Cos'è il contatto rotolante?
Rolling Contact è un fenomeno meccanico che coinvolge corpi rotanti come ruote o cuscinetti che entrano in contatto tra loro o superfici come strade. Nel punto in cui si incontrano, la velocità relativa è zero. Ciò sta alla base di una vasta gamma di processi meccanici, dagli ingranaggi dentati utilizzati nelle auto alle cinture del trasportatore. I ricercatori studiano la fisica alla base del contatto rotolante perché fornisce informazioni importanti su come e quando i cuscinetti falliscono. È un tipo speciale di usura meccanica.
In un semplice esempio, due cuscinetti possono rotolare l'uno contro l'altro per consentire a un giunto di articolare e muoversi. Mentre cambiano posizione, entrano nel contatto rotolante. Questo punto può avere una velocità relativa di zero, ma la deformazione può essere molto elevata, perché la forza è concentrata lì. Di conseguenza, la fatica a contatto con rotolamento tende a svilupparsi attraverso le superfici dei cuscinetti. Possono sviluppare crepe, vaiolature e altri problemi, a seconda della quantità di deformazione coinvolta nell'articolazione.
tIl livello di attrito presente nei giunti a rotolamento può dipendere dal loro design, da come vengono utilizzati e dai lubrificanti che possono essere aggiunti per levigare il loro movimento. Lo basso attrito consente a un giunto di muoversi in modo più fluido e funzionalmente e può ridurre la deformazione sui componenti. Può anche causare scivolosi, che può richiedere un compromesso. Con le macchine, ad esempio, è necessario un po 'di attrito per aiutare le ruote a afferrare la strada, mentre troppo rallenterebbe l'auto e renderebbe difficile la gestione.
La ricerca sui giunti a contatto rotolanti esamina i tipi di condizioni che devono essere presenti per i componenti o interi giunti. L'alta pressione e l'elevato attrito tendono ad aumentare il tasso di fallimento, così come condizioni difficili. Le tempeste di polvere, ad esempio, possono guidare la grinta in articolazioni che causano l'utilizzo dei cuscinetti più rapidamente. Questa ricerca aiuta gli ingegneri a determinare come progettare cuscinetti in modo più efficace per crearegiunti forti e affidabili con esigenze di manutenzione minima.
Le forme di contatto rotolante sono in uso tra le popolazioni umane per un tempo estremamente lungo. Una delle prime forme del cuscinetto era il rullo di tronchi, che ha permesso alle persone di spostare enormi oggetti spingendoli lungo le matrici di tronchi. Le persone dispongono di tronchi, impostano oggetti in cima e li hanno spinti. Mentre i registri si giravano sotto gli oggetti, li costrinsero in avanti sui tronchi nella parte anteriore del cluster. Alla fine, i singoli tronchi sarebbero usciti da sotto e potrebbero essere riciclati essendo di nuovo posizionati nella parte anteriore dell'array.