થોડા સમય પહેલા, એક એન્જિનિયરે મને પૂછ્યું:
તેમની પાસે POM ગિયર છે, અને પ્રારંભિક માન્યતા પ્રક્રિયા સરળ રીતે આગળ વધી છે.
વસ્ત્રોના પરીક્ષણના બે રાઉન્ડ હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા, જેમાં ન્યૂનતમ પરિમાણીય ફેરફારો અને સપાટીની ઉત્કૃષ્ટ સ્થિતિ દર્શાવવામાં આવી હતી, જે પુષ્ટિ કરે છે કે સામગ્રીમાં કોઈ નોંધપાત્ર વસ્ત્રોની સમસ્યા નથી.
જો કે, આશરે 200,000 ચક્ર સુધી પહોંચ્યા પછી હાથ ધરવામાં આવેલા તાજેતરના સમગ્ર-મશીન આયુષ્યના પરીક્ષણો દરમિયાન, કેટલાક નમૂનાઓ નોંધપાત્ર રીતે સુસંગત સ્થાનો પર દાંત તૂટવાનું પ્રદર્શિત કરવા લાગ્યા.
હાલમાં સમુદાયમાં કેટલીક ચર્ચાઓ ચાલી રહી છે: કેટલાક તેને પ્રક્રિયાના તાણને આભારી છે, અન્ય માળખાકીય ડિઝાઇનની ખામીઓને આભારી છે, જ્યારે અન્ય લોકો સામગ્રી બેચમાં વિવિધતા પર શંકા કરે છે.
તેણે ખૂબ જ સારો પ્રશ્ન પૂછ્યો-
જો સામગ્રીમાં ખરેખર સમસ્યાઓ હતી, તો શા માટે અગાઉના વસ્ત્રો પરીક્ષણે આવા ઉત્તમ પરિણામો આપ્યા?
આ વાસ્તવમાં ખૂબ જ સામાન્ય સમસ્યા છે, અને ઘણી ટીમો તેમાં પડે છે.
તે જે ખરેખર નિર્દેશ કરે છે તે ચોક્કસ પરિમાણની વિસંગતતા નથી, પરંતુ મૂળભૂત જ્ઞાનાત્મક ગેરસમજ છે.
શા માટે ઉત્તમ વસ્ત્ર પ્રતિકાર પ્રદર્શિત કરતી સામગ્રી વાસ્તવિક-વર્લ્ડ ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ થાક નિષ્ફળતા માટે વધુ સંવેદનશીલ બને છે?
01
ઘણા લોકોને શરૂઆતથી જ "સમસ્યાનો પ્રકાર" ખોટો લાગે છે.
જ્યારે મોટાભાગના લોકો "ઓછા વસ્ત્રો + અનુગામી અસ્થિભંગ" વર્ણનનો સામનો કરે છે, ત્યારે તેમની પ્રથમ પ્રતિક્રિયા અસામાન્યતાને ઓળખવાની છે.
શું સામગ્રીનો આ બેચ અસ્થિર છે? શું પ્રક્રિયામાં કોઈ સમસ્યા છે? અથવા પરીક્ષણ શરતો અસંગત છે?
પરંતુ જો તમે સમસ્યાને તોડી નાખો, તો તમને ખરેખર ખ્યાલ આવશે કે ...
વસ્ત્રો અને થાક એ મૂળભૂત રીતે સમસ્યાઓની સમાન શ્રેણી નથી.
વસ્ત્રો, સારમાં, સપાટીની ઘટના છે.
તમે તેને સામગ્રીની સપાટી સતત "કાપી" અને "ખંજવાળ" તરીકે વિચારી શકો છો.
આ પ્રક્રિયાનો સામનો કરવા માટે કઈ સામગ્રીની જરૂર છે?
તે સરળ છે: સખત, ગાઢ અને કાપવું મુશ્કેલ છે.
અવતરણ: અબ્રેસિવ વેર મિકેનિઝમ્સનો અભ્યાસ અને લાક્ષણિકતાઓ
જેમ તમે જોઈ શકો છો, ઘણી વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક સામગ્રી આ લાક્ષણિકતાઓને શેર કરે છે:
ઉચ્ચ સ્ફટિકીયતા
ઉચ્ચ મોડ્યુલસ
નીચી સપાટી ઊર્જા (લુબ્રિકેટિંગ ઘટકો સાથે)
બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, નીચેના પરીક્ષણો પહેરો:
શું સપાટી બાહ્ય નુકસાનનો સામનો કરી શકે છે?
પરંતુ થાક સંપૂર્ણપણે અલગ તર્કને અનુસરે છે.
થાક સામગ્રીની અંદર થાય છે અને તે એક સંચિત પ્રક્રિયા છે.
દરેક ગિયર એંગેજમેન્ટ અનિવાર્યપણે બેન્ડિંગ અને સ્ટ્રેચિંગનું એક નાનું ચક્ર છે.
તે એક જ જોવા માટે સારું છે, પરંતુ સમસ્યા એ છે કે...
આ ક્રિયા સેંકડો હજારો અથવા તો લાખો વખત પુનરાવર્તિત થશે
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન સામગ્રીની અંદર શું થાય છે?
પરમાણુ સાંકળ પુનરાવર્તિત સ્ટ્રેચિંગ અને રિબાઉન્ડિંગમાંથી પસાર થાય છે.
સ્થાનિક પ્રદેશોમાં ઉલટાવી શકાય તેવું વિરૂપતા જોવા મળે છે.
માઇક્રોસ્કોપિક ખામીઓ ધીમે ધીમે તિરાડોમાં વિસ્તરે છે.
શરૂઆતમાં, તમે કોઈપણ ફેરફારોની નોંધ કરશો નહીં.
પરંતુ જ્યારે ક્રેક ચોક્કસ જટિલ કદ સુધી વધે છે-
મેક્રો અભિવ્યક્તિ છે: અચાનક ભંગાણ.
તેથી, મુખ્ય મુદ્દો "તે શા માટે તૂટી ગયો" નથી, પરંતુ તેના બદલે:
શરૂઆતથી "થાક-પ્રભુત" ઓપરેટિંગ સ્થિતિનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે "વિયર ટેસ્ટિંગ" નો ઉપયોગ મૂળભૂત રીતે અયોગ્ય છે.
02
શા માટે "સુધારેલ વસ્ત્રો પ્રતિકાર" વાસ્તવમાં વધુ વારંવાર થાક નિષ્ફળતા તરફ દોરી જાય છે?
એકવાર તમે મુદ્દાઓને યોગ્ય રીતે વર્ગીકૃત કરી લો તે પછી, તમે એક એવી ઘટનાનું અવલોકન કરશો જે અંતર્જ્ઞાનને નકારી કાઢે છે છતાં ઉચ્ચ-સ્કોરિંગ કેસોમાં ખૂબ પ્રચલિત છે:
વસ્ત્રોના પ્રતિકારને સુધારવા માટેની ઘણી પદ્ધતિઓ આવશ્યકપણે સામગ્રીના થાક પ્રતિકાર સાથે સમાધાન કરે છે.
આ કોઈ સંયોગ નથી; તે બંધારણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
1. સ્ફટિકીયતા જેટલી વધારે છે, સાંકળના ભાગો ઓછા મોબાઈલ બને છે.
POM, PBT અને PET જેવી સામગ્રી શા માટે ઉત્તમ વસ્ત્રો પ્રતિકાર દર્શાવે છે?
પરમાણુ સાંકળો અત્યંત કોમ્પેક્ટ અને સારી રીતે-સંરચનામાં ગોઠવાયેલી છે.
બહારના લોકો માટે તે વાતાવરણમાં પ્રવેશવું અત્યંત મુશ્કેલ છે.
પરંતુ તે છે જ્યાં સમસ્યા આવેલું છે.
જ્યારે સામયિક તાણને આધિન હોય, ત્યારે સામગ્રીએ એક કાર્ય કરવું આવશ્યક છે:
પરમાણુ સાંકળોની માઇક્રોસ્કોપિક હિલચાલ દ્વારા ઊર્જા મુક્ત થાય છે.
જો કે, ઉચ્ચ-સ્ફટિકીય સંરચનાની સમસ્યા છે:
સેગમેન્ટ બંધાયેલ છે.
મફત વોલ્યુમ નાનું છે.
સ્થાનિક રીતે લગભગ કોઈ બફર જગ્યા નથી
પરિણામ છે:
જ્યારે બાહ્ય બળ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેને વિખેરવા માટે કોઈ સ્થાન નથી-આથી તે ફક્ત સાંકળના ચોક્કસ ભાગોમાં કેન્દ્રિત થાય છે-અને અંતે મુખ્ય સાંકળને તૂટવાનું કારણ બને છે.
2. ફિલર ઘણીવાર સમસ્યાને વધારે છે.
ઘણા ફોર્મ્યુલેશન એન્જિનિયરો સાહજિક રીતે માને છે કે:
વસ્ત્રો પ્રતિકાર માટે → સખત ફિલર ઉમેરો
ઉદાહરણ તરીકે, ફાઇબરગ્લાસ, કાર્બન ફાઇબર અને અકાર્બનિક પાવડર.
ટૂંકા ગાળામાં, આ અભિગમ યોગ્ય છે:
સપાટી સખત છે
ઉન્નત સ્ક્રેચ પ્રતિકાર
પરંતુ થાકની સ્થિતિમાં આ તત્વોનું શું થાય છે?
તણાવ વધારનાર
કારણ સરળ છે:
રેઝિન "વિકૃત" છે.
ફિલર "મૂળભૂત રીતે બિન-વિકૃત" છે.
પુનરાવર્તિત લોડિંગ હેઠળ, બે ઘટકો વચ્ચેનું ઇન્ટરફેસ નોંધપાત્ર શીયર તણાવ અનુભવે છે.
સમય જતાં શું થાય છે?
ઇન્ટરફેસ ડિલેમિનેશન
માઇક્રોહોલ્સ બનાવો
ક્રેક ફિલરની ધારથી પ્રચાર કરવાનું શરૂ કરે છે.
છેલ્લે, તમે અસ્થિભંગની સપાટી પર જે અવલોકન કરો છો તે એક સમાન અસ્થિભંગ નથી.
તેના બદલે, તે થાક ક્રેકનો એક લાક્ષણિક કેસ છે જે આંતરિક રીતે વિકાસ પામે છે.
આ વિભાગનો સારાંશ આપવા માટે, તેનો સારાંશ એક વાક્યમાં કરી શકાય છે:
તમે સામગ્રીને "વધુ સ્ક્રેચ-પ્રતિરોધક" અને વધુ "કઠોર" બનાવવાનું લક્ષ્ય રાખો છો, છતાં થાક પ્રતિકાર માટે તે "ગતિશીલ અને ઉર્જા વિસર્જન માટે સક્ષમ" હોવું જરૂરી છે.
03
આ વિરોધાભાસને એન્જિનિયરિંગના પરિપ્રેક્ષ્યમાં કેવી રીતે ઉકેલી શકાય?
ગિયર્સ, બેરિંગ્સ અથવા સ્લાઇડિંગ સાંધા જેવા ઘટકોનું ઉત્પાદન કરતી વખતે, ગ્રાહકની જરૂરિયાતો સામાન્ય રીતે સીધી હોય છે:
તેને ન તો નુકસાન થવું જોઈએ અને ન તો તૂટવું જોઈએ!
તેથી અહીં સમસ્યા છે:
આપણે કેવી રીતે "કઠોરતા" અને "સ્થિતિસ્થાપકતા" વચ્ચે સંતુલન જાળવી શકીએ?
અભિગમ 1: ફક્ત સખતતા વધારવાને બદલે, પ્રથમ ઘર્ષણ ઘટાડવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરો.
જો તમે તમારા બધા પ્રયત્નો "કટીંગ માટે સામગ્રીના પ્રતિકારને સુધારવા" પર કેન્દ્રિત કરો છો.
સિસ્ટમને "ઉચ્ચ કઠોરતા → ઓછી થાક" ના માર્ગ તરફ લઈ જવી સરળ છે.
એક અલગ અભિગમ અજમાવો:
ઘર્ષણનો સીધો પ્રતિકાર કરવાને બદલે ઘર્ષણ ઓછું કરો.
આ બરાબર કેવી રીતે થવું જોઈએ?
સિલિકોન-આધારિત લ્યુબ્રિકેટિંગ તબક્કો ઉમેરો
અતિ-ઉચ્ચ પરમાણુ વજન PE માઇક્રો-પાવડર ઉમેરો
સેલ્ફ-લુબ્રિકેટીંગ સિસ્ટમ વિકસાવવી
આ વસ્તુઓની લાક્ષણિકતાઓ છે:
✔ મોડ્યુલસમાં નોંધપાત્ર વધારો કરતું નથી
✔ જો કે, તે સપાટી પર નીચા શીયર લેયર બનાવી શકે છે
પરિણામ છે:
બાહ્ય બળનો એક ભાગ "કટ ઇન" ને બદલે "સ્લિપ ઓફ" થાય છે.
થાકને કારણે થતું નુકસાન ઘણું ઓછું નોંધપાત્ર છે.
અભિગમ ②: એક સામગ્રી પર આધાર રાખવાને બદલે "ઊર્જા વપરાશ માળખું" વિકસાવો
આ ચોક્કસ છે જ્યાં ઘણા ફેરફાર પ્લાન્ટ તેમની સાચી તકનીકી કુશળતા દર્શાવે છે.
કોર "更强" નથી, પરંતુ તેના બદલે:
ઊર્જાના વિસર્જન માટે સામગ્રીની અંદર જગ્યા આપો.
લાક્ષણિક અભિગમ છે:
એલોય સિસ્ટમ તરીકે, ઉદાહરણ તરીકે POM/TPU
POM કઠોરતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર આપે છે.
TPU સ્થિતિસ્થાપકતા અને ઊર્જા વિસર્જન પ્રદાન કરે છે.
જ્યારે ક્રેક ફેલાય છે:
એકવાર લવચીક તબક્કો આવી જાય...
ઉર્જાનું શોષણ થાય છે.
તિરાડો નિષ્ક્રિય અથવા તો સમાપ્ત થાય છે.
તમે વસ્ત્રોના પ્રતિકારની થોડી માત્રામાં બલિદાન આપી શકો છો.
જો કે, આના પરિણામે થાકને કારણે આયુષ્યમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો.
અભિગમ 3: જો બજેટ પરવાનગી આપે છે, તો સીધા જ યોગ્ય બંધારણ સાથે સામગ્રીનો ઉપયોગ કરો.
કેટલીક સામગ્રીઓ તેમના પરમાણુ બંધારણ દ્વારા સ્વાભાવિક રીતે આ વિરોધાભાસને ઉકેલે છે.
ઉદાહરણ તરીકે PEEK.
તેનું વ્યાખ્યાયિત લક્ષણ "ખાસ કરીને આત્યંતિક હોવાનો એક સૂચક" નથી.
તેના બદલે, તે એક સાથે નીચેની માળખાકીય લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે:
સખત એકમો (સુગંધિત રિંગ્સ, કેટોન જૂથો)
લવચીક બોન્ડ (ઇથર બોન્ડ)
પરિણામ છે:
બંને મજબૂત અને વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક
ચોક્કસ સેગમેન્ટલ ગતિશીલતા પણ દર્શાવે છે
તેથી તમને તે મળશે:
ઘણા ઉચ્ચ-ગતિશીલ ઘટકો (ઉડ્ડયન અને તબીબી એપ્લિકેશનોમાં વપરાય છે),
છેલ્લે, પાછા ફર્યા પછી, અમે આ સામગ્રીઓ પર પાછા આવીએ છીએ.
તે એટલા માટે નથી કારણ કે તે ખર્ચાળ છે, પરંતુ કારણ કે:
સસ્તી સામગ્રીની "માળખાકીય ખામીઓ" એકલા ફોર્મ્યુલેશન દ્વારા સંપૂર્ણપણે ભરપાઈ કરવી મુશ્કેલ છે.
આ પ્રકારની સમસ્યા સાથેનો મૂળભૂત મુદ્દો "ખોટી સામગ્રીનો ઉપયોગ" નથી, પરંતુ:
મૂલ્યાંકન પદ્ધતિનો ખોટી રીતે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.
વસ્ત્રો એ સપાટીઓ વચ્ચેની ઊર્જા ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે.
થાક એ આંતરિક ઊર્જાનો સંચય છે.
જો તમે માત્ર TDS ની અંદર એક મેટ્રિકને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરો છો,
એક પરિમાણમાં સંપૂર્ણતા સુધી પહોંચવું સરળ છે જ્યારે બીજામાં સંપૂર્ણ નિયંત્રણ ગુમાવવું.
ખરેખર અનુભવી ઇજનેરો "સિંગલ મેટ્રિકને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા" પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરતા નથી; તેના બદલે, તેઓનું લક્ષ્ય છે:
કઠોરતા, કઠિનતા, ઘર્ષણ અને ઉર્જાનું વિસર્જન વચ્ચે સંતુલન બિંદુ શોધો જે લાંબા ગાળાની કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરે છે-.
જો તમે ક્યારેય આનો સામનો કર્યો હોય તો:
પ્રારંભિક પરીક્ષણ સરળ રીતે આગળ વધ્યું; જો કે, એકવાર ઉત્પાદનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તે પછી તેની આયુષ્ય અંગે સમસ્યાઓ ઊભી થઈ.
ખાસ કરીને તે એક-
પરિસ્થિતિ જ્યાં "તેને ભાગ્યે જ કોઈ ગ્રાઇન્ડીંગની જરૂર હતી, પરંતુ તેમ છતાં તૂટી ગઈ."
આ સંભવતઃ સંયોગ નથી, પરંતુ સામાન્ય થાક-પ્રેરિત નિષ્ફળતા છે.
માઈક્રોસ્કોપ હેઠળ અસ્થિભંગને નજીકથી જુઓ-જવાબ ઘણીવાર પહેલેથી જ હોય છે.