ट्राइबोमीटर

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।

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:

$F=\mu \mathbb {N}$

जहाँ N, सामान्य बल, बैठे हुए द्रव्यमान (m_T) के भार (द्रव्यमान x गुरुत्व) के बराबर होता है और F, लोडिंग बल, लटके हुए द्रव्यमान (m_H) 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:

$\mu \ =m_{H}/m_{T}$

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
• डिस्क पर पिन
• डिस्क पर गेंद
• रिंग ऑन रिंग
• तीन प्लेटों पर बॉल
• रेसिप्रोकेटिंग पिन (सामान्यतः एसआरवी या एचएफआरआर के रूप में संदर्भित)
• रिंग पर ब्लॉक करें
• बाउंसिंग बॉल
• 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

• घर्षण (यांत्रिक)
• ट्विस्ट न्यून्प्रेशन टेस्टर
• ट्राइबोलॉजी