Le principe du film en coin est un concept fondamental en tribologie, qui est l'étude du frottement, de la lubrification et de l'usure entre les surfaces en contact. Cela est particulièrement important pour comprendre les mécanismes de lubrification des contacts glissants, tels que les paliers lisses, les butées et les suiveurs de came.
Lorsque deux surfaces solides entrent en contact sous charge, elles subissent un frottement et une usure dus à l'interaction de leurs aspérités de surface (pics et vallées). Pour réduire la friction et l'usure, une fine couche de lubrifiant est introduite entre les surfaces. Ce film lubrifiant sépare les aspérités, empêchant le contact direct et réduisant les frottements et l'usure.
Le principe du film en coin explique comment un espace convergent en forme de coin entre deux surfaces de glissement peut générer et maintenir une pression hydrodynamique au sein du film lubrifiant. Cette pression est ce qui supporte la charge et maintient les surfaces séparées, réalisant ainsi efficacement une lubrification hydrodynamique.
Comment ça marche :
1. Coin convergent : Lorsque l'une des surfaces se déplace par rapport à l'autre, un espace en forme de coin se crée entre elles. La nature convergente de l'espace fait que le lubrifiant est attiré dans l'espace par les forces visqueuses du lubrifiant lui-même.
2. Génération de pression : À mesure que le lubrifiant s'écoule dans le coin convergent, sa pression augmente en raison de la diminution de l'espace. Cette pression agit normalement sur les surfaces de glissement, les écartant.
3. Support de chargement : La pression générée au sein du film lubrifiant supporte la charge appliquée entre les surfaces. Cette pression agit comme un coin fluide qui sépare les surfaces, empêchant tout contact direct et réduisant la friction et l'usure.
4. Contrainte de cisaillement et viscosité : Le lubrifiant agit comme un fluide visqueux, résistant à l'écoulement du coin. Les forces de cisaillement (dues à la viscosité du lubrifiant) contrebalancent la charge appliquée, améliorant encore la capacité de charge du film lubrifiant.
Le principe du film en coin est essentiel pour comprendre la conception et le fonctionnement des roulements hydrodynamiques et autres systèmes tribologiques. En concevant des surfaces aux formes appropriées capables de créer et de maintenir des espaces en forme de coin, les ingénieurs peuvent obtenir une lubrification efficace et réduire considérablement la friction et l'usure de divers composants mécaniques.
