Detail projektu

Termoelastohydrodynamika povlakovaných polymerních ozubení

Období řešení: 01.01.2018 — 31.12.2020

Zdroje financování

Grantová agentura České republiky - Mezinárodní projekty

- plně financující (2018-01-01 - 2020-12-31)

O projektu

Strojní součásti z polymerů jsou díky efektivní výrobě stále častěji uplatňovány v aplikacích, které byly doménou kovů. Příkladem jsou ozubené převody, kde zvyšování přenášené energie je umožněno aplikací tenkých tvrdých povlaků. Tyto povlaky působící jako tepelně izolační vrstvy, které současně snižují tepelné zatížení polymerní součásti a kapalinové tření mezi povrchy. Mechanizmy, které mají zásadní dopad na termofyzikální chování kontaktu, nebyly u polymerních součástí dosud prozkoumány. Kontakt povlakovaných polymerních těles představuje termoelastohydrodynamický problém vícevrstvých systémů s viskoelastickým chováním na přechodu isoviskózního a piezoviskózního hydrodynamického režimu. Cílem práce je objasnit mechanizmy utváření kapalinového filmu, tepelného toku a kapalinového tření u těchto kontaktů. Tento projekt využívá ve spolupráci se zahraničním partnerem numerické řešení problému a pokročilé experimentální metody ke stanovení rozložení tloušťky a teploty.

Popis anglicky
Machine parts made of polymers has growing applications, due to its effective production, in circumstances where metal parts are standard. One of those parts are gears. There is a trend of enhancing transmitting power by applying thin hard coatings. These coatings act as a thermal insulation, which decrease thermal loading of polymer bodies and decrease fluid film between surfaces. Mechanisms that are essential for thermophysical behaviour of contacts have not been fully understood yet. Contacts of coated polymer solids represents thermoelastohydrodynamic problem of multi-layered viscoelastic systems on transition between isoviscous and piezoviscous hydrodynamic regime. The aim is to elucidate mechanisms of fluid film formation, heat flows and fluid film friction of these contacts. This project uses, in cooperation with international partner, numerical modelling and in-house developed experimental methods to get distribution of film thickness and temperature.

Klíčová slova
Thermoelastohydrodynamika; Ozubení; Poddajný kontakt

Klíčová slova anglicky
Thermo-Elastohydrodynamics, Gears, Compliant contact

Označení

GC18-26849J

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Hartl Martin, prof. Ing., Ph.D. - hlavní řešitel
Frýza Josef, Ing., Ph.D. - spoluřešitel
Křupka Jiří, Ing., Ph.D. - spoluřešitel
Šperka Petr, Ing., Ph.D. - spoluřešitel

Útvary

Ústav konstruování
- příjemce (01.01.2018 - 31.12.2020)

Výsledky

EBNER, M; OMASTA, M.; LOHNER, T; ŠPERKA, P.; KŘUPKA, I.; HARTL, M.; MICHAELIS, K.; HOHN, R-B.; STAHL, K. Local Effects in EHL Contacts with Oil-Impregnated Sintered Materials. Lubricants, 2018, vol. 7, no. 1, p. 1-21. ISSN: 2075-4442.
Detail

ZAPLETAL, T.; ŠPERKA, P.; KŘUPKA, I.; HARTL, M. Dynamic friction measurement of EHL contact with artificial roughness. ECOTRIB 2019, 7th European Conference on Tribology. The Austrian Tribology Society, 2019. p. 34-34. ISBN: 978-3-901657-60-3.
Detail

KŘUPKA, J.; ŠPERKA, P.; KŘUPKA, I.; HARTL, M. Lubrication of rolling - sliding polymer contacts. In Engineering Mechanics 2019. Engineering Mechanics .... First edition. Prague: Institute of Theoretical and Applied Mechanics of the Czech Academy of Sciences, Prague, 2019. p. 219-222. ISBN: 978-80-87012-71-0. ISSN: 1805-8256.
Detail

QUINN, C.; NEČAS, D.; ŠPERKA, P.; MARIAN, M.; VRBKA, M.; KŘUPKA, I.; HARTL, M. Experimental investigation of friction in compliant contact: The effect of configuration, viscoelasticity and operating conditions. Tribology International, 2022, vol. 165, no. 1, p. 107340-107340. ISSN: 0301-679X.
Detail

FRÝZA, J.; ŠPERKA, P.; KŘUPKA, I.; HARTL, M. Film thickness interrelationship of base oil and grease lubricated compliant and hard non-conformal contacts. PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART J-JOURNAL OF ENGINEERING TRIBOLOGY, 2021, vol. 235, no. 12, p. 2616-2625. ISSN: 1350-6501.
Detail

KŘUPKA, J.; DOČKAL, K.; SEDLÁČEK, T.; REBENDA, D.; KŘUPKA, I.; HARTL, M. Viscoelastic Response of Elastohydrodynamically Lubricated Compliant Contacts below Glass-Transition Temperature. Polymers, 2023, vol. 15, no. 11, p. 1-20. ISSN: 2073-4360.
Detail

KŘUPKA, J.; DOČKAL, K.; KŘUPKA, I.; HARTL, M. Elastohydrodynamic lubrication of compliant circular contacts near glass-transition temperature. Lubricants, 2022, vol. 10, no. 7, p. 1-18. ISSN: 2075-4442.
Detail

KŘUPKA, J.; DOČKAL, K.; KŘUPKA, I.; HARTL, M. Polymer Lubrication: Pressure-Viscosity-Temperature Dependence of Film Thickness for Highly Loaded Compliant Contacts in Elastohydrodynamic Lubrication Regime. JOURNAL OF TRIBOLOGY-TRANSACTIONS OF THE ASME, 2023, vol. 145, no. 2, p. 1-14. ISSN: 1528-8897.
Detail

REITSCHUSTER, S.; MAIER, E.; LOHNER, T.; STAHL, K.; BOBZIN, K.; KALSCHEUER, C.; THIEX, M.; ŠPERKA, P.; HARTL, M. DLC-Coated Thermoplastics: Tribological Analyses under Lubricated Rolling-Sliding Conditions. Tribology Letters, 2022, vol. 70, no. 4, p. 1-16. ISSN: 1023-8883.
Detail

BOBZIN, K.; KALSCHEUER, C.; THIEX, M.; ŠPERKA, P.; HARTL, M.; REITSCHUSTER, S.; MAIER, E.; LOHNER, T.; STAHL, K. DLC-Coated Thermoplastics: Tribological Analyses Under Dry and Lubricated Sliding Conditions. Tribology Letters, 2023, vol. 71, no. 1, ISSN: 1023-8883.
Detail

Motohiro Kaneta, Kenji Matsuda, Jing Wang, Jinlei Cui, Peiran Yang, Hiroshi Nishikawa, Ivan Krupka, Martin Hartl. Numerical Study on the Interaction of Transverse and Longitudinal Roughness on Elastohydrodynamic Lubrication Contact Surfaces With Different Thermal Conductivities and Elastic Moduli. JOURNAL OF TRIBOLOGY-TRANSACTIONS OF THE ASME, 2021, vol. 143, no. 9, p. 091601-091601. ISSN: 1528-8897.
Detail