Hvad er princippet i kilefilm?

Kilefilmsprincippet er et grundlæggende begreb i tribologi, som er studiet af friktion, smøring og slid mellem kontaktflader. Det er særligt vigtigt for at forstå smøremekanismerne i glidende kontakter, såsom aksellejer, tryklejer og knastfølgere.

Når to faste overflader kommer i kontakt under belastning, oplever de friktion og slid på grund af vekselvirkningen mellem deres overfladesvulster (toppe og dale). For at reducere friktion og slitage indføres et tyndt lag smøremiddel mellem overfladerne. Denne smørefilm adskiller skævhederne, forhindrer direkte kontakt og reducerer friktion og slid.

Kilefilmprincippet forklarer, hvordan et konvergerende kileformet mellemrum mellem to glidende overflader kan generere og opretholde et hydrodynamisk tryk i smørefilmen. Dette tryk er det, der understøtter belastningen og holder overfladerne adskilt, hvilket effektivt opnår hydrodynamisk smøring.

Sådan virker det:

1. Konvergerende kile: Når en af ​​overfladerne bevæger sig i forhold til den anden, skabes der et kileformet mellemrum mellem dem. Mellemrummets konvergerende natur får smøremidlet til at blive trukket ind i mellemrummet af de viskøse kræfter fra selve smøremidlet.

2. Presgenerering: Når smøremidlet strømmer ind i den konvergerende kile, oplever det en stigning i trykket på grund af det faldende mellemrum. Dette tryk virker normalt på glidefladerne og skubber dem fra hinanden.

3. Indlæs support: Det tryk, der genereres i smørefilmen, understøtter belastningen, der påføres mellem overfladerne. Dette tryk virker som en væskekile, der adskiller overfladerne, forhindrer direkte kontakt og reducerer friktion og slid.

4. Forskydningsspænding og viskositet: Smøremidlet virker som en viskøs væske, der modstår kilens strømning. Forskydningskræfterne (på grund af smøremidlets viskositet) opvejer den påførte belastning, hvilket yderligere forbedrer smøremiddelfilmens belastningsbærende kapacitet.

Kilefilmsprincippet er essentielt for at forstå design og drift af hydrodynamiske lejer og andre tribologiske systemer. Ved at designe overflader med passende former, der kan skabe og opretholde kileformede mellemrum, kan ingeniører opnå effektiv smøring og betydeligt reducere friktion og slid i forskellige mekaniske komponenter.