Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 48. 30 december 1952 - Rullningslager, av Arvid Palmgren - Ytkemiska synpunkter på lagringar, av Uno Trägårdh
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
■1114
TEKNISK TIDSKRIFT
rent empiriska metoder, som visserligen gav oss
praktiskt användbara formler, men som icke var
allmängiltiga utan tillämpliga endast på de
undersökta lagertyperna. Härigenom har dock den
första egentliga teorin för beräkning av
rullningslagrens bärförmåga och livslängd framkommit2.
Det är två saker som har gjort att vi nu har
kunnat utarbeta en generell teori. För det första
har vi funnit och beräknat en förut obeaktad
växelskjuvspänning, vars amplitud synes vara
den, som i första hand bestämmer utmattningen.
Om vi baserar oss på den, så kan vi få
överensstämmelse mellan teori och experimentella fakta.
För det andra har vi frigjort oss från Hertz
förutsättning, att materialet är isotropt och
homogent. Vi vet ju att livslängdsvärdena inom en
provserie varierar högst avsevärt, beroende på
att materialet icke har samma
hållfasthetsegenskaper i alla enskilda punkter. Vi har därför
byggt vidare på Weibulls statistiska
hållfasthetsteori, som tar hänsyn till spridningen och som
säger, att hållfastheten är beroende av den
ansträngda volymen.
Det har varit en svår uppgift att bygga upp
teorin och att bestämma alla konstanter och
exponenter, som uttrycker olika
materialegenskaper. Nu har vi emellertid möjligheten att
förutberäkna bärförmåga och livslängd hos snart sagt
vilken konstruktion som helst av rullningslager
och sålunda bestämma det optimala utförandet
vad bärförmågan beträffar. För rullager har man
härigenom fått fram nya konstruktioner med
väsentligt förbättrade egenskaper.
Vi har alltså nu kommit därhän, att vi kan
behandla rullningslagrens väsentliga egenskaper
på ett fullt ingenjörsmässigt sätt, dvs. genom
generell förutberäkning. När man betänker vilken
genomgripande betydelse i både tekniskt och
ekonomiskt avseende, som rullningslagren har
för vår materiella kultur, så förstår man värdet
av framstegen på detta område.
Ytkemiska synpunkter
på lagringar
Docent Uno Trägårdh, Stockholm
Vid Massachusetts Institute of Technology hölls
1940 en konferens om friktion och ytegenskaper,
som blev av stor betydelse för den moderna
uppfattningen om friktionens och smörj ningens
natur. Begreppen friktion, smörjning och nötning
ingår också i en hel rad ytkemiska förlopp som
har praktisk betydelse för bl.a. lagringar,
spån-bildande processer, mekanisk polering,
tråddragning, roterande detaljer i elektriska maskiner
och, för att ta ett mera drastiskt exempel,
skid-vallningsproblemet.
Ett par år före denna konferens hade en ivrig
grundforskning börjat bedrivas vid tre
betydelsefulla forskningscentra, nämligen vid MIT, vid
avdelningen för ytors fysikaliska kemi vid
universitetet i Cambridge och i nära samarbete
härmed vid avdelningen för tribofysik inom
universitetet i Melbourne. Dessa tre centra äger
framstående specialister inom friktionsforskningen,
såsom Bowden, Moore, Tabor och Gregory.
De första ansatserna att angripa
friktionsproblemen ur modern fysikalisk och kemisk
uppfattning gjordes av Sir William Hardy i början
av 1920-talet. Han ansåg att friktionen
uppkommer genom en växelverkan mellan ytkrafterna
hos de fasta kropparna och därför får betraktas
som en ren yteffekt, vars yttersta orsak är
molekylernas ömsesidiga attraktion i de båda på
varandra glidande ytplanen. Smörjningen förklarade
han så att ett monomolekylärt skikt av de
organiska molekylerna utbildas på metallytorna,
varigenom attraktionskrafterna mellan
metallatomerna i de båda gränsytorna minskades. Hardys
teori innebär emellertid en alltför stor förenkling
av det komplexa fenomen som kallas friktion.
Erfarenheten visar att det är omöjligt att
framställa en fast kropp med fullständigt plan och
slät yta. Även den mest omsorgsfulla bearbetning
och polering ger ytor, som vid planhetsmätning
visar stora ojämnheter jämförda med molekylära
dimensioner.
Modern mätningsteknik med
elektronmikroskop eller optiska interferensmetoder kan avslöja
ojämnheter ned till 10—20 Å. Den praktiskt
uppnåbara planheten ligger emellertid mellan 100
och 1 000 Å, men gränserna är i praktiken
betydligt större. Även vanliga mikroskopiska
metoder har kommit till användning vid studiet av
yt-förändringar i samband med friktionsfenomen,
varvid den linjära förstoringen kan ökas genom
att man lägger snittytan i mycket sned vinkel
mot den yta som undersökningen gäller.
En metallyta är aldrig "ren", den kan vara
överdragen av oxidskikt upp till 100 Å tjocklek.
Dessutom får man räkna med ett adsorberat
gasskikt, vartill ofta kommer kondenserad fuktighet.
En polerad yta är dessutom i ytskiktet och till ett
djup av ca 50 Å förändrat (Beilby-skiktet) och
visar en praktiskt taget amorf natur.
Om två dylika ytor placeras på varandra blir
genom ojämnheterna den verkliga kontaktytan
endast en bråkdel av den totala. Den verkliga
kontaktytan bestäms av belastningen på de
toppar i ytorna där dessa berör varandra och vilka
under trycket av belastningen undergår plastisk
deformation intill dess ytan blivit tillräckligt stor
att bära lasten. Genom resistivitetsmätning har
man t.ex. visat att två "plana" stålytor av 21 cm2
total yta vid en belastning av 20 kg har en
verklig beröringsyta av endast 0,002 cm2.
Trycket på denna blir alltså tiotusen gånger större.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
