SKFi veebisaidi küpsised

Küpsised aitavad muuta meie veebisaitide ja -rakenduste kasutamist teie jaoks mugavamaks. Kui jätkate saidi kasutamist ilma oma brauseri seadeid muutmata, eeldame, et nõustute küpsiste vastuvõtmisega. Teil on võimalik oma brauseri küpsisteseadeid igal ajal muuta.

Will you accept SKF cookies?

Triboloogia – liigutav lugu

2013 October 25, 16:49 CEST

Paljude meid igapäevaselt ümbritsevate masinate, näiteks autode, rongide, lennukite, robotite, turbiinide ja kompressorite töö aluseks on üksteisega kokku puutuvad liikuvad pinnad. Piisava vastupidavuse ja energiatõhususe saavutamiseks on tihti vaja neid pindu määrida. Ilma määrimata tuleks pindade kulumist ja kahjustusi muul viisil piirata, et masinad saavutaksid soovitud tööomadused. Kõik sellealased teadmised on koondatud teadusharusse nimega triboloogia.

Göteborg, Rootsi, 25. oktoober 2013: Triboloogia on teaduse ja tehnika haru, milles käsitletakse üksteise suhtes liikuvaid ja kokkupuutuvaid pindu. See hõlmab hõõrdumise, määrimise ja kulumise põhimõtete uurimist ja rakendamist. Triboloogia on üks mehaanika ja materjaliteaduse haru.

Sõna „triboloogia” võeti valdkonna tähistamiseks kasutusele 1966. aastal Josti raportis [1], mille koostas üks Briti haridus- ja teadusministeeriumi komisjon.
Sõna tuleneb kreekakeelse verbi τρίβω (hõõruma) tüvest τριβ-, millele on lisatud järelliide -λογία (õpetus, teatus).

Triboloogia valdkonda kuuluvaid teadmisi kasutatakse kõikvõimalike veere- ja liuglaagrite väljatöötamiseks. Veerelaagrite puhul aitab triboloogia valida laagrite kasutusotstarbele sobivaid määrdeaineid (õlid ja määrded), konstruktsioonilahendusi, kere- ja pinnamaterjale. Samuti kasutatakse seda määrdeaine ja laagri hõõrdekao, temperatuuritõusu ja kasutusea arvutamiseks.

Varem lähtuti veerelaagrite väljatöötamisel põhiliselt empiirilistest teadmistest materjalide kohta ning lihtsatest detailide mehaanika ja väsimise mudelitest. Kuna aga tänapäeva tööstus esitab veerelaagrite tööomadustele kõrgeid nõudmisi, siis ainuüksi empiirilistest teadmistest enam ei piisa. Paljud nõudmised puudutavad otseselt kontaktpindu: suuremad kiirused ja võimsustihedused, kõrgemad temperatuurid, vedelamad määrdeained, suuremad laagrid, materjale kahjustavad töötingimused või lisandid, tugevam vibratsioon jne. Veerelaagrid on üldiselt väga töökindlad osad, kuid rikke korral peitub selle algpõhjus sageli materjali pinnal, nt puudulik määrimine, mustus, kulumine, hõõrdumisel tekkivad kõrged temperatuurid jne. Teadmised triboloogiast on kõigil neil puhkudel äärmiselt olulised. Sellepärast ongi triboloogiliste mehhanismide ja uuenduslike triboloogiliste lahenduste väljatöötamine laagritööstustuses sedavõrd oluliseks muutunud.

Tänapäeva laagrid töötatakse välja väga põhjalike triboloogiliste teadmiste baasil. See hõlmab materjalide valikut, nende pinnakuju ja -viimistlust, määrdeaine omadusi ning tihendeid, mis tagavad talitluskindla ja ohutu töö. Vajalike triboloogiliste teadmiste hankimiseks on vaja keerukaid arvutimudeleid ning põhjalikke laborikatseid ja katsemeetodeid.

SKF investeeris 2012. aastal teadus- ja arendustegevusse 180 miljonit eurot ehk 2,5% oma aastakäibest. Arendustegevuse tulemusena esitati 2012. aastal 660 leiutiseavaldust ja 421 uut patenditaotlust. 

Tänu SKFi triboloogiaalastele teadmistele on sündinud mitmeid olulisi uuendusi. Näiteks on SKFi teadus- ja arendustegevuse tulemuseks energiatõhusad E2 laagrid, pinnakate NoWear, hübriidlaagrid, vask- ja polümeerseparaatorid, erirakendustele sobiva viimistlusega laagrid, pinnatekstuurid, määrdeainekirjeldused, vähese hõõrdumisega tihendid jne.

Triboloogiaalased teadmised on ka paljude SKFi prognoosivahendite ja tarkvara taga. Nendeks on näiteks BEAST, Bearing Beacon, trüki- ja veebikataloogide mudelid, SKFi veerelaagrite hõõrdumismudel, SKFi laagrite kasutusea mudel (eriti selle määrde- ja määrdumistegurid), SKFi määrete kasutusea mudel ja SKFi pinnakoormuse mudel. Need on olulised vahendid, mis aitavad teha uuendusi ning prognoosida laagrite käitumist tingimustes, kus materjalipind täidab olulist rolli.


SKFi ja ülikoolide koostöö triboloogia valdkonnas
Ühe vähese laagritootjana on SKF loonud pikaajalised suhted mitmete triboloogias tugevate ülikoolidega. Kuigi SKFi-taolistel kõrgtehnoloogiaettevõtetel on ka oma teadus- ja arendusosakonnad ja spetsialistid, aitab koostöö akadeemilise maailmaga luua tulevikule orienteeritud suhteid maailmatasemel teadlaste ja inseneridega, kes suudavad vaadata probleeme värske pilguga, suurendades arendustegevuse üldist loomingulist potentsiaali. Tulemuste saavutamiseks kuluv aeg on tihti palju pikem, kui see oleks ettevõttes endas. Siiski on äärmiselt oluline teha kõrgetasemelist triboloogilist uurimistööd ka ettevõttesiseselt, et tagada suutlikkus akadeemilisi uuringuid oma tegevuses ära kasutada ja neid vastavalt suunata.

Imperial College
Londoni Imperial College on üks maailma juhtivaid tehnoloogiaülikoole, mis kuulub stabiilselt maailma 10 parima ülikooli hulka [2]. Imperial College’i mehaanikateaduskonna koosseisu kuulub ka üks SKFi akadeemilisi tehnoloogiakeskusi (SKF UTC). Keskus asutati 2010. aasta jaanuaris ning selle uurimistegevuses keskendutakse triboloogiliste süsteemide alusuuringutele, kasutades keerukaid modelleerimis- ja mõõtmismeetodeid [3]. Keskuse kiirelt laienevasse meeskonda kuulub seitse doktoranti ja kaks teadurit ning seda juhivad professor Hugh Spikes ja dr Amir Kadiric [4]. UTC rajamine Imperial College’i juurde andis ametliku vormi ülikooli ja SKFi enam kui 30 aasta pikkusele koostööle, mille vältel SKFi endine tehnikadirektor professor Stathis Ioannides on korduvalt töötanud Imperial College’i juures külalisprofessorina.

SKF UTC on Imperial College’i triboloogia osakonna lahutamatu osa. Osakond loodi enam kui 60 aastat tagasi ning on rahvusvaheliselt tunnustatud kui üks maailma juhtivaid triboloogiliste uuringute keskusi. Selle saavutuste hulka kuulub palju teedrajavaid uuringuid triboloogias, milles on käsitletud näiteks diislikütuste määrimisomadusi, optilise interferomeetria meetodite kasutamist triboloogias ning karedate pindade kontakti modelleerimist. Osakonna teaduslikke saavutusi on tunnustatud arvukate auhindadega, sh kolm Tribology Trusti kuldmedalit, STLE rahvusvaheline auhind ja Imperial College’i teadussaavutuste auhind, samuti üle 20 juhtivate triboloogiaajakirjade poolt välja antud aasta parima artikli tiitli.

Imperial College’i juures töötava UTC meeskonna eesmärk on triboloogilisi nähtusi süvitsi tundma õppida, et suurendada detailide vastupidavust ja vähendada hõõrdekadusid. Selleks kombineeritakse uudseid katsemeetodeid keerukate arvmudelitega. Praegused uurimisteemad on näiteks karedate pindade elastohüdrodünaamiline määrimine (EHL), tehispindade kontakti mehaanika, EHLi modelleerimine arvutusliku vooludünaamika (CFD) meetodil, määrdelisandite tööomadused, vähese hõõrdumisega määrded, kareduse mõju kontakthõõrdumisele, pinnapragude teke ja levimine, veerelaagrite määrdumiskahjustused ja laagritihendite määrimine. 

UTC teeb tihedat koostööd SKFi enda Hollandis asuva tehnoloogia- ja uurimiskeskusega, mis võimaldab UTC kogutud alusteadmisi SKFis edukalt rakendada, et vähendada SKFi laagrite hõõrdumist ja kulumist ning pikendada sellega nende kasutusiga ja parandada keskkonnatoimet.

INSA de Lyon
Prantsusmaal on Lyoni rakenduskõrgkooli (INSA) juurde koondunud hulk kõrgtehnoloogilisi eriteadmisi ja selle ala teadlasi, kuna kool panustab just sellistele interdistsiplinaarsetele uuringutele. Oma 21 laboriga, kus töötab 500 teadlast ja 650 doktoranti, on INSA de Lyon ainulaadne uurimiskeskus, kus sünnivad murrangulised teadussaavutused, mis leiavad sageli koha partnerettevõtete innovaatilistes rakendustes.

LaMCoS (INSA Lyon, CNRS UMR5259) on interdistsiplinaarne labor, kus uuritakse kontaktpindade ja kehade mehaanikat ja struktuuridünaamikat. Sinna on koondunud laialdane teadmistepagas triboloogia, kiire liikumise dünaamika, vibratsioonimehaanika, juhtseadmete, jõuülekandesüsteemide, pöörlevate masinate ja materjalide vormimise alal. Labori üldine teaduslik eesmärk on uurida kokkupuutuvate mehaaniliste süsteemide ja struktuuride käitumist ja juhtimist.

Lyoni rakenduskõrgkooli ja SKFi koostöö triboloogia vallas algas enam kui 20 aastat tagasi, kui tekkis mõte ehitada katseseade suurte pöörlevate kontaktpindade testimiseks. Nüüdseks on see seade valmis. Selle nimi on Tribogyr [5] ning selle abil on juba saadud uusi teadmisi pöörlevate elementide hõõrdekäitumisest. Need teadmised omakorda aitavad liikuda edasi ettevõtjate jaoks oluliste eesmärkide saavutamisel, milleks on laagrite suurem võimsustihedus ja väiksem hõõrdumine. Lisaks tegutseb INSA de Lyoni (LaMCoS) juures alates 2004. aastast külalisprofessorina SKFi tehnoloogia- ja uurimiskeskuse teadur Guillermo Morales Espejel.

Hiljuti tugevdasid SKF ja INSA de Lyon oma koostööd veelgi, asutades INSA de Lyoni juures tuleviku määritavate liideste õppetooli [6]. Selle kuueks aastaks loodud õppetooli ülesanne on viia läbi funktsiooniülene alusuuring eesmärgiga vaadelda, mõista ja modelleerida määrdeainete käitumist määritavates liidestes tekkivatel äärmuslikel tingimustel. Määrdeainete suutlikkus hõõrdekadusid, kulumist ja kahjustuste ohtu vähendada on eriti oluline lennuseadmete valdkonnas (kus sageli kasutatakse määrdeainetena keerulise koostisega vedelikke). Õppetooli üks eesmärk on ka prognoosida majanduslikest, ühiskondlikest ja keskkonnaalastest piirangutest tingitud arenguid.

Eelkõige keskendutakse järgmistele uurimisteemadele:
- määrdevedelikud: reoloogiast määrimiseni;
- määrdeained ja keeruka koostisega vedelikud: molekulaarsetest mehhanismidest määrimiseni;
- määrdeainete vabavool pinnal ning vedelate ja tahkete materjalide vastasmõju.

Lisaks teadusuuringutele on õppetooli eesmärk tuua SKFi noori teadlasi ja üliõpilasi, kellele SKF France või SKFi tehnoloogia- ja uurimiskeskus pakub õppepraktika ja/või lühikeste uurimisprojektide teostamise võimalusi.


Twente Ülikool
Pikaajaline koostöö triboloogia vallas ühendab SKFi ka Hollandis asuva Twente Ülikooli triboloogia ja hüdromehaanika osakondadega. SKFi tehnoloogia- ja uurimiskeskuse teadur Piet M. Lugt töötab Twente Ülikooli triboloogia osakonnas külalisprofessorina triboloogiapõhise seadmehoolduse erialal, samas kui dr C. H. Venner hüdromehaanika osakonnast tegutseb SKFi tehnoloogia- ja uurimiskeskuses külalisteadurina.

Triboloogiapõhise hoolduse (ennustava hoolduse) külalisprofessuur hõlmab allpool nimetatud uurimisvaldkondi.

1. Laagrisüsteemide töökindluse mudelid
2. Määrimisvälbad
3. Määrete reoloogia

Dr Venner tegeleb SKFi tehnoloogia- ja uurimiskeskuses põhiliselt vedelate ja tahkete materjalide vastasmõju modelleerimise meetoditega ning osaleb pikaajalises arendustegevuses uute prognoosivahendite väljatöötamiseks.

Viited

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

Aktsiaselts SKF
(publ)

Kontaktandmed lisateabe saamiseks:
Meediasuhted: Nia Kihlström, +46 31 337 2897; +46 706 67 28 97; nia.kihlstrom@skf.com

SKF on juhtiv rahvusvaheline tööstuskontsern, mis pakub laagreid, tihendeid, mehhatroonikatooteid, määrdesüsteeme ja teenuseid, sealhulgas tehnilist tuge, hooldus- ja töökindlusteenuseid, insener-tehnilisi konsultatsioone ja koolitust. SKF on esindatud enam kui 130 riigis ning omab ligikaudu 15 000 müügikohta üle maailma. 2012. aasta müügikäive oli 64 575 miljonit Rootsi krooni ning töötajate arv oli 46 775. www.skf.com

® SKF on SKFi kontserni registreeritud kaubamärk.

SKF logo