TRIBOLOGIJA Studija interakcije površina u pokretu

Međutim, stvarni mehanizam trenja klizanja javlja se na mikroskopskoj razini, što znači da tribološke teorije trenja također uključuju topografiju površina. Tribolog razlikuje stvarnu kontaktnu površinu od nominalne kontaktne površine (geometrijske dimenzije), što čini sve praznine ili dijelove čvrstog elementa koji se ne dodiruju. Mehanizmi odgovorni za proces transformiranja energije u blizini površine uključuju:

Što se nosi?

Wear je definiran kao nepovratan gubitak materijala na površinama koje međusobno djeluju. Fizički i kemijski elementarni procesi unutar područja kontakta kliznih parova koji dovode do promjene materijala i oblika trenih partnera poznati su kao mehanizmi trošenja. Ovi mehanizmi trošenja uključuju:

Na mehanizme trenja i trošenja snažno utječe struktura tribološkog sustava kao i inducirani kolektivni stres:

µ=f (tribo-struktura (t), inducirano kolektivno naprezanje (t))

w=f (tribo-struktura (t), inducirano kolektivno naprezanje (t))

Mehanizmi trenja i trošenja ne javljaju se izolirano, već superpozicijom mehanizama koje je izazovno kvantificirati i kontrolirati. Ova se superpozicija javlja u tribotehničkim sustavima u proporcijama koje se ne mogu otkriti i u omjerima koji se razlikuju u vremenu i mjestu, čineći gotovo nemogućim izračunavanje procesa trenja i trošenja u tribo-kontaktu. Zbog toga su tribološki testovi toliko presudni za procjenu tribološkog ponašanja. Ako želimo protumačiti i razumjeti tribološki izmjerene podatke i istraživanja orijentirana na mehanizme, potrebno nam je potpuno znanje o djelujućim mehanizmima u tribo-kontaktu.

Tribolozi klasificiraju uvjete trenja, trošenja i podmazivanja prema sljedećim rasporedima:

• Režim trenja 0:Čvrsto trenje: Trenje se stvara između izravnog dodira čvrstih površina bez maziva.

• Režim trenja I:Granično trenje: Čvrsto trenje, kod kojeg su površine partnera za trenje prekrivene molekularnim filmom maziva koji nema nosivost. Mazivo utječe na karakteristike trenja i habanja.

• Režim trenja II:Mješovito trenje: Režim trenja I i III postoje istovremeno. Vrijednost trenja kombinacija je čvrstog i hidrodinamičkog trenja. Tekući film koji stvara mazivo ima nosivost.

• Režim trenja III:Hidrodinamičko trenje: Vrijednost trenja određuje se smicanjem u tekućini. Nosivost tekućeg filma sprječava izravan kontakt između dvije čvrste površine.

• Režim nošenja:Visoke stope trošenja zbog čvrstog trenja i izravnog kontakta površina.

• Režim nošenja b:Niže vrijednosti habanja zbog filma molekularne tekućine.

• Režim nošenja c:Blago trošenje uslijed djelomičnog odvajanja površina kroz deblji fluidni film.

• Režim nošenja d:"Nula habanja", koja nastaje zbog hidrodinamičkih ili elastohidrodinamičnih filmova tekućine koji sprečavaju izravan kontakt dviju površina.

KAKVE ISHODE MOŽETE OSTVARITI PRIMJENOM TRIBOLOGIJE NA DIZAJN LEŽAJA?

Kako Tribology može dovesti do mjerljivog poboljšanja proizvoda?

Tribološko ispitivanje omogućuje nam dobivanje informacija o tribo performansama materijala za pogon novih i boljih dizajna materijala. Tada možemo ciljati kompozicije materijala kako bismo postigli specifična i bolja tribološka svojstva.

Rezultati triboloških ispitivanja i površinske analitičke metode pomažu nam u procjeni tribo-performansi, uključujući trenje i trošenje, mehanizme otkaza, kinetiku prijenosnih filmova postojećih materijala i novih prototipova na temelju različitih čimbenika i utjecaja. Te nam informacije pomažu vidjeti i razumjeti varijable poput učinaka različitih sastava materijala, uključujući punilo, koncentraciju punila, sinergijske učinke punila, strukturu materijala kao i utjecaj ostalih elemenata njihove strukture sustava.

Kako Tribology poboljšava učinkovitost i produžava vijek trajanja materijala koji nose?

Tribološki optimizirane kontaktne površine

• Utvrđivanje kritičnih čimbenika koji utječu na tribo-sustav

• Utvrđivanje rješenja za poboljšanje učinkovitosti i smanjenje trošenja, uključujući:

• Upotreba materijala optimiziranih za trenje i habanje.

• Optimiziranje uparivanja materijala, što dovodi do niskog nivoa trenja i trošenja.

• Odabir i upotreba ispravnih maziva.

• Dolazak do promjena u dizajnu koje povoljno utječu na ukupne performanse tribo-sustava.

Koji su primjeri triboloških istraživanja tehnološkog napretka ležaja?

Pregled povijesnog napretka u tehnologiji ležajeva potaknutog tribo-istraživanjem, pročitajteovaj članak u magazinu Eureka. Obuhvaća rudimentarne valjkaste ležajeve koje su koristili stari Egipćani, kuglične ležajeve koje su koristili Rimljani 40. godine prije Krista, uloge toplinske obrade očvrslog čelika i keramike na bazi oksida. Također obuhvaća razvoj prvog samopodmazujućeg običnog metalno-polimernog ležaja tvrtke GGB.

U kojim je industrijama i primjenama tribologija korisna?

Tribologija igra središnju ulogu u primjenama u kojima se dvije dodirne površine pomiču jedna u odnosu na drugu. Neke industrije postavljaju veće zahtjeve prema tribološkim sustavima zbog njihove kritičnosti misije, zahtjeva za kontinuiranim radom ili ekstremnih uvjeta.

ŠTO INŽENJER TREBA RAZMISLITI PRI PROJEKTIRANJU PROIZVODA ILI TRENING / NOSENJE EKSPERIMENATA?

To jako ovisi o primjeni. Neke primjene zahtijevaju malo trenje (npr. Ležajni materijali), dok druge zahtijevaju veliko trenje (npr. Kočni sustavi). Za većinu aplikacija primarni je cilj minimalno trošenje materijala. Za mnoge primjene često se cilja definirano slatko mjesto između niskih nivoa trenja i dobrih performansi habanja.

Pri dizajniranju pokusa koji opisuju trenje i habanje, tribološka ispitivanja mogu se svrstati u jednu od šest glavnih kategorija, od terenskih ispitivanja u kategoriji I do najjednostavnijih laboratorijskih testova kategorije VI.

Kategorija I:Ispitivanje na terenu provodi se pod normalnim radnim uvjetima, koji mogu uključivati ​​proširene radne uvjete. To rezultira lošom ponovljivošću, ali blizu je stvarnim zahtjevima s kojima će se suočiti tribološki sustav.

Kategorija II:Eksperimenti se izvode s kompletnom opremom u biljnom okruženju. Ovi eksperimenti mogu postići rezultate blizu normalnih radnih uvjeta i mogu se provoditi tijekom određenog vremenskog razdoblja kako bi se ponovili produženi radni uvjeti uz ograničavanje utjecaja na okoliš.

Kategorija III:Komponente, podsustavi ili sklopovi ispituju se u laboratoriju približavajući se normalnim produženim radnim uvjetima, dajući srednju ponovljivost

Kategorija IV:Laboratorijsko ispitivanje provodi se na serijskim standardnim komponentama pomoću smanjenog uređaja za ispitivanje.

Kategorija V:Eksperimenti se provode na uzorku s ispitnom opremom kako bi se dobili blizu normalnih radnih uvjeta s izvrsnom ponovljivošću.

Kategorija VI: Ispitivanje u laboratoriju provodi se s jednostavnom laboratorijskom ispitnom opremom.

Važno je zapamtiti da u kategorijama od I do III sistemska struktura izvornog tribo-agregata ostaje dosljedna, a samo je kolektivni stres pojednostavljen. Kategorije II i III nude više ponovljivih kolektivnih naprezanja od kategorije I. Nasuprot tome, u kategorijama od IV do VI, struktura sustava je pojednostavljena s nedostatkom smanjenja predvidljivosti u prenosivosti rezultata ispitivanja na usporedive praktične tribotehničke sustave. Kategorije IV do VI nude bolje mjeriteljstvo sub tribo-kontakta, niže troškove i stroži vremenski okvir ispitivanja.1Dakle, uzlaznim redoslijedom kategorija ispitivanja vrijeme ispitivanja, kao i troškovi ispitivanja, znatno se povećavaju, ali raste i prenosivost rezultata ispitivanja.

Kako možemo primijeniti kategorije ispitivanja na ležaj podtribo-sustava?

Tribološka ispitivanja nosećih materijala mogu se podijeliti u četiri glavne kategorije:

• Opisi izvedbe proizvoda, koji bi uključivali kategorije IV i III kako bi se osigurala prenosivost rezultata.

• Nadzor proizvodnje / proizvodnje, uključujući kategorije VI do IV, s tim da je kategorija III također moguća.

• Ispitivanje ležajeva prema kupcima može uključivati ​​kategorije od III do V, imajući na umu da je kategorija V relevantna samo ako se ispitivanje može prilagoditi što bliže aplikaciji.

• Sve se kategorije mogu koristiti za podršku dizajnerima materijala, s nižim kategorijama u ranim fazama razvoja za predizbor i kategorije s većim brojem koje ulaze u obzir kad su dostupne potkomponente i konačni proizvod.

1Horst Czichos, Karl-Heinz Habig: Tribologie Handbuch: Tribometrie, Tribomaterialien, Tribotechnik, Vieweg + Teubner Verlag, 2010.

ŠTO JE GGB-ov PRISTUP RAZVOJU RASPOLOŽENJA LOĐA KROZ TRIBOLOŠKO VJEŠTANJE?