TRİBOLOJİ Hareket Halinde Etkileşen Yüzeylerin İncelenmesi

Bununla birlikte, kayan sürtünmenin gerçek mekanizması mikroskobik düzeyde meydana gelir, bu da sürtünme üzerine tribolojik teorilerin aynı zamanda yüzeylerin topografyasını da içerdiği anlamına gelir. Tribolog, gerçek temas alanı ile katı bir elemanın herhangi bir boşluğunu veya temassız kısımlarını açıklayan nominal temas alanı (geometrik boyutlar) arasında ayrım yapar. Yakın yüzey alanındaki enerji dönüştürme sürecinden sorumlu mekanizmalar şunları içerir:

Ne giyiyor?

Aşınma, etkileşen yüzeylerin geri dönüşü olmayan malzeme kaybı olarak tanımlanır. Sürtünme eşlerinin malzeme ve biçiminde değişikliğe yol açan bir kayan çiftleşmenin temas alanı içindeki fiziksel ve kimyasal temel süreçler aşınma mekanizmaları olarak bilinir. Bu aşınma mekanizmaları şunları içerir:

Sürtünme ve aşınma mekanizmaları, tribolojik sistemin yapısının yanı sıra indüklenen kolektif gerilmeden güçlü bir şekilde etkilenir:

µ=f (tribo yapı (t), indüklenen toplu stres (t))

w=f (tribo-yapı (t), indüklenen toplu stres (t))

Sürtünme ve aşınma mekanizmaları izole bir şekilde değil, ölçülmesi ve kontrol edilmesi zor olan mekanizmaların üst üste binmesi yoluyla meydana gelir. Bu üst üste binme, tribo-teknik sistemlerde tespit edilemeyen oranlarda ve zamana ve yere göre değişen oranlarda meydana gelir ve bu da tribo temasta sürtünme ve aşınma süreçlerini hesaplamayı neredeyse imkansız hale getirir. Bu nedenle tribolojik testler, tribolojik davranışı tahmin etmek için çok önemlidir. Tribolojik olarak ölçülen verileri ve mekanizmaya yönelik araştırmayı yorumlamak ve anlamak istiyorsak, bir tribo temastaki eylem mekanizmaları hakkında tam bilgiye ihtiyacımız var.

Tribologlar sürtünme, aşınma ve yağlama koşullarını aşağıdaki çizelgelere göre sınıflandırırlar:

• Sürtünme Rejimi 0:Katı sürtünme: Herhangi bir yağlayıcı olmadan doğrudan temas eden katı yüzeyler arasında sürtünme oluşur.

• Sürtünme Rejimi I:Sınır sürtünmesi: Sürtünme ortaklarının yüzeylerinin yük taşıma kapasitesi olmayan bir moleküler yağlayıcı film ile kaplandığı katı sürtünme. Yağlayıcı, sürtünme ve aşınma özelliklerini etkiler.

• Sürtünme Rejimi II:Karışık sürtünme: Sürtünme rejimi I ve III birlikte var. Sürtünme değeri, katı ve hidrodinamik sürtünmenin bir kombinasyonudur. Yağlayıcı tarafından oluşturulan bir sıvı film, bir yük taşıma kapasitesine sahiptir.

• Sürtünme rejimi III:Hidrodinamik sürtünme: Sürtünme değeri, akışkan içinde kesilme ile belirlenir. Sıvı filmin yük taşıma kapasitesi, iki katı yüzey arasında doğrudan teması önler.

• Aşınma rejimi a:Katı sürtünme ve yüzeylerin doğrudan teması nedeniyle yüksek aşınma oranları.

• Aşınma rejimi b:Moleküler sıvı film nedeniyle daha düşük aşınma değerleri.

• Aşınma rejimi c:Yüzeylerin daha kalın bir sıvı film yoluyla kısmen ayrılması nedeniyle hafif aşınma.

• D rejimi giyin:İki yüzeyin doğrudan temasını önleyen hidrodinamik veya elastohidrodinamik sıvı filmlerinden kaynaklanan "sıfır aşınma".

TRİBOLOJİ RULMAN TASARIMINA UYGULANARAK HANGİ SONUÇLARA ULAŞILABİLİR?

Triboloji, ölçülebilir ürün iyileştirmesine nasıl yol açabilir?

Tribolojik testler, yeni ve daha iyi malzeme tasarımları sağlamak için malzemelerin tribo performansı hakkında bilgi edinmemizi sağlar. Daha sonra, spesifik ve daha iyi tribolojik özellikler elde etmek için malzeme bileşimlerini hedefleyebiliriz.

Tribolojik test sonuçları ve yüzey analitik yöntemleri, sürtünme ve aşınma, arıza mekanizmaları, mevcut malzemelerin transfer filmlerinin kinetiği ve çeşitli faktörlere ve etkilere dayalı yeni prototipler dahil olmak üzere tribo performansını tahmin etmemize yardımcı olur. Bu bilgiler, dolgu maddesi, dolgu maddesi konsantrasyonu, dolgu maddelerinin sinerjik etkileri, malzeme yapısı ve sistem yapısının diğer unsurlarının etkisi gibi çeşitli malzeme bileşimlerinin etkileri gibi değişkenleri görmemize ve anlamamıza yardımcı olur.

Triboloji, rulman malzemelerinin verimliliğini nasıl artırır ve hizmet ömrünü nasıl uzatır?

Tribolojik olarak optimize edilmiş temas yüzeyleri

• Tribo sistemi etkileyen kritik faktörlerin belirlenmesi

• Aşağıdakiler dahil olmak üzere verimliliği artırmak ve aşınmayı azaltmak için çözümler belirleme:

• Sürtünme ve aşınma için optimize edilmiş malzemelerin kullanımı.

• Düşük sürtünme ve aşınma seviyelerine yol açan malzeme eşleşmelerinin optimize edilmesi.

• Doğru yağlayıcıların seçilmesi ve kullanılması.

• Genel tribo sistem performansı üzerinde olumlu bir etkisi olan tasarım değişikliklerine ulaşmak.

Tribolojik araştırmanın sağladığı rulman teknolojisindeki gelişmelerin bazı örnekleri nelerdir?

Tribo-araştırmasının yönlendirdiği rulman teknolojisindeki tarihsel ilerlemelere genel bir bakış için, okuyunEureka Dergisi'ndeki bu makale. Eski Mısırlılar tarafından kullanılan ilkel makaralı rulmanları, Romalılar 40BC tarafından kullanılan bilyalı rulmanları, sertleştirilmiş çelik ve oksit bazlı seramiklerin ısıl işlem rollerini kapsar. Aynı zamanda GGB tarafından ilk kendi kendini yağlayan düz metal-polimer yatağın geliştirilmesini de kapsar.

Triboloji hangi endüstrilerde ve uygulamalarda faydalıdır?

Triboloji, temas eden iki yüzeyin birbiriyle ilişkili olarak hareket ettiği uygulamalarda merkezi bir rol oynar. Bazı endüstriler, görev kritiklikleri, sürekli çalışma gereksinimleri veya aşırı koşullar nedeniyle tribolojik sistemlere daha yüksek taleplerde bulunur.

ÜRÜNLER VEYA SÜRTÜNME / AŞINMA DENEYİMLERİ TASARIRKEN BİR MÜHENDİSİN NE DÜŞÜNMESİ GEREKİR?

Bu büyük ölçüde uygulamaya bağlıdır. Bazı uygulamalar düşük sürtünme gerektirirken (örn. Yatak malzemeleri) diğerleri yüksek sürtünme gerektirir (örn. Fren sistemleri). Uygulamaların çoğu için, malzemelerin minimum aşınması birincil hedeftir. Çoğu uygulama için, düşük sürtünme seviyeleri ile iyi aşınma performansı arasında tanımlanmış bir tatlı nokta genellikle hedeflenir.

Sürtünme ve aşınmayı tanımlayan deneyler tasarlarken, tribolojik test, Kategori I'deki saha testlerinden en basit laboratuvar modeli testleri Kategori VI'ya kadar altı ana kategoriden birine yerleştirilebilir.

Kategori I:Uzatılmış çalışma koşullarını içerebilen normal çalışma koşulları altında bir saha denemesi gerçekleştirilir. Bu, tekrarlanabilirliğin düşük olmasına neden olur, ancak tribolojik sistemin karşılaşacağı gerçek dünya gereksinimlerine yakındır.

Kategori II:Bir fabrika ortamında eksiksiz bir ekipman parçasıyla deneyler yapılır. Bu deneyler, normal çalışma koşullarına yakın sonuçlar elde edebilir ve çevresel etkiyi sınırlarken genişletilmiş çalışma koşullarını çoğaltmak için belirli bir süre boyunca yürütülebilir.

Kategori III:Bileşenler, alt sistemler veya tertibatlar, normal genişletilmiş çalışma koşullarına yaklaşan bir laboratuvarda test edilir ve orta düzeyde tekrarlanabilirlik sağlar

Kategori IV:Laboratuvar testleri, ölçeği küçültülmüş test tesisi aparatları kullanılarak seri standart bileşenler üzerinde gerçekleştirilir.

Kategori V:Mükemmel tekrarlanabilirlik ile normal çalışma koşullarına yakın teslim etmek için test ekipmanlı bir numune üzerinde deneyler yapılır.

Kategori VI: Basit laboratuvar test ekipmanı ile bir tezgah testi yapılır.

I'den III'e kadar olan kategorilerde, orijinal tribo-agregatın sistem yapısının tutarlı kaldığını ve yalnızca kolektif stresin basitleştirildiğini hatırlamak önemlidir. Kategori II ve III, kategori I'den daha fazla tekrarlanabilir kolektif stres sunar. Bunun tersine, IV'den VI'ya kadar olan kategorilerde, test sonuçlarının karşılaştırılabilir pratik tribo-teknik sistemlere aktarılabilirliğindeki öngörülebilirliğin azalması dezavantajı ile sistem yapısı basitleştirilmiştir. IV'den VI'ya kadar olan kategoriler, alt tribo-temas için daha iyi metroloji, daha düşük maliyet ve daha sıkı bir test süresi sunar.1Bu nedenle, test kategorilerinin artan sırasına göre test süresi ve test maliyeti önemli ölçüde artar, ancak test sonucunun aktarılabilirliği de artar.

Test kategorilerini alt tribo sistem rulmanına nasıl uygulayabiliriz?

Yatak malzemelerinin tribolojik testi dört ana kategoriye ayrılabilir:

• Sonuçların aktarılabilirliğini sağlamak için kategori IV ve III'ü içerecek ürün performans açıklamaları.

• Kategori III ile birlikte VI'dan IV'e kadar olan kategoriler dahil Üretim / İmalat izleme.

• Yatakların müşteri ile ilgili testleri, kategori III ila V'yi içerebilir, ancak kategori V'in yalnızca testin uygulamaya mümkün olduğu kadar yakın uyarlanabilmesi durumunda geçerli olduğunu unutmayınız.

• Tüm kategoriler malzeme tasarımcılarını desteklemek için kullanılabilir; ön seçim için gelişimin erken aşamalarında daha düşük kategoriler ve alt bileşenler ve nihai ürün mevcut olduğundan daha yüksek numaralı kategoriler devreye girer.

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

TRİBOLOJİK UZMANLIK İLE RULMAN ÇÖZÜMLERİ GELİŞTİRMEK İÇİN GGB'NİN YAKLAŞIMI NEDİR?