Wat is rollend contact?
Rollend contact is een mechanisch fenomeen waarbij rollende lichamen zoals wielen of lagers met elkaar in contact komen, of oppervlakken zoals wegen. Op het punt waar ze elkaar ontmoeten, is de relatieve snelheid nul. Dit ligt ten grondslag aan een breed scala aan mechanische processen, van de tandwielen die in auto's worden gebruikt tot transportbanden. Onderzoekers bestuderen de fysica achter rollend contact omdat het belangrijke informatie biedt over hoe en wanneer lagers falen. Het is een speciaal soort mechanische slijtage.
In een eenvoudig voorbeeld kunnen twee lagers tegen elkaar rollen om een gewricht te laten articuleren en te bewegen. Terwijl ze van positie veranderen, komen ze in rollend contact. Dit punt kan een relatieve snelheid van nul hebben, maar de spanning kan erg hoog zijn, omdat de kracht daar is geconcentreerd. Bijgevolg heeft rollende contactvermoeidheid zich ontwikkeld over de oppervlakken van de lagers. Ze kunnen scheuren, putjes en andere problemen ontwikkelen, afhankelijk van de hoeveelheid spanning die bij het gewricht betrokken is.
tDe wrijvingsniveau aanwezig in rollende gewrichten kan afhankelijk zijn van hun ontwerp, hoe ze worden gebruikt en de smeermiddelen die kunnen worden toegevoegd om hun beweging glad te maken. Met een lage wrijving kan een gewricht naadloos en functioneeler bewegen en kan de spanning op de componenten verminderen. Het kan ook gladheid veroorzaken, die mogelijk een afweging vereisen. Met auto's is bijvoorbeeld wat wrijving nodig om de wielen te helpen de weg te grijpen, terwijl teveel de auto zou vertragen en moeilijk te hanteren is.
Onderzoek naar rollende contactverbindingen kijkt naar de soorten voorwaarden die aanwezig moeten zijn voor componenten of hele gewrichten om te falen. Hoge druk en hoge wrijving hebben de neiging het faalpercentage te verhogen, evenals harde omstandigheden. Stofstormen kunnen bijvoorbeeld grit in gewrichten drijven waardoor de lagers sneller verslijten. Dit onderzoek helpt ingenieurs te bepalen hoe ze lagers effectiever kunnen ontwerpen om te creërenSterke, betrouwbare gewrichten met minimale onderhoudsbehoeften.
vormen van rollend contact worden al een extreem lange tijd gebruikt onder menselijke populaties. Een van de vroegste vormen van het lager was de logroller, waardoor mensen massieve objecten konden verplaatsen door ze langs arrays van logboeken te duwen. Mensen legden logboeken uit, stelden objecten bovenaan in en duwden ze. Terwijl de stammen onder de objecten draaiden, dwongen ze ze naar voren op stammen aan de voorkant van het cluster. Uiteindelijk zouden individuele logboeken eronder uitkomen en konden worden gerecycled door opnieuw aan de voorkant van de array te worden geplaatst.