Wat is Rolling Contact?
Rollend contact is een mechanisch fenomeen waarbij rollichamen zoals wielen of lagers die met elkaar in contact komen, of oppervlakken zoals rijwegen. 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 scharnier te laten scharnieren en 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 geconcentreerd is. Dientengevolge heeft de neiging om rollende contactmoeheid zich te ontwikkelen over de oppervlakken van de lagers. Ze kunnen barsten, putjes en andere problemen ontwikkelen, afhankelijk van de hoeveelheid spanning in het gewricht.
Het wrijvingsniveau in rollende verbindingen kan afhangen van hun ontwerp, hoe ze worden gebruikt en van de smeermiddelen die kunnen worden toegevoegd om hun beweging te vergemakkelijken. Lage wrijving zorgt ervoor dat een gewricht naadlooser en functioneler kan bewegen en kan de druk op de componenten verminderen. Het kan ook gladheid veroorzaken, wat een afweging kan vereisen. Bij auto's is bijvoorbeeld enige wrijving nodig om de wielen te helpen grip op de weg te krijgen, terwijl teveel de auto zou vertragen en moeilijk te hanteren zou zijn.
Onderzoek naar rollende contactverbindingen onderzoekt het soort omstandigheden dat aanwezig moet zijn om componenten of volledige verbindingen te laten falen. Hoge druk en hoge wrijving hebben de neiging om het uitvalpercentage te verhogen, net als zware omstandigheden. Stofstormen kunnen bijvoorbeeld gruis in verbindingen drijven waardoor de lagers sneller slijten. Dit onderzoek helpt ingenieurs om te bepalen hoe lagers effectiever kunnen worden ontworpen om sterke, betrouwbare verbindingen te creëren met minimale onderhoudsbehoeften.
Vormen van rollend contact worden al heel lang bij mensen gebruikt. Een van de eerste vormen van de peiling was de houtblokwals, waarmee mensen massieve objecten konden verplaatsen door ze langs arrays van houtblokken te duwen. Mensen legden logboeken neer, plaatsten er objecten op en duwden ze. Terwijl de stammen onder de objecten draaiden, duwden ze ze naar voren in stammen aan de voorkant van het cluster. Uiteindelijk zouden afzonderlijke logboeken van onderaf tevoorschijn komen en kunnen worden gerecycled door opnieuw aan de voorkant van de array te worden geplaatst.