Mỡ bôi trơn: Làm sáng tỏ những bí ẩn về hành vi đáng chú ý của chúng
(Dựa trên bài báo “Mô hình động lực học phân tử hạt thô để mô phỏng mỡ bôi trơn”)
Hiệu suất đáng chú ý của mỡ bôi trơn phần lớn là do tính chất lưu biến của chúng, quyết định cách chúng chảy và cư xử trong các điều kiện khác nhau. Mỡ bôi trơn thể hiện sự kết hợp độc đáo giữa các đặc tính giống như chất rắn và chất lỏng, làm cho cả hai đều có khả năng chống rò rỉ và tính cơ động cao khi chịu lực cắt.
Hãy tưởng tượng một ổ trục lăn đầy dầu mỡ khi nghỉ ngơi. Ở trạng thái này, dầu mỡ hoạt động giống như một chất rắn, ngăn không cho nó dễ dàng rò rỉ ra khỏi ổ trục. Đây là một lợi thế quan trọng so với việc chỉ sử dụng dầu, vì nó đảm bảo chất bôi trơn vẫn được giữ nguyên, ngay cả ở những khu vực không có lực cắt tác động, chẳng hạn như trên vai ổ trục, phớt chặn và vỏ.
Tuy nhiên, khi ổ trục bắt đầu quay, mỡ trải qua một sự biến đổi đáng chú ý. Vì nó phải chịu lực cắt, độ nhớt rõ ràng của mỡ giảm, cho phép nó chảy dễ dàng hơn. Hành vi cắt mỏng này là kết quả của cấu trúc vi mô của mỡ, bao gồm một mạng lưới các sợi được hình thành bởi các phân tử chất làm đặc.
Trong giai đoạn “khuấy” ban đầu của hoạt động của ổ trục, mỡ phải chịu năng lượng cắt đáng kể, khiến các sợi thẳng hàng và mạng lưới tạm thời bị gián đoạn. Điều này dẫn đến giảm đáng kể độ nhớt của mỡ, làm cho nó có tính di động cao và có thể chảy vào các khu vực quan trọng của ổ trục.
Khi ổ trục tiếp tục hoạt động, dầu mỡ bước vào giai đoạn “chảy máu”, nơi chỉ diễn ra một dòng chảy chậm. Trong giai đoạn này, các bể chứa bán tĩnh của mỡ bôi trơn, được hình thành ở các khu vực không bị quét của ổ trục, từ từ giải phóng dầu gốc, bổ sung các lớp bôi trơn mỏng trong đường chạy. Việc bổ sung này rất quan trọng cho tuổi thọ lâu dài của ổ trục, vì nó đảm bảo cung cấp chất bôi trơn liên tục.
Để hiểu được hành vi phức tạp của mỡ bôi trơn, chúng tôi đã phát triển các mô hình và mô phỏng khác nhau. Một cách tiếp cận như vậy là sử dụng động lực học phân tử hạt thô, cho phép nghiên cứu sự tương tác giữa các thành phần của mỡ ở cấp độ mesoscale. Xem hình 2 để biết ví dụ về loại hệ thống mà chúng tôi mô phỏng. Lưu ý rằng mặc dù chỉ có hình ảnh hai chiều được hiển thị, các mô phỏng là ba chiều.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tạo ra một mô hình tính toán mô phỏng huyền phù của các sợi tương tác, bán linh hoạt đại diện cho chất làm đặc của mỡ. Những sợi này được ngâm trong một dung môi ngầm, đại diện cho dầu gốc. Bằng cách điều chỉnh độ dài, độ cứng và nồng độ của các sợi, chúng tôi có thể nghiên cứu xem các thông số này ảnh hưởng như thế nào đến đặc tính lưu biến của dầu mỡ. Biểu diễn trực quan về sự tương tác giữa các sợi được sử dụng trong khung mô hình hóa của chúng tôi được hiển thị trong hình. 3.
Các mô phỏng đã tiết lộ một số hiểu biết thú vị. Thứ nhất, chúng tôi nhận thấy rằng các sợi dài hơn và cứng hơn, cũng như nồng độ sợi cao hơn, có xu hướng sắp xếp chặt chẽ hơn với hướng cắt được áp dụng. Sự liên kết này là kết quả của khả năng chống biến dạng của sợi, vì các sợi cứng hơn và dài hơn ít có khả năng bị xẹp xuống hoặc thay đổi hướng của chúng dưới lực cắt.
Các mô phỏng cũng cho thấy độ nhớt của mỡ tăng theo chiều dài, độ cứng và nồng độ của sợi. Điều này phù hợp với các mô hình lý thuyết hiện có dự đoán rằng sự hiện diện của các hạt không hình cầu, chẳng hạn như sợi của mỡ bôi trơn, sẽ làm tăng lực cản dòng chảy, dẫn đến độ nhớt cao hơn (hình 4).
Điều thú vị là chúng tôi có thể nghiên cứu sâu hơn về hoạt động riêng lẻ của từng sợi. Chúng tôi nhận thấy rằng biến dạng cắt tác dụng lên mỡ sẽ làm kéo dài các sợi và làm tăng ứng suất kéo bên trong chúng. Trong khi năng lượng trên mỗi liên kết không đổi ở trạng thái cân bằng, nó tăng lên cùng với chiều dài sợi bị cắt, làm cho các sợi dài hơn dễ bị đứt hơn do ứng suất cao hơn.
Chúng tôi cũng đã khám phá hoạt động của mỡ bôi trơn khi chịu lực cắt dao động, mô phỏng các điều kiện tải động từng gặp trong nhiều ứng dụng. Các mô phỏng cho thấy cả mô đun lưu trữ (đại diện cho thành phần đàn hồi) và mô đun tổn thất (đại diện cho thành phần nhớt) đều tăng theo chiều dài, độ cứng và nồng độ của sợi, như trong hình. 5. Điều này phù hợp với các quan sát thử nghiệm và cung cấp những hiểu biết có giá trị về đặc tính nhớt đàn hồi của mỡ.
Tóm lại, mỡ bôi trơn là vật liệu đáng chú ý đã phát triển qua nhiều thế kỷ và hoạt động phức tạp của chúng tiếp tục mê hoặc các nhà nghiên cứu cũng như kỹ sư. Bằng cách làm sáng tỏ những bí ẩn về lưu biến dầu mỡ thông qua mô hình tính toán tiên tiến, chúng ta có thể hiểu sâu hơn về các chất bôi trơn đa năng này và mở đường cho sự phát triển các giải pháp hiệu quả và đáng tin cậy hơn nữa cho nhiều ngành công nghiệp.
Để mua sản phẩm SKF chính hãng, quý khách vui lòng liên hệ TST Việt Nam – Đại lý ủy quyền SKF tại VN TST Việt Nam có:
– Một đội ngũ nhân viên bán hàng và hỗ trợ kỹ thuật giàu kinh nghiệm. Họ là những người đã hoạt động lâu năm trong lĩnh vực phân phối và dịch vụ kỹ thuật.
– Chúng tôi cam kết mang đến cho khách hàng những sản phẩm chính hãng và dịch vụ cũng như giá thành tốt nhất.
– Định hướng hoạt động của chúng tôi luôn luôn là “Hàng chính hãng – Dịch vụ tin cậy”, mong muốn sẽ là người bạn đồng hành thân thiết của Quý khách hàng.
Bên cạnh mỡ bôi trơn, TST Việt Nam còn cung cấp những sản phẩm khác: ổ đũa côn, vòng bi đũa 1 dãy, vòng bi đũa trụ, vòng bi đũa kim, vòng bi tỳ,… Tất cả đều chính hãng của SKF.
TST Việt Nam- Đại lý ủy quyền SKF tại VN
Hotline: 0988920565 – 024.6269.8688
Địa chỉ: Số 11, ngõ 68 Đường Trung Kính – Cầu Giấy – Hà Nội
Website: https://vongbicongnghiep.vn/