Co je to Rolling Contact?

Válečkový kontakt je mechanický jev zahrnující valivá tělesa jako kola nebo ložiska, která přicházejí do vzájemného styku, nebo povrchy, jako jsou vozovky. V bodě, kde se setkávají, je relativní rychlost nulová. To je základem široké škály mechanických procesů, od ozubených kol používaných v autech po dopravní pásy. Vědci studují fyziku za valivým kontaktem, protože poskytuje důležité informace o tom, jak a kdy ložiska selhávají. Je to zvláštní druh mechanického opotřebení.

V jednoduchém příkladu se mohou dvě ložiska valit proti sobě, aby se umožnilo kloubové spojení a pohyb. Při změně polohy přicházejí do kolísavého kontaktu. Tento bod může mít relativní rychlost nula, ale napětí může být velmi vysoké, protože tam je soustředěna síla. V důsledku toho se únava valivého styku vyvíjí napříč povrchy ložisek. Mohou vyvinout praskliny, důlky a další problémy, v závislosti na množství napětí, které je součástí kloubu.

Úroveň tření přítomná ve valivých kloubech může záviset na jejich konstrukci, způsobu jejich použití a na mazacích prostředcích, která mohou být přidána k vyhlazení jejich pohybu. Nízké tření umožňuje klouzavějšímu a funkčnějšímu pohybu a může snížit zatížení součástí. Může také způsobit kluzkost, což může vyžadovat kompromis. Například u automobilů je nutné určité tření, aby kola pomohla sevřít cestu, zatímco příliš mnoho by zpomalilo auto a znesnadnilo manipulaci.

Výzkum valivých kontaktních spojů se zaměřuje na druhy podmínek, které musí existovat, aby komponenty nebo celé spoje selhaly. Vysoký tlak a vysoké tření mají tendenci zvyšovat míru selhání, stejně jako drsné podmínky. Například prachové bouře mohou posypat zrna do kloubů, které způsobují rychlejší opotřebení ložisek. Tento výzkum pomáhá konstruktérům určit, jak efektivněji navrhnout ložiska, aby vytvořily silné a spolehlivé spoje s minimálními nároky na údržbu.

Formy kolejového kontaktu se používají mezi lidskými populacemi po velmi dlouhou dobu. Jednou z nejranějších forem ložiska byl válec na kulatiny, který lidem umožnil pohybovat mohutnými objekty jejich tlačením po polích polen. Lidé rozložili protokoly, postavili objekty na vrchol a tlačili je. Když se protokoly otáčely pod objekty, tlačily je dopředu na protokoly v přední části clusteru. Nakonec by jednotlivé protokoly vyskočily zespodu a mohly by být recyklovány opětovným umístěním na přední stranu pole.