Cookies på SKF's websted

Vi bruger cookies for at sikre, at vi kan give dig den bedst mulige oplevelse på vores websted og i vores webapplikationer. Hvis du fortsætter uden at ændre dine browserindstillinger, antager vi, at du accepterer at modtage cookies. Du kan dog til enhver tid ændre cookieindstillingerne i din browser.

Tribologi – en historie om bevægelse

2013 oktober 25, 16:49 CEST

Den funktion, som mange af maskinerne i vores hverdag udfører, f.eks. biler, tog, fly, robotter, turbiner og kompressorer, er baseret på kontaktflader i bevægelse. Ofte er det nødvendigt at smøre disse flader for at sikre optimal holdbarhed og energieffektivitet. Uden smøring skal den slitage og de skader, fladerne udsættes for, inddæmmes, hvis man skal kunne nå de parametre for ydeevne, som produkterne er konstrueret til. Den viden, som kræves for at gøre alt dette, hører under den gren af videnskaben, der kaldes "Tribologi".

Gøteborg, den 25. oktober 2013: Tribologi er videnskaben om og teknikken bag interagerende flader i relativ bevægelse. Videnskaben omfatter studiet og anvendelsen af principperne for friktion, smøring og slid. Tribologi er en gren inden for maskinteknik og materialevidenskab.

I 1966 udgav en komité under det britiske undervisningsministerium den såkaldte Jost Report [1], hvor ordet "tribologi" blev anvendt for første gang som en samlet betegnelse for hele dette område.
Ordet tribologi stammer fra den græske rod τριβ- af verbet τρίβω, tribo – "Jeg gnider" på klassisk græsk – og endelsen -logi fra -λογία, -logia "studiet af", "viden om".

Den viden, der hører under området tribologi, bruges ved konstruktionen af alle former for rulle- og glidelejer. Ved konstruktionen af rullelejer bruges tribologien til at bestemme valget af smøremidler (olie- og fedttyper) til et bestemt anvendelsesområde, lejets konstruktion og valget af lejematerialer og flader. Tribologien bruges også til at beregne friktionstab, temperaturstigning og levetid både for smøremidlet og for selve lejet.

På det tidlige stadie blev rullelejer hovedsageligt konstrueret ved hjælp af empirisk viden om materialer og grundlæggende modelleringsaspekter knyttet til mekanik og træthed. Empirisk viden er dog ikke længere tilstrækkeligt på grund af de høje krav til ydeevne, som den moderne industri stiller til rullelejer. Mange af disse krav har indflydelse på kontaktfladerne: højere hastigheder, højere temperaturer, højere effekttætheder, tyndere smøremidler, større lejestørrelser, mere aggressive omgivelsesforhold eller additiver, kraftigere vibration m.v.. Rullelejer er generelt ekstremt pålidelige komponenter, men når de svigter, skal kerneårsagen ofte findes på overfladen, f.eks. i form af dårlig smøring, kontaminering, slid, høje temperaturer forbundet med friktion m.v., og her er viden om tribologi ekstrem relevant. Derfor er det inden for lejeindustrien blevet så vigtigt at forstå tribologiens mekanismer og at udvikle innovative tribologiske løsninger.

Moderne lejer er konstrueret ud fra højt avanceret viden om tribologi lige fra valget af materialer til designet af lejernes geometri og overfladefinish, og dette omfatter specifikation af smøremidlet og tætningerne med henblik på pålidelig og sikker drift. Tribologi kræver avancerede beregningsmodeller og detaljerede laboratorieforsøg og testmetoder.

I 2012 investerede SKF € 180 millioner i forskning og udvikling, hvilket udgjorde 2,5% af årsomsætningen. Udviklingsaktiviteterne resulterede i indsendelse af 660 beskrivelser af opfindelser og 421 nye patenter i 2012. 

Vigtige produktinnovationer er resultatet af den viden om tribologi, der findes i SKF. Eksempelvis er de energieffektive E2-lejer, NoWear-coating, hybridlejer, rulle-/kugleholdere af messing og polymer, lejer med superfinish til særlige applikationer, overfladestrukturering, specifikationer af fedt og smøremidler, lavfriktionstætninger m.v. alt sammen et resultat af SKF's arbejde inden for forskning og udvikling.

Viden om tribologi er også integreret i mange af SKF's modelberegningsværktøjer og softwareløsninger. Disse omfatter BEAST, Bearing Beacon, trykte og online katalogmodeller, SKF's friktionsmodel til rullelejer, SKF's model for lejers levetid (især smørings- og kontamineringsfaktorer), SKF's model for smøremidlers levetid og SKF's model for overfladestress. Disse er vigtige værktøjer til udvikling af nye produkter og til forudsigelse af lejers ydeevne under forhold, hvor overfladen spiller en vigtig rolle.


SKF samarbejder om tribologi med universiteter
SKF har etableret langsigtede samarbejdsaftaler med nogle af de bedste universiteter inden for området tribologi, hvilket er helt unikt i lejeindustrien. Selv om hightechvirksomheder som SKF har deres egne interne forsknings- og udviklingsfaciliteter og specialister, er fordelen ved et samarbejde med den akademiske verden, at man får adgang til topforskere og -ingeniører, som tænker langsigtet, og som har en anden tilgang, hvilket forbedrer den generelle kreativitet. Det perspektiv, man har på at opnå resultater, er ofte meget mere langsigtet, end det ville være internt. At beholde topforskning inden for tribologi internt i virksomheden er dog meget vigtigt for at sikre, at virksomhedens perspektiv bliver integreret og tolket korrekt i den akademiske forskning.

Imperial College
Imperial College i London er et af verdens førende tekniske universiteter og er konsekvent i top 10 på listen over de bedste universiteter i verden [2]. Universitetets institut for Mechanical Engineering huser et af SKF's universitetsteknologicentre (SKF UTC). Centret blev etableret i januar 2010, og her er forskningen fokuseret på grundlæggende studier af tribologiske systemer ved hjælp af avancerede metoder for modelkonstruktion og måling.[3]. Professor Hugh Spikes og dr. Amir Kadiric [4] leder et hurtigt voksende team, der i øjeblikket består af syv ph.d.-studerende og to videnskabelige medarbejdere i postdocstillinger. Etableringen af dette center på Imperial College formaliserede et langvarigt samarbejde med SKF, som går mere end 30 år tilbage, hvor den tidligere tekniske direktør for SKF, prof. Stathis Ioannides i samme periode har været gæsteprofessor ved Imperial College.

SKF UTC er en integreret del af Imperials tribologigruppe, som blev nedsat for mere end 60 år siden, og som internationalt anerkendes som en af verdens førende grupper inden for tribologiforskningen. Blandt gruppens resultater er mange pionerstudier inden for tribologi, bl.a. inden for dieselolies smøreegenskaber, anvendelse af optiske interferometriteknikker og modellering af rå overfladekontakter. Kvaliteten af gruppens forskning har høstet anerkendelse i form af utallige priser til medlemmerne, bl.a. tre Tribology Trust-guldmedaljer, den internationale STLE-pris og prisen Imperial College Research Excellence Award samt over 20 priser fra førende tribologitidsskrifter for årets bedste artikel.

Målet for UTC-teamet på Imperial College er at udvikle en indgående forståelse af det tribologiske fænomen ved grænsefladen for at kunne forbedre komponenternes holdbarhed og reducere friktionstab. Dette opnås gennem en kombination af nye eksperimenterende teknikker og avancerede numeriske modeller. Igangværende projekter omfatter studier af elastohydrodynamisk smøring (EHL) i ru kontaktflader, tekniske fladers kontaktmekanismer, Computational Fluid Dynamics (CFD), modellering af EHL, smøreadditivers ydeevne, lavfriktionsfedttyper, effekten af overfladeruhed på kontaktfriktion, opståen og spredning af overfladerevner, udtværingsskader i rullelejer og lejetætningssmøring. 

UTC arbejder tæt sammen med SKF's eget center for teknik og forskning i Holland, hvilket sikrer, at den grundlæggende forståelse, der udvikles inden for UTC, udnyttes succesfuldt af SKF, med det ultimative mål at reducere friktion og slid i SKF-lejer og dermed forlænge deres levetid og ydeevne.

INSA de Lyon
I Frankrig er INSA Lyon et af de universiteter, som har den største koncentration af ekspertise og forskere inden for hightech, og universitetets kultur og engagement afspejles i en tværfaglig tilgang til forskning. Med 21 laboratorier, der beskæftiger 500 forskere og 650 kandidatstuderende, er INSA Lyon et unikt centrum for forskning, der producerer banebrydende videnskabelig forskning – som ofte integreres i innovative applikationer fra universitetets industrielle samarbejdspartnere.

LaMCoS-laboratoriet (INSA Lyon, CNRS UMR5259) er et tværfagligt laboratorium, der arbejder inden for området kontakt- og faststofmekanik og strukturel dynamik. Det tilfører en bred vifte af ekspertise inden for tribologi, hurtig dynamik, vibrationsmekanik, styring, transmissionssystemer, roterende maskiner og materialeformning. Laboratoriets overordnede videnskabelige mål er at forske i forståelse og styring af mekaniske systemers og strukturers adfærd under hensyntagen til deres grænseflader.

Samarbejdet inden for tribologiforskningen mellem INSA de Lyon og SKF kan spores mere end 20 år tilbage til dengang, da den første ide om at udvikle en maskine, der kunne teste store roterende kontaktpunkter, blev lanceret. Denne maskine er nu en realitet: Den hedder Tribogyr [5] og giver allerede indsigt i friktions adfærd i rullende elementer, hvilket er vigtigt i arbejdet for at imødekomme de kommercielle tendenser mod højere effekttæthed og reduktion af friktion i lejer. Desuden har Guillermo Morales Espejel, der er forsker ved SKF's center for teknik og forskning (SKF Engineering and Research Centre, ERC), været gæsteprofessor på INSA de Lyon (LaMCoS) siden 2004.

For nylig har SKF og INSA de Lyon yderligere styrket deres samarbejde ved at etablere et SKF-professorat inden for fremtidige smurte grænseflader (SKF Chair on Lubricated Interfaces for the Future) på INSA de Lyon [6]. Formålet med dette seksårige professorat er at udføre et tværfunktionelt upstreamstudie, der dækker identifikation, forståelse og modellering af smøremidlers adfærd under ekstreme forhold, der påføres af de smurte grænseflader. Særligt inden for luftfartsområdet spiller smøremidler (ofte komplekse væsker på grund af deres natur og sammensætning) en afgørende rolle, når det gælder reducering af friktionstab, slid og risikoen for skader. Et af målene med dette professorat er at forudse fremtidige udviklinger, som følger af økonomiske, sociale og miljømæssige begrænsninger.

De emner, der studeres, vil især fokusere på:
- Smørevæsker: Fra reologi til smøring,
- Smøremidler og komplekse væsker: Fra molekylære mekanismer til smøring
- Frie overfladeafstrømninger, interaktion væske/faststof.

Ud over forskning er formålet med professoratet at tiltrække unge forskere og studerende til SKF med turnusstillinger og/eller korte forskningsprojekter rundt om på SKF Frankrigs forskellige faciliteter eller i SKF's ERC.


Twente Universitet
Et andet langvarigt SKF-samarbejde inden for tribologi har været med institutterne for tribologi og væskemekanik på Twente Universitet i Holland. ERC-forskeren Piet M. Lugt er gæsteprofessor i tribologi-baseret vedligehold på institut for tribologi på Twente Universitet, og dr. C.H. Venner fra institut for væskemekanik er gæsteforsker ved SKF ERC.

Gæsteprofessoratet i "tribologi-baseret vedligehold" (forebyggende vedligehold) omhandler følgende områder:

1. Modeller for lejesystemers driftssikkerhed
2. Intervaller for eftersmøring
3. Fedttypers reologi

Dr. Venners arbejde ved ERC fokuserer på nye modelleringsteknikker for interaktion mellem væske/faststoffer og er direkte beskæftiget med den langsigtede udvikling af nye forebyggende værktøjer.

Referencer

1. Jost, H. P. (ed.) 1966 Lubrication—tribology. Education and research. A report. London: HMSO.
2. http://www.topuniversities.com/university-rankings/world-university-rankings/2012
3. Cooperation for Creative Changes, SKF Evolution, 2011, No. 1. http://evolution.skf.com/cooperation-for-creative-changes/
4. Slick Research, SKF Evolution, 2013, No. 2 http://evolution.skf.com/slick-research/
5. The Beast of Lyon – Putting Large Bearing Contacts to the Test, SKF Evolution, 2012, No. 1 http://evolution.skf.com/the-beast-of-lyon-%E2%80%93-putting-large-bearing-contacts-to-the-test/
6. SKF Chair Presentation (INSA de Lyon). http://fondation.insalyon.fr/news/enewsletter3/download/SKF_CHAIR_PRESENTATION.pdf

Aktieselskabet SKF
(publ)

Yderligere oplysninger kan fås ved at kontakte:
Presse: Nia Kihlström, +46 31 337 2897; +46 706 67 28 97; nia.kihlstrom@skf.com

SKF er en førende global leverandør af lejer, tætninger, mekatronik, smøresystemer og service, der omfatter teknisk support, vedligeholds- og driftssikkerhedsservice, teknisk rådgivning og uddannelse. SKF er repræsenteret i mere end 130 lande og har ca. 15.000 forhandlere over hele verden. I 2012 havde SKF en omsætning på SEK 64.575 millioner og 46.775 medarbejdere. www.skf.com

® SKF er et registreret varemærke tilhørende SKF Group.

SKF logo