கட்டுரை எண்.181 | ஒரு சாளரத் தாங்கியின் உராய்வு-சோர்வு ஆயுட்காலத்தில் மேற்பரப்பு சொரசொரப்பின் தாக்கம்
கட்டுரை எண்.181 | ஒரு சாளரத் தாங்கியின் உராய்வு-சோர்வு ஆயுட்காலத்தில் மேற்பரப்பு சொரசொரப்பின் தாக்கம்
ஒரு தடத்தின் மேற்பரப்புஜன்னல் உராய்வு நிலைஇது முற்றிலும் வழவழப்பாக இல்லை. இது உற்பத்தி செயல்முறையால் உருவாக்கப்பட்ட, மேடு பள்ளங்கள் நிறைந்த ஒரு நுண்ணிய நிலப்பரப்பு போன்ற, ஒரு திட்டமிட்ட சொரசொரப்பைக் கொண்டுள்ளது. இந்த மேற்பரப்பு சொரசொரப்பு ஒரு குறைபாடு அல்ல. இது ஒரு பொறியியல் அளவுருவாகும், இது துல்லியமான வரம்புகளுக்குள் குறிப்பிடப்பட்டு கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் இது தாங்கியின் செயல்திறனையும் அதன் ஆயுளையும் நேரடியாகப் பாதிக்கிறது. மிகவும் சொரசொரப்பாக இருந்தால், மேற்பரப்பு ஒரு சிராய்ப்பாகச் செயல்பட்டு, உராய்வுப் பட்டையை அரித்து, தேய்மானத்தை விரைவுபடுத்துகிறது. மிகவும் வழவழப்பாக இருந்தால், மேற்பரப்பால் மசகு எண்ணெயைத் தக்கவைக்கவோ அல்லது சாளரத்தை அதன் நிலையில் வைத்திருக்கத் தேவையான உராய்வை உருவாக்கவோ முடியாது. மேற்பரப்பு சொரசொரப்புக்கும் ஒரு சாளரத் தாங்கியின் உராய்வு-தேய்மான ஆயுளுக்கும் இடையிலான தொடர்பு, இந்த வன்பொருளின் வடிவமைப்பில் உள்ள மிக அடிப்படையான இணைப்புகளில் ஒன்றாகும்.
மேற்பரப்பு சொரசொரப்பு எதை அளவிடுகிறது
மேற்பரப்பு சொரசொரப்பு என்பது, இயந்திரத்தால் செதுக்கப்பட்ட அல்லது வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு மேற்பரப்பில் உள்ள நுண்ணிய ஒழுங்கற்ற தன்மைகளை அளவிடுகிறது. இதன் மிகவும் பொதுவான அளவுரு ரா ஆகும்; இது ஒரு குறிப்பிட்ட மாதிரி நீளத்தில், சராசரிக் கோட்டிலிருந்து மேற்பரப்பு வடிவத்தின் முழுமையான விலகல்களின் எண்கணித சராசரியாகும். ஒரு மெருகூட்டப்பட்ட துருப்பிடிக்காத எஃகு தடம்...ஜன்னல் உராய்வு நிலை0.2 முதல் 0.4 மைக்ரோமீட்டர் வரையிலான ரா மதிப்பைக் கொண்டிருக்கலாம்—தொடுவதற்கு மென்மையாக இருந்தாலும், நுண்ணிய அளவில் அளவிடக்கூடிய ஒரு இழையமைப்பைக் கொண்டிருக்கும். 0.8 முதல் 1.2 மைக்ரோமீட்டர் வரையிலான ரா மதிப்பைக் கொண்ட ஒரு கரடுமுரடான மேற்பரப்பு, கண்ணுக்குத் தெரியும் இயந்திர வேலைப்பாடுகளின் அடையாளங்களைக் கொண்டிருக்கும். இந்த மதிப்புகள் சிறியதாகத் தோன்றினாலும், ஒரு உராய்வுப் பட்டையால் உணரக்கூடிய வேறுபாடுகளை அவை பிரதிபலிக்கின்றன. அந்த உராய்வுப் பட்டை, தனக்கே உரிய மேற்பரப்பு இழையமைப்புடன், இந்தத் தடங்களின் ஒழுங்கற்ற தன்மைகளுடன் ஒரு தொடர்பு நடனத்தில் ஊடாடுகிறது; இந்த நடனமே தேய்மான விகிதம், பிடிப்பு விசை மற்றும் சோர்வு ஆயுள் ஆகியவற்றைத் தீர்மானிக்கிறது.
சொரசொரப்பு உராய்வை எவ்வாறு அதிகரிக்கிறது
ஒரு கரடுமுரடான மேற்பரப்புஜன்னல் உராய்வு நிலைடிராக், டிராக் மற்றும் உராய்வுப் பட்டைக்கு இடையேயான உராய்வுக் குணகத்தை அதிகரிக்கிறது. கரடுமுரடான மேற்பரப்பின் முகடுகள், மென்மையான பட்டைப் பொருளுக்குள் ஆழமாகப் பதிந்து, இயந்திரப் பிணைப்பை உருவாக்குகின்றன; நழுவுதல் ஏற்படுவதற்கு முன்பு இந்தப் பிணைப்பைக் கடக்க வேண்டியது அவசியம். இந்த அதிகரித்த உராய்வு கலவையான விளைவுகளைக் கொண்டுள்ளது. குறுகிய காலத்தில், இது வலுவான பிடிப்பு விசையை வழங்குகிறது—தாங்கி, சாளரத்தை மிகவும் உறுதியாகப் பற்றிக்கொள்கிறது. ஆனால் இந்த நன்மைக்கு ஒரு விலை உண்டு. மேலும், ஒவ்வொரு முறை கடந்து செல்லும்போதும், இந்தப் பிணைப்பு முகடுகள் பட்டையிலிருந்து பொருளைச் சுரண்டி, தேய்மானக் குப்பைகளை உருவாக்கி, பட்டையின் சிதைவை வேகப்படுத்துகின்றன. மிகவும் கரடுமுரடான ஒரு டிராக், உராய்வுப் பட்டையை அதன் வடிவமைக்கப்பட்ட ஆயுட்காலத்தின் ஒரு சிறு பகுதியிலேயே தேய்ந்து போகச் செய்துவிடும். தொடக்கத்தில் உறுதியாகப் பிடித்துக் கொள்ளும் தாங்கி, பட்டைப் பொருள் தேய்ந்து போகப் படிப்படியாகத் தனது பிடிப்பை இழப்பதை பயனர் உணர்கிறார்.
கடினத்தன்மை சோர்வை எவ்வாறு துரிதப்படுத்துகிறது
மேற்பரப்பின் சொரசொரப்பானது, அழுத்தக் குவிப்பு எனப்படும் ஒரு பொறிமுறையின் மூலம் சோர்வு ஆயுளைப் பாதிக்கிறது. ஒரு தடத்தின் மேற்பரப்பில் உள்ள ஒவ்வொரு மேடும் பள்ளமும்...ஜன்னல் உராய்வு நிலைஇது ஒரு நுண்ணிய பள்ளமாகச் செயல்படுகிறது. ஜன்னலை ஒவ்வொரு முறை திறக்கும்போதும் மூடும்போதும் ஏற்படுவது போல, சுழற்சிமுறை சுமைகள் செலுத்தப்படும்போது, இந்தப் பள்ளங்கள் அழுத்தத்தைக் குவிக்கின்றன. ஒரு பள்ளத்தின் அடிப்பகுதியில் உள்ள உள்ளூர் அழுத்தம், சுற்றியுள்ள பொருளின் இயல்பான அழுத்தத்தை விடப் பல மடங்கு அதிகமாக இருக்கலாம். மீண்டும் மீண்டும் சுமையேற்றப்படும்போது, இந்த அழுத்தக் குவிப்புள்ள இடங்கள் சோர்வு விரிசல் தொடங்கும் இடங்களாக மாறுகின்றன. மேற்பரப்பு எவ்வளவு மென்மையாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு குறைவாக அழுத்தக் குவிப்பு வெளிப்படும், மேலும் சோர்வு ஆயுளும் அவ்வளவு அதிகமாக இருக்கும். இதனால்தான் விண்வெளி மற்றும் வாகனப் பொறியியலில் சோர்வுக்கு மிக முக்கியமான பாகங்கள் மிகக் குறைந்த சொரசொரப்பு மதிப்புகளுக்கு மெருகூட்டப்படுகின்றன. 1.0 மைக்ரோமீட்டர் ரா கொண்ட ஒரு உராய்வுத் தாங்கிப் பாதையின் சோர்வு ஆயுள், 0.3 மைக்ரோமீட்டர் ரா கொண்ட அதே பாதையுடன் ஒப்பிடும்போது 30 முதல் 50 சதவீதம் வரை குறையக்கூடும். இந்த வேறுபாடு வெறும் தோற்ற வேறுபாடு அல்ல. ஒரு விரிசல் தொடங்கிப் பரவுவதற்கு முன்பு, அந்தத் தாங்கி எத்தனை சுழற்சிகளைத் தாங்க முடியும் என்பதே இதில் உள்ள விஷயம்.
மசகு எண்ணெய் தக்கவைப்பு சமநிலை
ஒரு மேற்பரப்பில் மசகு எண்ணெய் தக்கவைப்பில் மேற்பரப்பின் சொரசொரப்பு ஒரு முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது.ஜன்னல் உராய்வு நிலைதடம். முற்றிலும் வழவழப்பான மேற்பரப்பால் மசகுப் படலத்தைத் தக்கவைக்க முடியாது. அழுத்தத்தின் காரணமாக மசகுப் பொருள் வெளியேற்றப்பட்டு, மேற்பரப்புகள் நேரடித் தொடர்பில் இருக்கும். சற்றே கரடுமுரடான மேற்பரப்பு, அதன் பள்ளங்களின் வலைப்பின்னலுடன், மசகுப் பொருள் சேகரிக்கக்கூடிய நீர்த்தேக்கங்களை வழங்குகிறது. சறுக்கும் ஷூ கடந்து செல்லும்போது, மசகுப் பொருள் மீண்டும் தொடர்பு மண்டலத்திற்குள் இழுக்கப்படுகிறது. இதனால்தான் ஒரு உராய்வுத் தாங்கித் தடத்திற்கான உகந்த மேற்பரப்புக் கரடுமுரடு தன்மை பூஜ்ஜியமாக இருப்பதில்லை. இது, மசகுப் பொருளைத் தக்கவைப்பதன் நன்மைகளை, அதிகரித்த உராய்வு மற்றும் அழுத்தச் செறிவின் செலவுகளுக்கு எதிராகச் சமநிலைப்படுத்தும் ஒரு மதிப்பாகும். உற்பத்தியாளர்கள், சோர்வு இழப்பைக் குறைக்கும் அதே வேளையில் போதுமான மசகுப் பொருள் தக்கவைப்பை வழங்கும் மேற்பரப்புக் கரடுமுரடு மதிப்புகளைக் குறிப்பிடுகின்றனர். குறிப்பிட்ட மதிப்பு, மசகுப் பொருளின் வகை, உராய்வுப் பட்டையின் பொருள் மற்றும் எதிர்பார்க்கப்படும் சுமை நிலைகளைப் பொறுத்தது.
உற்பத்தி முறைகள் மற்றும் சொரசொரப்பு கட்டுப்பாடு
ஒரு மேற்பரப்பின் சொரசொரப்புஜன்னல் உராய்வு நிலைதடம் உற்பத்தி செயல்முறையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. உருட்டப்பட்ட துருப்பிடிக்காத எஃகுப் பட்டை, உருளைகளின் மேற்பரப்பு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, இது பல்வேறு சொரசொரப்பு மதிப்புகளை உருவாக்க குறிப்பிடப்படலாம். உருட்டப்பட்ட மேற்பரப்புகள் பொதுவாக மென்மையாகவும் சீராகவும் இருக்கும், அவற்றின் சொரசொரப்பு மதிப்புகள் ஆலையில் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன. அதைத் தொடர்ந்த வளைத்தல், முத்திரையிடுதல் மற்றும் துளையிடுதல் போன்ற உருவாக்கும் செயல்பாடுகள், குறிப்பிட்ட பகுதிகளில் மேற்பரப்பை மாற்றக்கூடும். குறிப்பாக, வளைவு ஆரங்கள் மேற்பரப்பு நீட்சிக்கு உள்ளாகின்றன, இது மேற்பரப்பை சொரசொரப்பாக்கி கூடுதல் அழுத்தச் செறிவுகளை உருவாக்குகிறது. அரைத்தல் அல்லது தேய்த்தல் மூலம் உருவாக்கப்படும் இயந்திர மேற்பரப்புகள், வெட்டும் திசையுடன் சீரமைக்கப்பட்ட கருவி அடையாளங்களைக் கொண்டுள்ளன. இந்த திசை அடையாளங்கள் திசைசார்ந்த சொரசொரப்பை உருவாக்குகின்றன - அதாவது, மேற்பரப்பு வெவ்வேறு திசைகளில் வெவ்வேறு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு உராய்வுத் தாங்கித் தடத்திற்கு, சறுக்கும் திசையுடன் தொடர்புடைய சொரசொரப்பின் திசை முக்கியமானது. சறுக்கும் திசைக்கு செங்குத்தாக இருக்கும் சொரசொரப்பு, காலணியின் பயணத் திசைக்கு இணையாக இருக்கும் சொரசொரப்பை விட அதிக எதிர்ப்பையும் வேகமான தேய்மானத்தையும் உருவாக்குகிறது.
தேய்மானம் மற்றும் மேற்பரப்பு மாற்றம்
ஒரு புதிய மேற்பரப்பு கரடுமுரடுஜன்னல் உராய்வு நிலைதாங்கியின் சேவைக்காலம் முழுவதும் தடம் ஒரே சீராக இருப்பதில்லை. சறுக்கும் ஷூவின் தொடர்ச்சியான நகர்வு, தடத்தின் மேற்பரப்பை மெருகேற்றி, அதன் முகடுகளின் உயரத்தை படிப்படியாகக் குறைத்து, பள்ளங்களை தேய்மானத் துகள்களால் நிரப்புகிறது. இந்தத் தேய்வு செயல்முறை, முதல் சில ஆயிரம் சுழற்சிகளின் போது, பயனுள்ள சொரசொரப்பை 20 முதல் 40 சதவீதம் வரை குறைக்கக்கூடும். தடம் மென்மையாகிறது, இது உராய்வையும் பேட் தேய்மானத்தையும் குறைக்கிறது, ஆனால் மசகு எண்ணெய் தக்கவைப்பையும் குறைக்கிறது. மெருகேற்றப்பட்ட மேற்பரப்பு, சறுக்கும் திசையுடன் இணைந்த ஒரு திசைசார்ந்த அமைப்பையும் உருவாக்கக்கூடும், இது அந்தத் திசையில் உராய்வைக் குறைத்து, மற்ற திசைகளில் அதை அதிகரிக்கக்கூடும். மேற்பரப்பின் இந்த மாற்றம் என்பது, உற்பத்தியின் போது குறிப்பிடப்பட்ட சொரசொரப்பு, பல வருட சேவைக்குப் பிறகு தாங்கி செயல்படும் சொரசொரப்பாக இருப்பதில்லை என்பதாகும். பராமரிப்பு முறைகளான சுத்தம் செய்தல் மற்றும் மசகு எண்ணெய் இடுதல் போன்றவை, இந்த மாறிய மேற்பரப்புடன் தொடர்பு கொள்கின்றன, மேலும் அவற்றின் செயல்திறன், தற்போதைய மேற்பரப்பு நிலைக்கு ஏற்ற மசகு எண்ணெயைப் பொருத்துவதைப் பொறுத்து ஓரளவு அமைகிறது.
விவரக்குறிப்பு தாக்கங்கள்
வாங்குபவர் அல்லது விவரக்குறிப்பாளருக்குஜன்னல் உராய்வு நிலைவன்பொருளைப் பொறுத்தவரை, மேற்பரப்பு சொரசொரப்பு என்பது தரவுத் தாளில் அரிதாகவே அச்சிடப்படும் ஒரு அளவுருவாகும், ஆனால் அது செயல்திறனை ஆழமாகப் பாதிக்கிறது. மோசமாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மேற்பரப்புப் பூச்சு கொண்ட ஒரு ஸ்டே—அதாவது, மிகவும் சொரசொரப்பாகவோ அல்லது சறுக்கும் திசைக்குச் செங்குத்தாக அமைந்த சொரசொரப்பைக் கொண்டோ இருந்தால்—அதன் உராய்வுப் பட்டையை விரைவாகத் தேய்ந்துவிடும், மேலும் தடத்தின் மேற்பரப்பில் சோர்வு விரிசல்கள் ஏற்படக்கூடும். அதிகப்படியாக மெருகூட்டப்பட்ட பூச்சு கொண்ட ஒரு ஸ்டே, போதுமான மசகு எண்ணெய் தக்கவைப்பு இல்லாமை மற்றும் சீரற்ற பிடிப்பு விசை ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படலாம். நடைமுறை அணுகுமுறை என்னவென்றால், தங்கள் தர நிர்ணயச் செயல்முறையின் ஒரு பகுதியாக மேற்பரப்புப் பூச்சைக் கட்டுப்படுத்தும் மற்றும் கேட்கப்படும்போது சொரசொரப்புத் தரவை வழங்கக்கூடிய உற்பத்தியாளர்களிடமிருந்து ஸ்டே-க்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதாகும். பராமரிப்பைப் பொறுத்தவரை, சிராய்ப்பு ஏற்படுத்தாத முறைகளைக் கொண்டு சுத்தம் செய்வதன் மூலமும், தற்போதுள்ள மேற்பரப்பு நிலைக்குப் பொருந்தக்கூடிய தயாரிப்புகளைக் கொண்டு மசகு எண்ணெய் இடுவதன் மூலமும் வடிவமைக்கப்பட்ட மேற்பரப்புப் பூச்சைப் பாதுகாப்பதே இலக்காகும்.
முடிவு
ஒரு மேற்பரப்பின் சொரசொரப்புஜன்னல் உராய்வு நிலைதாங்கியின் செயல்திறன் மற்றும் நீண்ட ஆயுளில், மேற்பரப்புப் பாதை என்பது கண்ணுக்குப் புலப்படாத ஆனால் தீர்க்கமான ஒரு காரணியாகும். அது உராய்வுக் குணகத்தைத் தீர்மானிக்கிறது, மசகு எண்ணெய் தக்கவைப்பை பாதிக்கிறது, நுண்ணிய அளவில் அழுத்தத்தைக் குவிக்கிறது, மேலும் பயன்பாட்டுக் காலம் முழுவதும் தேய்மானத்தின் மூலம் உருவாகிறது. மிகவும் சொரசொரப்பான ஒரு மேற்பரப்புப் பாதை, உராய்வுத் திண்டை வேகமாகத் தேய்த்து, அழுத்தக் குவிப்பின் மூலம் அதன் சோர்வு ஆயுளைக் குறைக்கிறது. மிகவும் வழவழப்பான ஒரு மேற்பரப்புப் பாதை, மசகு எண்ணெயையும் பிடிப்பு நிலைத்தன்மையையும் இழக்கிறது. உகந்த நிலை என்பது, உற்பத்தியின்போதே குறிப்பிடப்பட்டு, முறையான சுத்தம் செய்தல் மற்றும் மசகு எண்ணெய் இடுதல் மூலம் பராமரிக்கப்படும், கவனமாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஒரு இடைநிலை மதிப்பாகும். மேற்பரப்புச் சொரசொரப்பை ஒரு அலங்கார அம்சமாகக் கருதாமல், ஒரு பொறியியல் அளவுருவாகப் புரிந்துகொள்வது, மேலோட்டமாகப் பார்க்கும்போது வார்க்கப்பட்ட துருப்பிடிக்காத எஃகின் ஒரு பட்டையாக மட்டுமே தோன்றும் ஒரு பாகத்தின் வடிவமைப்பில் உள்ள ஆழத்தை வெளிப்படுத்துகிறது.
