Tribologie – co obnáší a jaké jsou její aplikace?

Co je tribologie?

Tribologie je definována jako věda a technika týkající se povrchů v relativním pohybu a vzájemné interakci. Zahrnuje studium tření, opotřebení a mazání, jakož i interakcí probíhajících na rozhraní mezi kontaktujícími se tělesy. Mezi tyto procesy patří mimo jiné přenos sil, přeměna mechanické energie, fyzikálně-chemické transformace a mechanické blokovací jevy vyplývající z morfologie a topografie povrchu.

Klíčovým cílem tribologie je porozumět interakcím povrchů , a tím umožnit řešení problémů a identifikaci vhodných řešení. Tato oblast má interdisciplinární povahu – čerpá z odborných znalostí ze strojírenství, materiálových věd, chemického inženýrství a mnoha dalších oborů. Takový široký přístup je nezbytný pro úplné vysvětlení složitých fyzikálních jevů probíhajících v zóně tření.

Mechanismus tření

Tření je podle definice tečný odpor vůči pohybu mezi dvěma pevnými tělesy, které jsou v kontaktu. Velikost tohoto odporu je funkcí materiálů, geometrie a povrchových vlastností kontaktujících těles, jakož i provozních podmínek a prostředí. Tento mechanismus je výsledkem fyzikálních interakcí probíhajících primárně v mikroskopickém měřítku.

Rozlišují se následující typy:

• Kinetické (pohybové) tření – odpor mezi dvěma povrchy, které jsou v kontaktu a pohybují se vůči sobě navzájem,
• Statické tření – vyskytuje se při přechodu z klidu do pohybu i při ukončení pohybu. Obecně je větší než kinetické tření.

Povrchy těles, a to i těch, které se zdají být dokonale hladké, jsou na molekulární úrovni plné prohlubní a nerovností. Během pohybu se tyto prolínají a zabírají a překonání těchto bariér vyžaduje přísun vnější energie.

Adheze je také klíčovým jevem v kontextu tření. V místech skutečného kontaktu mezi tělesy se vytvářejí mezimolekulární vazby, včetně van der Waalsových sil a kapilárních sil. Během procesu tření se navíc na površích generují elektrické náboje (triboelektrický jev). Tyto náboje zvyšují povrchové iontové síly, což podporuje tvorbu adhezních kontaktních sil.

Prohlédněte si náš výběr antiadhezivních činidel.

Za zmínku stojí, že ke tření dochází nejen na rozhraní mezi dvěma různými objekty, ale také uvnitř jednoho tělesa, když se jeho vrstvy nebo částice pohybují vůči sobě navzájem. Tento jev je známý jako vnitřní tření . Jeho povaha závisí na skupenství hmoty – v plynech a kapalinách se projevuje jako viskozita (relativně malé síly), zatímco v pevných látkách je mnohem silnější díky uspořádanému uspořádání strukturních prvků.

Maziva jako látky snižující tření

Mazání je základní metodou používanou při údržbě strojů pro výrobu produktů. V případě kluzných součástí, jako jsou systémy píst-válec, ozubená kola a vačky, je mazání mezi dvěma nebo více součástmi nezbytné pro zajištění plynulého chodu stroje.

Mazivo je látka určená ke snížení tření mezi kontaktními povrchy, což v konečném důsledku snižuje teplo generované během pohybu těchto povrchů. Mechanismus účinku je založen na nahrazení suchého tření (mezi pevnými látkami) vnitřním třením kapaliny s nízkou viskozitou nebo vytvořením stabilní mezní vrstvy.

Kromě snížení tření přispívá správné mazání k:

• Odvod tepla,
• Redukce hluku,
• Ochrana proti korozi,
• Účinné utěsnění,
• Odstraňování kontaminantů.

Základový olej – klíčový faktor pro snížení tření

Základové oleje jsou suroviny používané při výrobě maziv a jejich vlastnosti mají významný vliv na výkon a vlastnosti hotového produktu, včetně viskozity, stability/trvanlivosti a únosnosti.

Existuje pět hlavních skupin základových olejů:

Skupiny I, II, III – oleje získané z ropy

Skupina I zahrnuje nejlevnější oleje získané jednoduchou rafinací rozpouštědlem. Vyznačují se nasycením uhlovodíky < 90 %a indexem viskozity 80–120. Základové oleje druhé skupiny se vyrábějí hydrokrakováním. Vykazují lepší vlastnosti než oleje skupiny I. Obsahují méně nečistot a mají vyšší index viskozity. Oleje skupiny III jsou produkty nejvyšší čistoty, podrobené hlubokému hydrokrakování. Jejich vlastnosti jsou podobné vlastnostem syntetických olejů.

Skupina IV – syntetické oleje

Vyznačují se vysokou tepelnou a oxidační stabilitou. Dále vykazují nízké kolísání viskozity v širokém teplotním rozsahu.

Do této skupiny sloučenin patří polyalfaolefiny (PAO), což jsou oblíbené syntetické uhlovodíky. Jsou to produkty polymerace ethylenu získaného z ropy krakováním nafty. Díky své úplné nasycenosti (žádné dvojné vazby) jsou tyto oleje odolné vůči oxidaci a degradaci za vysokých teplot.

Skupina V – ostatní základové oleje

Do této skupiny patří všechny ostatní báze, včetně esterů, polyalkylenglykolů (PAG) a silikonů. Stále běžnější jsou také rostlinné alternativy minerálních a syntetických olejů. Jedná se především o přírodní triglyceridy, jako je řepkový nebo slunečnicový olej.

Základové oleje – sortiment skupiny PCC

Skupina PCC nabízí kompletní sortiment specializovaných základových olejů používaných v syntetických mazivech. Tyto produkty se používají v hydraulických kapalinách , obráběcích kapalinách , kompresorech , průmyslových převodovkách a v textilním průmyslu.

V rámci řady Rokolub je k dispozici široká škála produktů. Jsou to především:

• Ve vodě rozpustné polyalkylenglykoly (PAG) (řada Rokolub 50-B a řada Rokolub 60-D) ,
• Ve vodě nerozpustné polyalkylenglykoly (PAG) (řada Rokolub PB a řada Rokolub PO-D) ,
• Fosfátové estery (řada Rokolub FR I a řada Rokolub FR T) .

Přísady AW a EP a tribologické třecí charakteristiky

V olejích a mazivech používaných v průmyslu jsou hlavní složkou základové oleje. Významnou roli hrají přísady zvyšující výkon, které zlepšují přirozené vlastnosti základových olejů.

Přísady, které zlepšují mazací vlastnosti, jsou chemické sloučeniny, které se účastní tribochemických reakcí. Nejčastěji se používají přísady, které regulují opotřebení a tření. Dodávají se ve formě přísad proti opotřebení (AW) nebo přísad pro extrémní tlaky (EP).

Prohlédněte si náš výběr přísad proti opotřebení.

Přísady proti opotřebení (AW)

Přísady proti opotřebení (AW) jsou mazací složky, které chemicky reagují s chráněným kovovým povrchem a vytvářejí ochranný povlak, který chrání kov před opotřebením za podmínek mezního mazání. Přísady proti opotřebení vytvářejí povrch, který je méně náchylný k poškození než nechráněný základní kov.

Mezi běžné typy přísad proti opotřebení patří sloučeniny zinku (např. dialkyldithiofosfát zinečnatý, ZDDP), sloučeniny molybdenu (např. dithiokarbamát molybdenu) a přísady na bázi fosforu a boru.

Skupina PCC nabízí přísady AW – jedná se o produkty z řady Rokolub AD (např. Rokolub AD 246 ultra ).

Přísady pro extrémní tlaky (EP)

Jejich hlavní funkcí je zabránit kontaktu s povrchem při extrémně vysokém zatížení. Chemicky reagují s kovovými povrchy a vytvářejí ochrannou vrstvu, která je chrání před zadřením a opotřebením. Přísady EP umožňují mazivu odolávat krátkodobým tlakům přesahujícím jeho normální únosnost bez poškození. Obvykle působí silněji a agresivněji než přísady proti opotřebení.

Mezi typické příklady přísad EP patří sloučeniny na bázi síry (např. sirné tuky a oleje), sloučeniny fosforu (např. fosfáty, thiofosfáty) nebo látky, jako je grafit a sulfidy molybdenu.

V portfoliu skupiny PCC jsou přísady EP primárně produkty z řady EXOfos (např. EXOfos PA-080S , EXOfos PB-184 ).

Prozkoumejte celou řadu přísad pro extrémní tlaky .