ट्राइबोमीटर: Difference between revisions

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[[File:Argonne's Tribology Lab - Hydrogen Tribometer.jpg|thumb|हाइड्रोजन ट्राइबोमीटर|334x334px]]ट्राइबोमीटर एक ऐसा उपकरण है जो संपर्क में दो सतहों के बीच [[ टी दिन बीओ के साथ लॉग इन करें ]] मात्राओं को मापता है, जैसे कि घर्षण गुणांक, घर्षण बल और पहनने की मात्रा। इसका आविष्कार 18वीं सदी के [[नीदरलैंड]] के वैज्ञानिक [[पीटर वैन मुस्चेनब्रुक]] ने किया था<ref>[https://books.google.com/books?id=RUQZPb4q-tkC&pg=PA210 Historic scientific instruments in Denmark]</ref><ref>Hutton, Charles [http://archimedes.mpiwg-berlin.mpg.de/cgi-bin/archim/dict/hw?lemma=TRIBOMETER&step=entry&id=d006 A Mathematical and Philosophical Dictionary] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110926233003/http://archimedes.mpiwg-berlin.mpg.de/cgi-bin/archim/dict/hw?lemma=TRIBOMETER&step=entry&id=d006 |date=2011-09-26 }}</ref>
[[File:Argonne's Tribology Lab - Hydrogen Tribometer.jpg|thumb|हाइड्रोजन ट्राइबोमीटर|334x334px]]'''ट्राइबोमीटर''' एक ऐसा उपकरण है जो संपर्क में दो सतहों के बीच ट्राइबोलॉजिकल मात्राओं को मापता है, जैसे घर्षण गुणांक, घर्षण बल और घिसाव आयतन है। इसका आविष्कार 18वीं शताब्दी के डच वैज्ञानिक [[पीटर वैन मुस्चेनब्रुक|मुसचेनब्रुक]] ने किया था।<ref>[https://books.google.com/books?id=RUQZPb4q-tkC&pg=PA210 Historic scientific instruments in Denmark]</ref><ref>Hutton, Charles [http://archimedes.mpiwg-berlin.mpg.de/cgi-bin/archim/dict/hw?lemma=TRIBOMETER&step=entry&id=d006 A Mathematical and Philosophical Dictionary] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110926233003/http://archimedes.mpiwg-berlin.mpg.de/cgi-bin/archim/dict/hw?lemma=TRIBOMETER&step=entry&id=d006 |date=2011-09-26 }}</ref>
ट्राइबोटेस्टर एक मशीन या उपकरण को दिया जाने वाला सामान्य नाम है जो पहनने, घर्षण और [[स्नेहन]] के परीक्षण और सिमुलेशन करने के लिए उपयोग किया जाता है जो ट्राइबोलॉजी के अध्ययन का विषय है।{{Citation needed|date=March 2018|reason=unclear if statement is based on widely-accepted definition. source should be stated.}} अक्सर ट्राइबोटेस्टर अपने कार्य में बेहद विशिष्ट होते हैं और निर्माताओं द्वारा बनाए जाते हैं जो अपने उत्पादों के दीर्घकालिक प्रदर्शन का परीक्षण और विश्लेषण करना चाहते हैं। एक उदाहरण इम्प्लांट (दवा) निर्माताओं का है जिन्होंने ट्रिबोटेस्टर विकसित करने के लिए काफी पैसा खर्च किया है जो मानव हिप जोड़ों में होने वाली गति और बलों को सटीक रूप से पुन: उत्पन्न करता है ताकि वे अपने उत्पादों के त्वरित पहनने वाले परीक्षण कर सकें।


'''ट्राइबोटेस्टर''' एक मशीन या उपकरण को दिया जाने वाला सामान्य नाम है, जिसका उपयोग पहनने, घर्षण और [[स्नेहन]] के परीक्षण और सिमुलेशन करने के लिए किया जाता है, जो कि ट्राइबोलॉजी के अध्ययन का विषय है। प्रायः ट्राइबोटेस्टर अपने कार्य में अत्यंत विशिष्ट होते हैं और इनके द्वारा निर्मित होते हैं। निर्माता जो अपने उत्पादों के दीर्घकालिक प्रदर्शन का परीक्षण और विश्लेषण करना चाहते हैं। उदाहरण आर्थोपेडिक इम्प्लांट निर्माताओं का है जिन्होंने ट्राइबोटेस्टर विकसित करने के लिए काफी पैसा खर्च किया है जो मानव कूल्हे के जोड़ों में होने वाली गतियों और बलों को सटीक रूप से पुन: पेश करते हैं ताकि वे अपने उत्पादों के त्वरित पहनने के परीक्षण कर सकें।
== सिद्धांत ==
== सिद्धांत ==
[[Image:Pulley diagram.svg|thumb|334 x 4 पिक्स]]एक साधारण ट्राइबोमीटर को एक लटकते द्रव्यमान और एक क्षैतिज सतह पर आराम करने वाले द्रव्यमान द्वारा वर्णित किया जाता है, जो एक दूसरे से एक तार और चरखी के माध्यम से जुड़ा होता है। घर्षण का गुणांक, μ, जब सिस्टम स्थिर होता है, तब तक लटके हुए द्रव्यमान को बढ़ाकर निर्धारित किया जाता है जब तक कि आराम करने वाला द्रव्यमान स्लाइड करना शुरू नहीं करता। फिर घर्षण बल के लिए सामान्य समीकरण का उपयोग करना:
[[Image:Pulley diagram.svg|thumb|334 x 4 पिक्स]]एक साधारण ट्राइबोमीटर का वर्णन लटकते हुए द्रव्यमान और क्षैतिज सतह पर रुके हुए द्रव्यमान द्वारा किया जाता है, जो एक दूसरे से तार और चरखी के माध्यम से जुड़ा होता है। घर्षण का गुणांक, ''μ'', जब सिस्टम स्थिर होता है, तब तक लटके हुए द्रव्यमान को बढ़ाकर निर्धारित किया जाता है जब तक कि आराम करने वाले द्रव्यमान को स्लाइड करना प्रारम्भ नहीं हो जाता। तब घर्षण बल के लिए सामान्य समीकरण का उपयोग करते हुए:
:<math>F = \mu\N</math>
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जहाँ N, सामान्य बल, बैठे हुए द्रव्यमान के भार (द्रव्यमान x गुरुत्व) के बराबर है (m<sub>T</sub>) और F, लोडिंग फ़ोर्स, हैंगिंग मास (m<sub>H</sub>).
जहाँ N, सामान्य बल, बैठे हुए द्रव्यमान (''m''<sub>T</sub>) के भार (द्रव्यमान x गुरुत्व) के बराबर होता है और ''F'', लोडिंग बल, लटके हुए द्रव्यमान (''m''<sub>H</sub>) के भार (द्रव्यमान x गुरुत्व) के बराबर होता है।


घर्षण के गतिज गुणांक को निर्धारित करने के लिए लटके हुए द्रव्यमान को तब तक बढ़ाया या घटाया जाता है जब तक द्रव्यमान प्रणाली स्थिर गति से नहीं चलती।
घर्षण के गतिज गुणांक को निर्धारित करने के लिए लटके हुए द्रव्यमान को तब तक बढ़ाया या घटाया जाता है जब तक द्रव्यमान प्रणाली स्थिर गति से नहीं चलती।


दोनों ही मामलों में, घर्षण के गुणांक को दो द्रव्यमानों के अनुपात में सरलीकृत किया जाता है:
दोनों ही स्तिथियों में, घर्षण के गुणांक को दो द्रव्यमानों के अनुपात में सरल किया जाता है:
:<math>\mu\ = m_H / m_T</math>
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ट्रिबोमीटर का उपयोग करने वाले अधिकांश परीक्षण अनुप्रयोगों में, परीक्षण से पहले और बाद में परीक्षण नमूनों के द्रव्यमान या सतहों की तुलना करके पहनने को मापा जाता है। पहने हुए सतहों की जांच करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले उपकरण और विधियों में [[ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप]], [[स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप]], [[ऑप्टिकल इंटरफेरोमेट्री]] और यांत्रिक खुरदरापन परीक्षक शामिल हैं।
ट्राइबोमीटर का उपयोग करने वाले अधिकांश परीक्षण अनुप्रयोगों में, परीक्षण से पहले और बाद में परीक्षण नमूनों के द्रव्यमान या सतहों की तुलना करके घिसाव को मापा जाता है। घिसी हुई सतहों की जांच करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण और विधियों में [[ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप]], [[स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप]], [[ऑप्टिकल इंटरफेरोमेट्री]] और मैकेनिकल कर्कशता परीक्षक सम्मिलित हैं।


== प्रकार ==
== प्रकार ==
ट्रिबोमीटर को अक्सर विशिष्ट संपर्क व्यवस्था द्वारा अनुकरण या मूल उपकरण डेवलपर द्वारा संदर्भित किया जाता है। कई व्यवस्थाएँ हैं:
ट्राइबोमीटर को प्रायः विशिष्ट संपर्क व्यवस्था द्वारा अनुकरण या मूल उपकरण निर्माता द्वारा संदर्भित किया जाता है। कई व्यवस्थाएँ हैं:
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* तीन प्लेटों पर बॉल
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* झल्लाहट परीक्षण मशीन
* फ्रेटिंग टेस्ट मशीन
* ट्विन डिस्क
* ट्विन डिस्क


=== [[उछलती गेंद]] ===
=== बाउंसिंग बॉल ===
बाउंसिंग बॉल ट्राइबोमीटर में एक गेंद होती है जो सतह के खिलाफ एक कोण पर प्रभावित होती है। एक विशिष्ट परीक्षण के दौरान, एक गेंद को एक ट्रैक के साथ एक कोण पर तब तक स्लाइड किया जाता है जब तक कि यह सतह से टकराती नहीं है और फिर सतह से उछल जाती है। गेंद और सतह के बीच संपर्क में उत्पन्न घर्षण के परिणामस्वरूप सतह पर एक क्षैतिज बल और गेंद पर एक घूर्णी बल होता है। उच्च गति फोटोग्राफी का उपयोग करके या क्षैतिज सतह पर बल को मापकर गेंद की घूर्णी गति का पता लगाकर घर्षण बल निर्धारित किया जाता है। गेंद के प्रभाव के कारण बड़े तात्क्षणिक बल के कारण संपर्क में दबाव बहुत अधिक होता है।
''बाउंसिंग बॉल ट्राइबोमीटर'' में गेंद होती है जो सतह के विरुद्ध कोण पर प्रभावित होती है। एक विशिष्ट परीक्षण के दौरान, गेंद को ट्रैक के साथ एक कोण पर तब तक सर्पण किया जाता है जब तक कि यह सतह को प्रभावित न करे और फिर सतह से उछल जाए। गेंद और सतह के बीच संपर्क में उत्पन्न घर्षण सतह पर क्षैतिज बल और गेंद पर घूर्णी बल के रूप में परिणामित होता है। उच्च गति फोटोग्राफी का उपयोग करके या क्षैतिज सतह पर बल को मापकर गेंद की घूर्णी गति को ज्ञात करके घर्षण बल का निर्धारण किया जाता है। गेंद के साथ प्रभाव के कारण बड़े तात्कालिक बल के कारण संपर्क में दबाव बहुत अधिक होता है।


[[बॉल बेयरिंग]] या [[गियर]] में पाए जाने वाले उच्च दबावों के तहत स्नेहक की कतरनी विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए बाउंसिंग बॉल ट्रिबोमीटर का उपयोग किया गया है।
बॉल बेयरिंग या [[गियर]] में पाए जाने वाले उच्च दबावों के तहत स्नेहक की अपरूपण विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए बाउंसिंग बॉल ट्राइबोमीटर का उपयोग किया गया है।


===डिस्क पर पिन ===
===डिस्क पर पिन ===
डिस्क ट्रिबोमीटर पर एक पिन में एक स्थिर पिन होता है जो आमतौर पर घूर्णन डिस्क के खिलाफ लोड होता है। किसी विशिष्ट संपर्क का अनुकरण करने के लिए पिन का कोई भी आकार हो सकता है, लेकिन संपर्क ज्यामिति को सरल बनाने के लिए अक्सर बेलनाकार युक्तियों का उपयोग किया जाता है। घर्षण का गुणांक घर्षण बल के अनुपात से पिन पर लोडिंग बल द्वारा निर्धारित किया जाता है।
''पिन-ऑन-डिस्क ट्राइबोमीटर'' में एक स्थिर पिन होता है जो सामान्य रूप से घूर्णन डिस्क के विरुद्ध भार होता है। किसी विशिष्ट संपर्क को अनुकरण करने के लिए पिन का कोई भी आकार हो सकता है, लेकिन संपर्क ज्यामिति को सरल बनाने के लिए बेलनाकार युक्तियों का उपयोग प्रायः किया जाता है। घर्षण का गुणांक पिन पर भार बल के लिए घर्षण बल के अनुपात से निर्धारित होता है।


डिस्क परीक्षण पर पिन [[आंतरिक दहन इंजन]]ों में [[ कपाट रेल ]] घटकों पर हीरे जैसी कार्बन [[कोटिंग्स]] जैसे कम घर्षण कोटिंग्स के लिए एक सरल पहनने और घर्षण परीक्षण प्रदान करने में उपयोगी साबित हुआ है।
[[आंतरिक दहन इंजन|आंतरिक दहन]] इंजनों में वाल्व ट्रेन घटकों पर हीरे की तरह कार्बन कोटिंग्स जैसे न्यून घर्षण विलेपन के लिए पिन-ऑन-डिस्क परीक्षण एक साधारण घिसाव और घर्षण परीक्षण प्रदान करने में उपयोगी प्रमाणित हुआ है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
* [[घर्षण (यांत्रिक)]]
* [[घर्षण (यांत्रिक)]]
* [[मोड़ संपीड़न परीक्षक]]
* [[मोड़ संपीड़न परीक्षक|ट्विस्ट न्यून्प्रेशन टेस्टर]]
* ट्राइबोलॉजी
* ट्राइबोलॉजी


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Latest revision as of 10:08, 30 June 2023

न्यूमैटिक ट्राइबोमीटर
स्थैतिक घर्षण ट्राइबोमीटर
हाइड्रोजन ट्राइबोमीटर

ट्राइबोमीटर एक ऐसा उपकरण है जो संपर्क में दो सतहों के बीच ट्राइबोलॉजिकल मात्राओं को मापता है, जैसे घर्षण गुणांक, घर्षण बल और घिसाव आयतन है। इसका आविष्कार 18वीं शताब्दी के डच वैज्ञानिक मुसचेनब्रुक ने किया था।[1][2]

ट्राइबोटेस्टर एक मशीन या उपकरण को दिया जाने वाला सामान्य नाम है, जिसका उपयोग पहनने, घर्षण और स्नेहन के परीक्षण और सिमुलेशन करने के लिए किया जाता है, जो कि ट्राइबोलॉजी के अध्ययन का विषय है। प्रायः ट्राइबोटेस्टर अपने कार्य में अत्यंत विशिष्ट होते हैं और इनके द्वारा निर्मित होते हैं। निर्माता जो अपने उत्पादों के दीर्घकालिक प्रदर्शन का परीक्षण और विश्लेषण करना चाहते हैं। उदाहरण आर्थोपेडिक इम्प्लांट निर्माताओं का है जिन्होंने ट्राइबोटेस्टर विकसित करने के लिए काफी पैसा खर्च किया है जो मानव कूल्हे के जोड़ों में होने वाली गतियों और बलों को सटीक रूप से पुन: पेश करते हैं ताकि वे अपने उत्पादों के त्वरित पहनने के परीक्षण कर सकें।

सिद्धांत

334 x 4 पिक्स

एक साधारण ट्राइबोमीटर का वर्णन लटकते हुए द्रव्यमान और क्षैतिज सतह पर रुके हुए द्रव्यमान द्वारा किया जाता है, जो एक दूसरे से तार और चरखी के माध्यम से जुड़ा होता है। घर्षण का गुणांक, μ, जब सिस्टम स्थिर होता है, तब तक लटके हुए द्रव्यमान को बढ़ाकर निर्धारित किया जाता है जब तक कि आराम करने वाले द्रव्यमान को स्लाइड करना प्रारम्भ नहीं हो जाता। तब घर्षण बल के लिए सामान्य समीकरण का उपयोग करते हुए:

जहाँ N, सामान्य बल, बैठे हुए द्रव्यमान (mT) के भार (द्रव्यमान x गुरुत्व) के बराबर होता है और F, लोडिंग बल, लटके हुए द्रव्यमान (mH) के भार (द्रव्यमान x गुरुत्व) के बराबर होता है।

घर्षण के गतिज गुणांक को निर्धारित करने के लिए लटके हुए द्रव्यमान को तब तक बढ़ाया या घटाया जाता है जब तक द्रव्यमान प्रणाली स्थिर गति से नहीं चलती।

दोनों ही स्तिथियों में, घर्षण के गुणांक को दो द्रव्यमानों के अनुपात में सरल किया जाता है:

ट्राइबोमीटर का उपयोग करने वाले अधिकांश परीक्षण अनुप्रयोगों में, परीक्षण से पहले और बाद में परीक्षण नमूनों के द्रव्यमान या सतहों की तुलना करके घिसाव को मापा जाता है। घिसी हुई सतहों की जांच करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण और विधियों में ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, ऑप्टिकल इंटरफेरोमेट्री और मैकेनिकल कर्कशता परीक्षक सम्मिलित हैं।

प्रकार

ट्राइबोमीटर को प्रायः विशिष्ट संपर्क व्यवस्था द्वारा अनुकरण या मूल उपकरण निर्माता द्वारा संदर्भित किया जाता है। कई व्यवस्थाएँ हैं:

  • चार गेंदें [3]
  • डिस्क पर पिन
  • डिस्क पर गेंद
  • रिंग ऑन रिंग
  • तीन प्लेटों पर बॉल
  • रेसिप्रोकेटिंग पिन (सामान्यतः एसआरवी या एचएफआरआर के रूप में संदर्भित) [4]
  • रिंग पर ब्लॉक करें
  • बाउंसिंग बॉल [5]
  • फ्रेटिंग टेस्ट मशीन
  • ट्विन डिस्क

बाउंसिंग बॉल

बाउंसिंग बॉल ट्राइबोमीटर में गेंद होती है जो सतह के विरुद्ध कोण पर प्रभावित होती है। एक विशिष्ट परीक्षण के दौरान, गेंद को ट्रैक के साथ एक कोण पर तब तक सर्पण किया जाता है जब तक कि यह सतह को प्रभावित न करे और फिर सतह से उछल जाए। गेंद और सतह के बीच संपर्क में उत्पन्न घर्षण सतह पर क्षैतिज बल और गेंद पर घूर्णी बल के रूप में परिणामित होता है। उच्च गति फोटोग्राफी का उपयोग करके या क्षैतिज सतह पर बल को मापकर गेंद की घूर्णी गति को ज्ञात करके घर्षण बल का निर्धारण किया जाता है। गेंद के साथ प्रभाव के कारण बड़े तात्कालिक बल के कारण संपर्क में दबाव बहुत अधिक होता है।

बॉल बेयरिंग या गियर में पाए जाने वाले उच्च दबावों के तहत स्नेहक की अपरूपण विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए बाउंसिंग बॉल ट्राइबोमीटर का उपयोग किया गया है।

डिस्क पर पिन

पिन-ऑन-डिस्क ट्राइबोमीटर में एक स्थिर पिन होता है जो सामान्य रूप से घूर्णन डिस्क के विरुद्ध भार होता है। किसी विशिष्ट संपर्क को अनुकरण करने के लिए पिन का कोई भी आकार हो सकता है, लेकिन संपर्क ज्यामिति को सरल बनाने के लिए बेलनाकार युक्तियों का उपयोग प्रायः किया जाता है। घर्षण का गुणांक पिन पर भार बल के लिए घर्षण बल के अनुपात से निर्धारित होता है।

आंतरिक दहन इंजनों में वाल्व ट्रेन घटकों पर हीरे की तरह कार्बन कोटिंग्स जैसे न्यून घर्षण विलेपन के लिए पिन-ऑन-डिस्क परीक्षण एक साधारण घिसाव और घर्षण परीक्षण प्रदान करने में उपयोगी प्रमाणित हुआ है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Historic scientific instruments in Denmark
  2. ↑ Hutton, Charles A Mathematical and Philosophical Dictionary Archived 2011-09-26 at the Wayback Machine
  3. ↑ Jones, William R.; Poslowski, Agnieszka K.; Shogrin, Bradley A.; Herrera-Fierro, Pilar; Jansen, Mark J. (1999). "Evaluation of Several Space Lubricants Using a Vacuum Four-Ball Tribometer". Tribology Transactions. 42 (2): 317–323. doi:10.1080/10402009908982223. hdl:2060/19990013975. S2CID 137361318.
  4. ↑ Wei, D.P.; Spikes, H.A.; Korcek, S. (1999). "गैसोलीन की चिकनाई". Tribology Transactions. 42 (4): 813–823. doi:10.1080/10402009908982288.
  5. ↑ Höglund, Erik (March 1989). "The Relationship Between Lubricant Shear Strength and Chemical Composition of the Base Oil". Wear. 130: 213–224. doi:10.1016/0043-1648(89)90234-2.
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