Cookies på SKFs webbplats

Vi använder cookies för att vara säkra på att ge dig den bästa upplevelsen av våra webbplatser och webbapplikationer. Genom att du fortsätter utan att ändra inställningarna i webbläsaren förutsätter vi att du går med på att ta emot cookies. Du kan dock ändra inställningarna för cookies i webbläsaren när du vill.

Tribologi – historia full av rörelse

2013 oktober 25, 16:49 CEST

Hos många maskiner i vårt dagliga liv, t.ex. bilar, tåg, flygplan, robotar, turbiner och kompressorer, beror deras prestanda på ytor som gör kontakt under rörelse. De här ytorna måste ofta smörjas för att ge rätt hållbarhet och energieffektivitet. Utan smörjning måste det slitage och den skada de utsätts för hållas tillbaka för att man ska uppnå avsedda prestanda. Den kunskap som behövs för att åstadkomma allt detta ingår i vetenskapsgrenen tribologi.

Göteborg, 25 oktober 2013: Tribologi är vetenskapen och tekniken som rör samverkande ytor i relativ rörelse. Den innefattar studierna och tillämpningarna av principerna för friktion, smörjning och slitage. Tribologi är en gren av maskinteknik och materialvetenskap.

För att beskriva hela detta område myntades begreppet tribologi officiellt 1966 i Jost-rapporten [1], som togs fram av en kommitté från brittiska utbildnings- och vetenskapsdepartementet.
Ordet tribologi härstammar från den grekiska stammen τριβ- av verbet τρίβω, tribo, "jag gnider" på klassisk grekiska, och suffixet -logi från -λογία, -logia, "studium av", "kunskap om".

Kunskapen inom tribologi används vid konstruktion av alla typer av rullnings- och glidlager. I rullningslager ger tribologin information om val av smörjmedel (olja och fett) för en inbyggnad, lagrets utformning och val av lagermaterial och ytor. Tribologi används också för att beräkna friktionsförluster, temperaturhöjning och livslängden hos både smörjmedlet och själva lagret.

Tidigare utformades rullningslager huvudsakligen utgående från erfarenhet av material och grundläggande modellering av mekanik och utmattning. Det räcker dock inte längre med erfarenhetsbaserad kunskap på grund av de höga prestandakrav som den moderna industrin har på rullningslager. Många av kraven påverkar kontaktytorna: högre hastigheter, högre temperaturer, högre effekttäthet, tunnare smörjmedel, större lager, aggressivare omgivningsförhållanden eller tillsatser, högre vibration etc. Rullningslager är i allmänhet extremt tillförlitliga komponenter, men när de havererar ligger ofta grundorsaken i ytan, t.ex. dålig smörjning, föroreningar, slitage, höga temperaturer på grund av friktion etc. där kunskapen om tribologi är av stor betydelse. Detta är orsaken till att förståelsen för tribologiska mekanismer och utvecklingen av nyskapande tribologilösningar har blivit så viktiga inom lagerindustrin.

Konstruktionen av moderna lager baseras på mycket avancerad kunskap i tribologi, från materialval till utformningen av geometri och ytjämnhet. Detta inkluderar att specificera smörjmedlet och tätningarna för att driften ska bli tillförlitlig och säker. Den kunskap inom tribologi som används kräver sofistikerade datormodeller och detaljerade laboratorieexperiment och testmetoder.

2012 investerade SKF cirka 1,5 miljarder kronor i forskning och utveckling, vilket motsvarar 2,5% av årsomsättningen. Utvecklingsverksamheten ledde till 660 registrerade tekniska uppfinningar och 421 nya patent under 2012. 

SKFs kunskap inom tribologi har resulterat i viktiga uppfinningar. Till exempel är energieffektiva lager (E2), beläggningen NoWear, hybridlager, mässings- och polymerhållare, lager med extremt finbearbetade ytor för speciella inbyggnader, ytstrukturering, fett- och smörjmedelsspecifikationer, lågfriktionstätningar etc. alla resultatet av SKFs utvecklings- och forskningsarbete.

Kunskap i tribologi ingår också i många av SKFs verktyg och programvaror för prediktering. Exempel på dessa är BEAST, Bearing Beacon, tryckta och webbaserade katalogmodeller, SKFs friktionsmodell för rullningslager, SKFs modell för lagerlivslängd (framför allt smörjnings- och föroreningsfaktorerna), SKFs modell för fettlivslängd samt SKFs modell för ytutmattning. Dessa verktyg är viktiga vid utveckling av uppfinningar och när man ska förutsäga lagerprestanda i förhållanden där ytan har stor betydelse.


SKFs tribologisamarbete med universitet
SKF har upprättat långsiktiga samarbeten med några av de bästa universiteten inom tribologiområdet, något som är unikt inom lagerindustrin. Även om högteknologiska företag som SKF har sina egna anläggningar och specialister inom forskning och utveckling, finns det fördelar med att arbeta med den akademiska världen. Tillgången till vetenskapsmän av världsklass och ingenjörer med långsiktigt tänkande och annorlunda angreppssätt förbättrar kreativiteten totalt sett. Tidsramarna för när resultat måste uppnås är ofta mycket mer långsiktiga än de skulle vara för interna projekt. Det är dock oerhört viktigt att bibehålla en egen tribologiforskning på hög nivå för att kunna integrera och bidra med ett affärsperspektiv till den akademiska forskningen.

Imperial College
Imperial College i London är ett av världens ledande tekniska universitet som ständigt rankas som ett av de tio bästa universiteten i världen [2]. Institutionen för maskinteknik vid Imperial College är säte för ett av SKFs tekniska universitetscenter (University Technology Centre – UTC). Centret inrättades i januari 2010 och forskningen där är inriktad på grundläggande studier av tribologiska system med hjälp av avancerade modellerings- och mätmetoder [3]. Professor Hugh Spikes och dr Amir Kadiric [4] leder ett snabbt växande team som för närvarande består av sju doktorander och två forskare. När SKF UTC upprättades vid Imperial College formaliserades ett långvarigt samarbete med SKF som funnits i mer än 30 år, under vilka SKFs tidigare tekniske direktör, professor Stathis Ioannides, har varit gästprofessor vid Imperial College.

SKF UTC är en integrerad del av tribologigruppen vid Imperial College, som inrättades för mer än 60 år sedan och som är internationellt erkänd som en av världens ledande grupper inom tribologiforskning. Bland gruppens insatser finns många banbrytande studier i tribologi, bland annat när det gäller dieselns smörjförmåga, användning av optisk interferometri inom tribologi samt modellering av kontakter mellan grova ytor. Kvaliteten hos gruppens forskning har fått erkännande genom flera utmärkelser till medlemmarna, t.ex. tre stycken Tribology Trust Gold Medal, STLE International Award och Imperial College Research Excellence Award samt mer än 20 utmärkelser för årets bästa uppsats från ledande tribologitidskrifter.

Målet för UTC-teamet vid Imperial College är att utveckla en detaljerad förståelse för tribologiska fenomen i gränsytan för att kunna förbättra komponenternas hållbarhet och minska friktionsförlusterna. Detta åstadkoms genom en kombination av nya experimentmetoder och avancerade numeriska modeller. Pågående projekt är bland annat studier i elastohydrodynamisk smörjning i grova kontaktytor, kontaktmekanik hos bearbetade ytor, modellering av beräkningsbar strömningsdynamik för elastohydrodynamisk smörjning, prestanda för smörjmedelstillsatser, lågfriktionsfetter, ytjämnhetens inverkan på kontaktfriktion, uppkomst och utbredning av ytsprickor, smetningsskador i rullningslager samt smörjning av lagertätningar. 

UTC arbetar nära ihop med SKF Engineering and Research Centre i Nederländerna, vilket säkerställer att den grundläggande förståelse som utvecklas på UTC utnyttjas framgångsrikt av SKF. Det slutgiltiga målet är att minska friktionen och slitaget i SKFs lager för att på så sätt förlänga deras brukbarhetstid och miljöprestanda.

INSA de Lyon
I Frankrike är INSA de Lyon ett av de universitetsområden med störst koncentration av expertis och forskare inom högteknologi, vilket återspeglar kulturen och engagemanget när det gäller tvärvetenskaplig forskning. Med sina 21 laboratorier, som sysselsätter 500 forskare och 650 doktorander, är INSA de Lyon ett unikt forskningscenter som utför banbrytande vetenskaplig forskning. Denna forskning integreras ofta i nyskapande tillämpningar av partners inom industrin.

Laboratoriet LaMCoS (INSA de Lyon, CNRS UMR5259) är ett tvärvetenskapligt laboratorium som arbetar inom området kontakt- och solidmekanik och strukturdynamik. Laboratoriet har bred expertis inom tribologi, snabb dynamik, vibrationsmekanik, reglerteknik, transmissionssystem, roterande maskiner och materialformning. Laboratoriets övergripande vetenskapliga mål är att utföra forskning för att kunna förstå och reglera uppträdandet hos mekaniska system och strukturer, och på samma gång ta hänsyn till deras gränsytor.

Samarbetet inom tribologiforskning mellan INSA de Lyon och SKF går tillbaka mer än 20 år i tiden, när man först kom upp med idén att utveckla en maskin för att prova stora spinnande kontakter. Maskinen har nu blivit verklighet. Den kallas Tribogyr [5] och ger redan ny kunskap när det gäller hur friktion uppför sig i rullkroppar, vilket är viktigt för att möta kommersiella trender mot högre effekttäthet och minskning av friktion i lager. Dessutom har Guillermo Morales Espejel, forskare vid SKF Engineering and Research Centre, varit gästprofessor vid Insa de Lyon (LaMCos) sedan 2004.

Nyligen stärkte SKF och INSA de Lyon sitt samarbete ytterligare genom att inrätta SKFs professur för smorda gränssnitt för framtiden vid INSA de Lyon [6]. Målsättningen med denna sexåriga professur är att genomföra en tvärfunktionell studie som omfattar identifiering, förståelse och modellering av hur smörjmedel uppför sig under extrema förhållanden beroende på de smorda gränsytorna. Inom framför allt flygområdet spelar smörjmedlen (ofta komplexa fluider på grund av sin beskaffenhet och sammansättning) ofta en mycket viktig roll när det gäller att minska friktion, slitage och risk för skador. Ett av målen med professuren är att förutsäga framtida utveckling, som bestäms av ekonomiska, sociala och miljömässiga ramar.

Områdena man särskilt inriktar sig på:
- Smörjande fluider: Från reologi till smörjning,
- Smörjmedel och komplexa fluider: Från molekylära mekanismer till smörjning,
- Fria ytflöden inom smörjning, samspel mellan fluider och fasta kroppar.

Vid sidan av forskningen har professuren också som mål att attrahera unga forskare och studenter till SKF genom praktik och/eller kort projektforskning på SKFs olika anläggningar i Frankrike eller vid SKF Engineering and Research Centre.


Twente-universitetet
Ett annat av SKFs långvariga samarbeten inom tribologiområdet har varit med institutionerna för tribologi och fluidmekanik vid Twente-universitetet i Nederländerna. Piet M. Lugt, forskare vid SKF Engineering and Research Centre, är gästprofessor i tribologibaserat underhåll vid institutionen för tribologi vid Twente-universitetet, och dr C.H. Venner från institutionen för fluidmekanik är gästforskare vid SKF Engineering and Research Centre.

Gästprofessuren i tribologibaserat underhåll (förutsägbart underhåll) inriktar sig på följande områden:

1. Tillförlitlighetsmodeller för lagerarrangemang
2. Eftersmörjningsintervall
3. Reologi för fett

Arbetet som dr Venner utför vid SKF Engineering and Research Centre är inriktat på nya modelleringsmetoder för samspelet mellan fluider och fasta kroppar, och det är direkt kopplat till den långsiktiga utvecklingen av nya predikteringsverktyg.

Referenser

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. Kreativt samarbete föder nya idéer, SKF Evolution, 2011, nr 1. http://evolution.skf.com/sv/kreativt-samarbete-foder-nya-ideer/
4. Välsmord forskning, SKF Evolution, 2013, Nr 2 http://evolution.skf.com/sv/valsmord-forskning/
5. En best för test – forskningscenter sätter stora lager på prov, SKF Evolution, 2012, Nr 1 http://evolution.skf.com/sv/en-best-for-test-%E2%80%93-forskningscenter-satter-stora-lager-pa-prov/
6. Presentation av SKFs professur (INSA de Lyon). http://fondation.insalyon.fr/news/enewsletter3/download/SKF_CHAIR_PRESENTATION.pdf

Aktiebolaget SKF
(publ.)

För ytterligare information, kontakta:
Press Relations: Gösta Andersson, +46 31-337 3060; +46 705 98 68 99; gosta.andersson@skf.com

SKF är en av världens ledande leverantörer av lager, tätningar, mekatronik, smörjsystem och service. Serviceerbjudandet omfattar tjänster såsom teknisk support, underhållsservice, tillståndsövervakning, tekniska konsulttjänster och utbildning. SKF är representerat i fler än 130 länder och har återförsäljare på cirka 15 000 platser världen över. Försäljningen 2012 uppgick till 64 575 miljoner kronor och antalet anställda var 46 775. www.skf.com

® SKF är ett registrerat varumärke som ägs av SKF-koncernen.

SKF logo