Cookie-k az SKF webhelyén

Az SKF cookie-kat használ arra, hogy webhelyei tartalmát minél jobban összehangolja a látogatók preferenciáival - ilyen például a választott ország és nyelv.

Elfogadja az SKF által használt cookie-kat?

Tribológia – egy mozgalmas történet

2013 október 25, 16:49 CEST

A mindennapi életünk során használt számos gép, például az autók, vonatok, repülők, robotok, turbinák és kompresszorok teljesítménye a mozgásban lévő és egymással érintkező felületektől függ. A megfelelő tartósság és energiahatékonyság érdekében ezeket a felületeket gyakran kell kenni. Kenőanyag nélkül gyorsabban kopnak és károsodnak, és ezt csökkenteni kell a kívánt teljesítménymutatók eléréséhez. Az ehhez szükséges tudással az ún. „tribológia” tudományág foglalkozik.

Göteborg, 2013. október 25.: A tribológia az egymással kölcsönös mozgási viszonyban lévő felületek műszaki tudománya. A súrlódás, kenés és kopás alapelveinek tanulmányozásával és alkalmazásával foglalkozik. A tribológia a gépészet és az anyagtudomány egy ága.

1966-ban a Brit Oktatási és Tudományos Minisztérium egyik bizottsága által készített Jost jelentés [1] a tribológiát a fent említett teljes tudományterületet leíró szóként hivatalosan is bevezette a köztudatba.
A tribológia szó az ógörög τρίβω, tribo, „dörzsölök” szó τριβ- tövéből ered, míg a -lógia utótag a -λογία, -logia „tanulmányozása”, „tudománya” szóból.

A tribológia által felhalmozott tudást minden görgős- és siklócsapágy tervezésekor felhasználjuk. A görgőscsapágyak esetén a tribológia szabja meg az adott alkalmazáshoz választandó kenőanyagot (olaj és zsírok), a csapágy kialakítását, illetve a csapágyban használt anyagok és felületek kiválasztását. Segítségével számítjuk a súrlódási veszteséget, a hőmérséklet-emelkedést, valamint a kenőanyag és a csapágy élettartamát is.

Eleinte a görgőscsapágyakat szinte kizárólag az anyagokról felhalmozott empirikus tudás felhasználásával, és a mechanika és anyagkifáradás alapszintű modellezésével tervezték. Azonban a modern ipari körülmények által a görgőscsapágyakkal szemben támasztott magas teljesítménykövetelmények miatt az empirikus tudás már nem elég. A követelmények nagy része az érintkezési felületekre van hatással: nagyobb sebesség, magasabb hőmérséklet, nagyobb teljesítménysűrűség, vékonyabb kenőanyagok, nagyobb méretű csapágyak, agresszívebb környezeti körülmények vagy adalékanyagok, nagyobb rezgés stb. A görgőscsapágyak általában rendkívül megbízható alkatrészek, de ha meghibásodnak, a probléma okát általában a felületben kell keresni: gyenge kenés, szennyeződés, kopás, a súrlódáshoz kapcsolódó magas hőmérséklet stb., és ezekben az esetekben a tribológiai ismeret nagyon fontos. Ezért vált olyan fontossá a csapágygyártásban a tribológiai mechanizmusok megértése és az innovatív tribológiai megoldások fejlesztése.

A modern csapágyak tervezésének alapköve a magas fokú tribológiai tudás az anyagok kiválasztásától kezdve a geometria és felületkiképzés megtervezéséig, ideértve a kenőanyagok és tömítések műszaki jellemzőinek meghatározását is a megbízható és biztonságos működés érdekében. A folyamat során felhasznált tribológiai ismeretekhez kifinomult számítási modellek, valamint bonyolult laboratóriumi kísérletek és vizsgálati módszerek szükségesek.

2012-ben az SKF 180 millió eurót fektetett kutatásba és fejlesztésbe, ami az éves forgalom 2,5%-a. A fejlesztési tevékenységek eredményeképpen 660 találmány-közzétételi nyilatkozat és 421 új szabadalom született 2012-ben. 

Az SKF-nél felhalmozott tribológiai tudásanyag eredményeként fontos innovációk születtek. Például az E2 (energiahatékony) csapágyak, a NoWear bevonat, a hibrid csapágyak, a réz- és polimerkosarak, a különleges alkalmazásokhoz való, mikromegmunkálású csapágyak, a felületképzés, a kenőzsírok és -anyagok műszaki jellemzői, az alacsony súrlódású tömítések stb. mind az SKF kutatási és fejlesztési munkájának eredményei.

A tribológiai ismereteket az SKF számos előrejelző eszközében és szoftverében is felhasználjuk. Ilyen például a BEAST, a Bearing Beacon, a nyomtatott és on-line katalógusok, az SKF görgőscsapágyakhoz használt súrlódási modellje, az SKF csapágyélettartam modellje (különösen a kenőanyaggal kapcsolatos és szennyeződési tényezők), az SKF kenőzsír-élettartam modellje és az SKF felületi elváltozás modellje. Ezek fontos eszközök az innovációk fejlesztéséhez és a csapágyak teljesítményének előrejelzéséhez olyan feltételek mellett, ahol a felületnek nagy jelentősége van.


Az SKF tribológiai együttműködése az egyetemekkel
Az SKF hosszú távú együttműködést alakított ki a tribológiai kutatás vezető egyetemeivel, ami a csapágygyártó cégek között egyedülálló. Habár az SKF-hez hasonló csúcstechnológiai cégek saját kutatás-fejlesztési létesítményekkel és szakemberekkel rendelkeznek, az egyetemi intézményekkel való együttműködés előnye, hogy világszínvonalú, hosszú távon gondolkodó és más szemléletmóddal dolgozó tudósokkal és mérnökökkel dolgozhatunk együtt, ami általában véve is elősegíti a kreativitást. Az eredmények elérésére gyakran sokkal több idő áll rendelkezésre, mint házon belül. Ahhoz azonban, hogy az üzleti megközelítés integrálható és beépíthető legyen a tudományos szemléletmódba, elengedhetetlenül fontos, hogy cégünkön belül is folytassunk magas színvonalú tribológiai kutatásokat.

Imperial College
A londoni Imperial College a világ egyik vezető műszaki egyeteme, amelyet folyamatosan a világ 10 legjobb egyeteme közé sorolnak [2]. Az Imperial Gépészmérnöki Kara ad otthont az SKF egyik Egyetemi Technológiai Központjának (University Technology Centre, SKF UTC). A Központot 2010. januárjában hozták létre; kutatási témája a tribológiai rendszerek alapvető tanulmányozása fejlett modellezési és mérési rendszerek segítségével [3]. Hugh Spikes professzor és Dr. Amir Kadiric [4] vezeti azt a gyorsan bővülő csapatot, amely jelenleg hét PhD hallgatóból és két posztdoktori kutató asszisztensből áll. A UTC megalapítása az Imperial College falain belül az SKF-fel több mint 30 éves hosszú távú együttműködésnek adott hivatalos keretet. Ez idő alatt az SKF korábbi műszaki igazgatója, Stathis Ioannides professzor az Imperial College vendégprofesszora volt.

Az SKF UTC az Imperial több mint 60 éve alapított, és a nemzetközileg a világ egyik vezető tribológiai kutatócsapatjaként elismert Tribológiai Csoportjának szerves része. Eredményei között számos úttörő tribológiai tanulmány található, többek között a dízelolaj kenőképességére, az optikai interferometriai módszerek alkalmazására és az érdes felületek érintkezésének modellezésére vonatkozó tanulmányok. A Csoport kutatómunkájának minőségét számos díjjal ismerték el. Tagjai többek között a következő díjakat vehették át: a Tribology Trust Alapítvány három aranyérme, az STLE nemzetközi díja, az Imperial College kitűnő kutatómunkáért odaítélt díja, valamint több mint 20 „év legjobb” tanulmánya díj vezető tribológiai folyóiratoktól.

Az Imperial College UTC csapatának célkitűzése az illeszkedési felületeknél fellépő tribológiai jelenségek részletes megismerése az alkatrész tartósságának és a súrlódási veszteségek csökkentésének érdekében. Ezt újszerű kísérleti módszerek és fejlett numerikus modellek együttes használatával érik el. A jelenleg futó projektek között az érdes érintkezési felületek elaszto-hidrodinamikus kenésével (EHL), a megmunkált felületek érintkezési mechanikájával, az EHL számítógépes folyadékdinamikai (CFD) modellezésével, a kenőanyag-adalékok teljesítményével, az alacsony súrlódású kenőzsírokkal, az érdesség érintkezési súrlódásra gyakorolt hatásával, a felületi repedések megindulásával és terjedésével, a görgőscsapágyak dörzsölődésből eredő kopásával és a csapágytömítések kenésével foglalkozó tanulmányok találhatók. 

A UTC szorosan együttműködik az SKF saját, Hollandiában található Mérnöki és Kutató Központjával, ami biztosítja, hogy a UTC-n belül megszerzett ismereteket az SKF sikeresen hasznosítja végcélja eléréséhez, vagyis a súrlódás és kopás csökkentéséhez az SKF csapágyakban, így meghosszabbítja élettartamukat és csökkenti a környezetre gyakorolt hatásukat.

INSA de Lyon
Franciaországban az INSA Lyon az egyik olyan csúcstechnológiai szakértőket és kutatókat tömörítő egyetem, amely hagyományosan elkötelezett a több tudományágat felölelő kutatások terén. Az 500 kutatót és 650 doktori hallgatót foglalkoztató 21 laboratóriumával az INSA Lyon a kutatómunka olyan egyedülálló központjának számít, melynek úttörő eredményeit az üzleti partnerek gyakran építik be innovatív alkalmazásaikba.

A LaMCoS (INSA Lyon, CNRS UMR5259) Laboratórium az érintkezési mechanikával, a szilárd anyagok mechanikájával és a szerkezeti dinamikával foglalkozó multidiszciplináris laboratórium. Széles körű szakértelmet biztosít a tribológia, gyors dinamika, rezgési mechanika, vezérlés, sebességváltó rendszerek, forgó gépek és anyagmegmunkálás terén. A laboratórium kutatómunkájának általános tudományos célja a mechanikai rendszerek és szerkezetek viselkedésének megértése és szabályozása a kölcsönhatások figyelembevételével.

Az INSA de Lyon és az SKF között a tribológiai kutatási együttműködés több mint 20 évvel ezelőtt kezdődött, amikor felmerült egy nagy, forgó, érintkező felületek vizsgálatára szolgáló berendezés kifejlesztésének a gondolata. Ez a Tribogyr [5] névre hallgató berendezés ma már valóság, és folyamatosan új adatokat szolgáltat a gördülő elemek súrlódási viselkedésére vonatkozóan, ami az új piaci trendeknek (nagyobb teljesítménysűrűség és súrlódáscsökkenés a csapágyakban) való megfeleléshez igen fontos. Ezenkívül az SKF Mérnöki és Kutató Központjának (ERC) kutatója, Guillermo Morales Espejel 2004 óta az INSA de Lyon (LaMCoS) vendégprofesszora.

Az SKF és az INSA de Lyon nemrégiben tovább erősítette a két fél közötti együttműködést, amelynek során létrehozták az SKF által támogatott „Kent felületek a jövőért” elnevezésű tanszéket az INSA de Lyonon belül [6]. A hat évre létrehozott Tanszék célja, az eddigi kutatási irányzatoktól eltérően, hogy különböző szakterületek bevonásával tanulmányozza, azonosítsa, megértse és modellezze a kenőanyagok viselkedését a kenőanyaggal ellátott felületek között rendkívüli körülmények hatására. A kenőanyagok (természetükből és összetételükből adódóan gyakran összetett folyadékok) különösen a repülőgépiparban játszanak kulcsszerepet a súrlódási veszteségek, a kopás és a károsodás veszélyének csökkentésében. A Tanszék egyik célkitűzése, hogy előre jelezze a gazdasági, társadalmi és környezeti feltételek által diktált, jövőben várható fejleményeket.

A Tanszék különösen a következő területekre összpontosít majd:
- folyékony kenőanyagok: a reológiától a kenésig,
- kenőanyagok és összetett folyadékok: a molekuláris mechanizmusoktól a kenésig,
- szabad felületi áramlások a kenőanyagokban, folyadékok/szilárd anyagok kölcsönhatása.

A kutatás mellett a tanszék célja, hogy a fiatal kutatókat és hallgatókat az SKF felé terelje szakmai gyakorlatok és/vagy az SKF France vagy az SKF ERC különböző helyszínein végzett rövid kutatási projektek révén.


Twentei Egyetem
Az SKF a Hollandiában található Twentei Egyetem Tribológiai és Folyadékmechanikai Tanszékével is régóta fennálló együttműködést folytat a tribológia területén. Az ERC kutatója, Piet M. Lugt a tribológián alapuló karbantartás téma szakértőjeként vendégprofesszor a Twentei Egyetem Tribológiai Tanszékén, míg Dr. C. H. Venner a Folyadékmechanikai Tanszékről az SKF ERC vendégtudósa.

A „Tribológián alapuló karbantartás” (Előrejelző karbantartás) vendégprofesszori státusza a következő területeket öleli fel:

1. Csapágyrendszerek megbízhatósági modelljei
2. Újrakenési időszakok
3. A kenőzsírok reológiája

Dr. Venner munkássága az ERC-nél a szilárd anyagok/folyadékok kölcsönhatásainak új modellezési módszereire összpontosít, és közvetlenül részt vesz az új előrejelző eszközök hosszú távú fejlesztésében.

Referenciák

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

SKF AB
(publ)

További információt a következő elérhetőségeken kérhet:
Sajtókapcsolatok: Nia Kihlström, +46 31-337 2897; +46 706 67 28 97; nia.kihlstrom@skf.com

Az SKF a csapágyak, tömítések, mechatronikai termékek és kenéstechnikai rendszerek vezető gyártója, szolgáltatásai közé tartozik többek között a műszaki, karbantartási és megbízhatósági szaktanácsadás, valamint mérnöki tanácsadás és képzés. Az SKF a világ több mint 130 országában 15 000 viszonteladóval képviselteti magát. A cég éves bevétele 2012-ben 64 575 millió svéd korona, alkalmazottainak száma pedig 46 775 fő volt. www.skf.com

Az SKF® az SKF Csoport bejegyzett védjegye.

SKF logo