転がり接触とは

転がり接触とは、互いに接触する車輪やベアリングのような転がり体、または道路のような表面を含む機械的現象です。 それらが出会うポイントでは、相対速度はゼロです。 これは、自動車で使用される歯車からコンベヤベルトまで、幅広い機械的プロセスの基礎になっています。 研究者は、ころがり接触の背後にある物理学を研究します。なぜなら、ベアリングが故障する方法と時期に関する重要な情報を提供するからです。 これは特別な種類の機械的摩耗です。

簡単な例では、2つのベアリングが互いに転がり合って、関節が関節運動して動くことができます。 位置が変わると、転がり接触します。 この点の相対速度はゼロかもしれませんが、力がそこに集中するため、ひずみが非常に大きくなる可能性があります。 その結果、転がり接触疲労は、ベアリングの表面全体に発生する傾向があります。 ジョイントに含まれる歪みの量に応じて、亀裂、孔食、その他の問題が発生する可能性があります。

ローリングジョイントに存在する摩擦のレベルは、その設計、使用方法、および動きをスムーズにするために追加される潤滑剤によって異なります。 低摩擦により、ジョイントがよりシームレスかつ機能的に動き、コンポーネントへの負担を軽減できます。 また、滑りを引き起こし、トレードオフが必要になる場合があります。 たとえば、自動車の場合、車輪が道路をグリップするためにある程度の摩擦が必要ですが、多すぎると自動車の速度が低下し、取り扱いが困難になります。

転がり接触ジョイントの研究では、コンポーネントまたはジョイント全体が故障するために必要な条件の種類に注目しています。 高圧と高摩擦は、過酷な条件と同様に、故障率を増加させる傾向があります。 たとえば、ダストストームは、グリットをジョイントに押し込み、ベアリングの摩耗を早めます。 この研究は、エンジニアがベアリングをより効果的に設計して、最小限のメンテナンスニーズで強力で信頼性の高いジョイントを作成する方法を決定するのに役立ちます。

ころがり接触の形態は、非常に長い間、人間集団の間で使用されてきました。 ベアリングの最も初期の形式の1つはログローラーでした。 人々はログをレイアウトし、オブジェクトを一番上に置いてプッシュしました。 ログがオブジェクトの下で回転すると、クラスターの前面のログにそれらを強制的に転送しました。 最終的に、個々のログが下から飛び出し、再びアレイの前面に配置することでリサイクルできます。