Co je to válcovací kontakt?

Rolling Contact je mechanický jev zahrnující válcovací těla, jako jsou kola nebo ložiska, která přicházejí do kontaktu s sebou nebo povrchy jako silnice. V okamžiku, kdy se setkávají, je relativní rychlost nula. To je základem široké škály mechanických procesů, od ozubených ozubených vozidel používaných v automobilech po dopravní pásy. Vědci studují fyziku za varným kontaktem, protože poskytuje důležité informace o tom, jak a kdy ložiska selhávají. Je to speciální druh mechanického opotřebení.

V jednoduchém příkladu se mohou proti sobě valit dvě ložiska, aby kloub umožnil artikulovat a pohybovat se. Když mění pozici, přicházejí do valivého kontaktu. Tento bod může mít relativní rychlost nuly, ale napětí může být velmi vysoké, protože tam je síla koncentrována. V důsledku toho má únava z valivého kontaktu tendenci se vyvíjet přes povrchy ložisek. Mohou vyvinout trhliny, pitting a další problémy v závislosti na množství napětí zapojeného do kloubu.

tÚroveň tření přítomného v válcovacích kloubech může záviset na jejich konstrukci, na tom, jak se používají, a mazivo, které mohou být přidány k vyhlazení jejich pohybu. Nízké tření umožňuje kloubu pohybovat hladce a funkčně a může snížit namáhání komponent. Může také způsobit kluzkost, která může vyžadovat kompromis. Například s autami je nutné určité tření, aby pomohla kolům uchopit silnici, zatímco příliš mnoho by zpomalilo auto a ztěžovalo to zvládnout.

Výzkum ohledně valivých kontaktních kloubů se zaměřuje na druhy podmínek, které musí být přítomny, aby komponenty nebo celé klouby selhaly. Vysoký tlak a vysoké tření mají tendenci zvyšovat míru selhání, stejně jako drsné podmínky. Například prachové bouře mohou přivést štěrk do kloubů, které způsobují, že se ložiska rychleji opotřebovávají. Tento výzkum pomáhá inženýrům určit, jak efektivněji navrhovat ložiskasilné a spolehlivé klouby s minimálními potřebami údržby.

Formy válcovacího kontaktu byly mezi lidskými populacemi používány po extrémně dlouhou dobu. Jednou z nejranějších forem ložiska byl Log Roller, který lidem umožnil pohybovat se masivními objekty tím, že je tlačil podél pole protokolů. Lidé položili protokoly, nastavili objekty nahoře a tlačili je. Když se protokoly otočily pod objekty, přinutily je dopředu na protokoly v přední části klastru. Nakonec by se jednotlivé protokoly vyskočily zespodu a mohly by být recyklovány tím, že budou znovu umístěny na přední straně pole.