, Nanolubricant
در طول زمان گذار سایش ضریب اصطکاک و کیفیت سطح قطعات در حال سایش پیوسته در حال تغییرند تا اینکه به حالت پایا برسند. بنابراین شرایط کارکرد قطعات در زمان گذار سایش نقش مهمی را در عملکرد قطعات در حال سایش از جمله چرخدنده‌ها، برینگ‌ها، پیرو و بادامک وغیره در زمان پایا ایفا می‌کند. پروژه‌ی حاضر دارای دو فاز مجزا می‌باشد. در فاز اول یک سری آزمایش‌های تجربی با استفاده از دستگاه پین بر روی دیسک بر روی نمونه‌ای از جنس st37 در حضور روانکار انجام گرفته است. پارامتر‌های ورودی این آزمایش‌ها عبارتند از سرعت، نیرو و کیفیت سطح اولیه که تاثیر آنها بر روی پارامترهای گذار سایش از جمله مسافت طی شده در زمان گذار، کاهش وزن نمونه، ضریب اصطکاک و غیره بررسی شده است. سپس نتاج با استفاده از روش حداقل مربعات و همچنین شبکه‌ی عصبی مدل سازی شد. نتایج نشان می‌دهد با افزایش دو برابری نیروی اعمالی و ثابت بودن دیگر پارامتر‌های ورودی، مسافت طی شده در زمان گذار در حدود 13 % کاهش می‌یابد. همچنین با دو برابر کردن سرعت تماس و ثابت بودن نیرو و کیفیت سطح اولیه، مسافت طی شده در زمان گذار در حدود 19% کاهش می‌یابد. در ادامه‌ی این فاز با استفاده از نرم‌افزار متلب دستگاه‌ مورد استفاده شده مدل‌سازی گردید و نتایج آن با آزمایش‌های تجربی مقایسه گشت که از دقت قابل قبولی برخوردار بود. در فاز دوم با استفاده از نانوذرات CuO و ZnO و ایجاد نانو روانکار با این دو نانوذره و همچنین ترکیبی از آنها سعی بر کاهش میزان سایش در زمان گذار گردید. نتایج نشان می‌دهد که برای نانوروانکاری با درصد وزنی 1 % اکسید روی و 0.5% اکسید مس، بیش از 23 % کاهش در ضریب اصطکاک نهایی و همچنین بیش از 60 % بهبود در کاهش وزن نمونه آزمایش دیده می‌شود. کلمات کلیدی: سایش،زمان گذار سایش، پین بر روی دیسک، روش حداقل مربعات، مدل‌سازی، نانو روانکار

ارتقاء امنیت وب با وف بومی