بررسي و مقايسه‌ي رفتار تريبولوژيكي ياتاقان‌هاي خودروانكار ارابه‌هاي فرود

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

ياتاقان‌ها قطعاتي هستند كه بين سطوح در حال لغزش قرار مي‌گيرند تا سايش و اصطكاك بين سطوح را كاهش دهند. در كاربردهايي كه امكان استفاده از روانساز مايع وجود نداشته باشد، از جامدات خودروانساز در ساخت قطعات استفاده مي‌گردد. ارابه‌هاي فرود هواپيما يكي از كاربردهاي فراوان ياتاقان‌هاي خودروانساز مي‌باشند. امروزه از موادي نظير آلومينيوم-برنز، فسفر-برنز و كامپوزيت‌هاي حاوي تفلون در ساخت ياتاقان‌هاي خودروانكار ارابه‌هاي فرود استفاده مي‌گردد. در اين پژوهش خواص تريبولوژيكي چهار نمونه‌ي آلومينيوم، آلومينيوم-برنز، فسفر-برنز و تفلون/كولار در شرايط كاري ارابه‌ي فرود هواپيمايي خاص با يكديگر مقايسه شده‌اند. از دستگاه تست سايش پين بر روي ديسك رفت و برگشتي براي ارزيابي خواص تريبولوژيكي استفاده گرديد. در اين دستگاه از يك ساچمه‌ي فولادي به قطر 10 ميليمتر و جنس 1.3505 و سختي حدود 65 راكول سي بعنوان سطح لغزنده استفاده گرديد. براي مطالعه‌ي اثر بار بر رفتار سايشي، تست‌ها در بارهاي 5، 8، 12، 16 و 20 نيوتن، سرعت لغزش 1/0 متر بر ثانيه و مسافت 400 متر انجام گرفتند. براي تعيين نرخ سايش، تغيير وزن نمونه‌ها با استفاده از ترازويي با دقت 0001/0 گرم اندازه‌گيري شد. زبري سطح نمونه‌ها توسط زبري‌سنج پرتابل اندازه‌گيري شده، و مطالعه‌ي متالوگرافي نمونه‌هاي فلزي توسط ميكروسكوپ نوري و دستگاه پراش پرتوي ايكس انجام گرديد. براي تعيين مكانيزم سايش، سطح سائيده شده‌ي نمونه‌ها، و پين استفاده شده براي هر نمونه، توسط ميكروسكوپ الكتروني مورد مطالعه قرار گرفت. ضريب اصطكاك نمونه‌هاي فسفر-برنز و تفلون/كولار در ابتدا بالا بوده، سپس كاهش يافت تا به يك ميزان پايدار برسد، اما ضريب اصطكاك نمونه‌ي آلومينيوم و آلومينيوم-برنز با شروع آزمايش افزايش يافته و سپس پايدار شد. اين مسأله نشان مي‌دهد كه مكانيزم اصلي سايش براي آلومينيوم . آلومينيوم-برنز سايش خراشان، و براي فسفر-برنز و تفلون/كولار سايش چسبان مي‌باشد. نرخ سايش با گذشت زمان براي همه‌ي نمونه‌ها كاهش يافت، و با افزايش بار براي آلومينيوم، آلومينيوم-برنز و فسفر-برنز روند كاهشي، و براي نمونه‌ي تفلون/كولار روندي افزايشي نشان داد. تصاوير ميكروسكوپي مسير سايش نشان داد مكانيزم اصلي سايش براي آلومينيوم و آلومينيوم-برنز سايش خراشان، و براي فسفر-برنز و تفلون/كولار سايش چسبان مي‌باشد. مقاديري پالوريزاسيون در سطح نمونه‌ي تفلون/كولار، و تورق در سطح نمونه‌ي آلومينيوم و فسفر-برنز مشاهده گرديد. با توجه به نتايج بدست آمده از تست سايش و اصطكاك،، تفلون/كولار مي‌تواند كانديداي مناسبي براي كاربرد در هواپيماهاي سنگين با وزن بيش از 50 تن باشد، درحاليكه آلومينيوم-برنز و فسفر-برنز مي‌تواند در هواپيماهاي سبك و پهبادها بكار گرفته شود.

226906

شناسايي و انتخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان