घर्षण इकाइयों के परिचालन गुणों की भविष्यवाणी करने के लिए एक उपकरण के रूप में त्वरित प्रयोगशाला परीक्षण

परिचय

नई वस्तुओं को डिजाइन करते समय या पहले से उत्पादित की जा रही वस्तुओं की संरचना को संशोधित करते समय, उनके परिचालन गुणों, विशेष रूप से उनके सेवा जीवनकाल और ऊर्जा दक्षता की भविष्यवाणी करने का कार्य उत्पन्न होता है। ये सूचकांक सबसे पहले घर्षण इकाइयों की विशेषताओं और वस्तुओं की संरचना में उनके तत्वों जैसे कि पहनने के प्रतिरोध, घर्षण गुणांक, संक्षारण प्रतिरोध द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। इन प्रदर्शनों के बारे में शीघ्रता से जानकारी प्राप्त करने के लिए, प्रयोगशाला परीक्षण जो तर्कसंगत परीक्षण चक्र (RTC) का हिस्सा हैं, GOST 30480 के अनुसार आयोजित किए जाते हैं। उल्लिखित GOST के अनुसार, 'तर्कसंगत परीक्षण चक्र का एक अनिवार्य चरण प्रयोगशाला स्थितियों के तहत घर्षण युग्म की संगतता सीमाओं को प्रकट करना, अध्ययन के तहत घर्षण इकाई के परिचालन मोड के संबंध में इसकी घर्षण-घिसाव विशेषताओं का आकलन करना और इन परीक्षणों के आधार पर महत्वपूर्ण बिंदुओं का पता लगाना है'।

Modengy कंपनी एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स की डेवलपर और निर्माता है। ये कोटिंग्स सतह पर एक अल्ट्राथिन कम्पोजिट परत बनाने में सक्षम बनाती हैं जो संपर्क करने वाले भागों का निम्न कतरनी प्रतिरोध (low shear resistance) प्रदान करती हैं। दूसरे शब्दों में, हमें पहले से एकीकृत स्नेहन सामग्री वाली सतह मिलती है जो जीवन भर स्नेहन (life-time lubrication) प्रदान करती है, और ऐसी घर्षण इकाई बनाने में सक्षम बनाती है जिसे किसी रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है।

ब्रांस्क शहर में, Modengy का परीक्षण केंद्र संचालित होता है, और इसकी क्षमताएं घर्षण इकाइयों को डिजाइन करने के चरण में ही उनके परिचालन गुणों की भविष्यवाणी करने में सक्षम बनाती हैं। हम औद्योगिक उद्यमों को घर्षण गुणांक, घिसाव की तीव्रता, घर्षण तापन, संक्षारण रोधी गुणों जैसे महत्वपूर्ण मापदंडों का आकलन करने में मदद करते हैं। हम नीचे परीक्षण प्रकारों पर अधिक विस्तार से विचार करने जा रहे हैं।

संक्षारण परीक्षण

जलवायु कारकों के प्रतिरोध के परीक्षण GOST 30630.2.5 (ISO 9227) के अनुसार आयोजित किए जाते हैं। ये स्वचालित साल्ट मिस्ट कक्षों में किए जाते हैं। दी गई विधि कोटिंग्स के संक्षारण रोधी गुणों, रचनात्मक सामग्रियों के संक्षारण प्रतिरोध और उनसे बनी वस्तुओं की पहचान करने में सक्षम बनाती है। चूंकि यह विधि अंतरराष्ट्रीय अभ्यास में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, और कई विशिष्टताओं में शामिल है, इसलिए इन परीक्षणों के परिणामों का तुलनात्मक पहलू में मूल्यांकन किया जा सकता है।  

चित्र 1. सॉल्ट मिस्ट एक्सपोजर के लिए परीक्षण

घर्षण और घिसाव परीक्षण

प्रयोगशाला ट्राइबोटेक्निकल परीक्षण विभिन्न घर्षण योजनाओं का उपयोग करके छोटे नमूनों पर आयोजित किए जाते हैं (चित्र 2 देखें)। यूएसएसआर में, 'पैड-रोलर' योजना को लागू करने वाली रोलर घर्षण मशीनें ज्यादातर फैली हुई थीं (चित्र 2a देखें)। आजकल, रोटेटिंग या आगे-पीछे गति पर 'स्फीयर-प्लेन' जैसी केंद्रित संपर्क वाली योजनाएं तुलनात्मक परीक्षणों के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाती हैं (चित्र 2c देखें)। उनका उपयोग करने से नमूना और काउंटर-बॉडी लगाने की त्रुटि को समाप्त करना, मैक्रो-स्तर पर रनिंग-इन अवधि को कम करना, परीक्षण के समय को छोटा करना और परिणाम तेजी से प्राप्त करना संभव हो जाता है।

चित्र 2. परीक्षणों में घर्षण योजना

Modengy के परीक्षण केंद्र में, ASTM G99 और ASTM G133 मानकों के अनुसार चित्र 2b और 2c पर प्रस्तुत योजनाओं सहित उल्लिखित प्रत्येक घर्षण योजना का उपयोग करके घर्षण और घिसाव परीक्षण आयोजित किए जाते हैं। परीक्षण मशीनें रूसी विज्ञान अकादमी के ए. ब्लागोनरावोव के नाम पर सैद्धांतिक इंजीनियरिंग संस्थान के ट्राइबोलॉजी के क्षेत्र में अग्रणी विशेषज्ञों की भागीदारी के साथ विकसित की गई हैं। ASTM G99 के अनुसार परीक्षण के लिए परीक्षण संयंत्र और उसके लोड ब्लॉक का सामान्य दृश्य चित्र 3 और चित्र 4 पर प्रस्तुत किया गया है।

चित्र 3. प्रयोगशाला में परीक्षण संयंत्र स्थापित करने की प्रक्रिया

चित्र 4. परीक्षण संयंत्र का लोड ब्लॉक

परीक्षण परिणामों का एक उदाहरण चित्र 5 पर प्रस्तुत किया गया है। जैसे ही स्लाइड दर, संपर्क दबाव और परिचालन पर्यावरण की प्रकृति पर घर्षण गुणांक और पहनने के प्रतिरोध की निर्भरता मान प्राप्त हो जाते हैं, अध्ययन के तहत युग्म के लिए इष्टतम परिचालन मोड और महत्वपूर्ण बिंदुओं की पहचान करना और उनकी अनुप्रयोग सीमाओं का पता लगाना संभव हो जाता है। परीक्षण की प्रक्रिया में तापमान क्षेत्र रीडिंग (चित्र 6 देखें) के रूप में घर्षण तापमान मोड का पता लगाना भी संभव है।

चित्र 5. संपर्क दबाव (P) पर घर्षण गुणांक निर्भरता (f) के रूप में परीक्षण परिणामों का एक उदाहरण

चित्र 6. घर्षण युग्म के तापमान क्षेत्रों का अध्ययन करना

सूक्ष्म संरचनात्मक अध्ययन

ये अध्ययन कोटिंग की संरचना का उसकी प्रारंभिक अवस्था में, और फिर ट्राइबोटेक्निकल परीक्षणों के बाद मूल्यांकन करने के साथ-साथ जटिल आकृतियों की सतहों पर कोटिंग वितरण की एकरूपता का आकलन करने के लिए आयोजित किए जाते हैं। पंप-कंप्रेसर पाइप कपलिंग की आंतरिक थ्रेडेड सतहों पर MODENGY 1014 कोटिंग का अध्ययन करने के लिए नमूने चित्र 7 पर प्रस्तुत किए गए हैं, और परिणामी फोटो जो कोटिंग की एकरूपता और किसी भी दोष की उपस्थिति का आकलन करने का अवसर देती है, चित्र 8 पर है। सूक्ष्म संरचनात्मक अध्ययन एक जटिल ज्यामिति की सतहों पर और सटीकता के प्रति उच्च आवश्यकताओं के साथ उनकी सर्वोत्तम गुणवत्ता प्रदान करने के लिए कोटिंग लगाने की तकनीक के माध्यम से काम करने में सक्षम बनाता है।

चित्र 7. सूक्ष्म संरचनात्मक अध्ययन के लिए नमूने

चित्र 8. MODENGY 1014 के साथ लेपित पंप-कंप्रेसर पाइप कपलिंग के आंतरिक थ्रेडेड सतह अनुभाग का एक माइक्रो-फोटो

 निष्कर्ष

किसी वस्तु को डिजाइन करने के चरण में प्रयोगशाला परीक्षण आयोजित करना अनुप्रयोग सीमाओं को ध्यान में रखते हुए घर्षण युग्मों के लिए इष्टतम सामग्री और कोटिंग्स का चयन करने, सेवा जीवनकाल की भविष्यवाणी करने और अन्य परिचालन गुणों का आकलन करने में सक्षम बनाता है। Modengy के परीक्षण केंद्र के विशेषज्ञ इस या उस घर्षण युग्म का विश्लेषण करते समय इसे सबसे पहले कई तत्वों और बाहरी प्रभावों वाले सिस्टम के रूप में मानते हैं। सिस्टम दृष्टिकोण का उपयोग करके, एक वांछित दिशा में कुछ सिस्टम तत्वों को बदलकर घर्षण गुणांक और पहनने की तीव्रता जैसे आवश्यक आउटपुट पैरामीटर प्राप्त करना संभव हो जाता है।