Tribologi – apakah yang terlibat dan apakah aplikasinya?

Apakah tribologi?

Tribologi ditakrifkan sebagai sains dan teknologi yang berkaitan dengan permukaan yang bergerak relatif dan berinteraksi bersama. Ia merangkumi kajian geseran, haus dan pelinciran, serta interaksi yang berlaku pada antara muka antara jasad yang bersentuhan. Proses ini termasuk, antara lain, pemindahan daya, penukaran tenaga mekanikal, transformasi fizikokimia dan fenomena saling kunci mekanikal yang terhasil daripada morfologi dan topografi permukaan.

Objektif utama tribologi adalah untuk memahami interaksi permukaan , sekali gus membolehkan penyelesaian masalah dan pengenalpastian penyelesaian yang sesuai. Bidang ini bersifat interdisipliner – ia menggunakan kepakaran daripada kejuruteraan mekanikal, sains bahan, kejuruteraan kimia dan banyak disiplin lain. Pendekatan yang luas sedemikian adalah penting untuk menjelaskan sepenuhnya fenomena fizikal kompleks yang berlaku di zon geseran.

Mekanisme geseran

Geseran, mengikut definisi, ialah rintangan tangen terhadap gerakan antara dua jasad pepejal yang bersentuhan. Magnitud rintangan ini adalah fungsi bahan, geometri dan sifat permukaan jasad yang bersentuhan, serta keadaan operasi dan persekitaran. Mekanisme ini terhasil daripada interaksi fizikal yang berlaku terutamanya pada skala mikroskopik.

Jenis berikut dibezakan:

• Geseran kinetik (gerakan) – rintangan antara dua permukaan yang bersentuhan dan bergerak relatif antara satu sama lain,
• Geseran statik – wujud semasa peralihan dari pegun kepada gerakan, serta apabila gerakan berhenti. Secara amnya lebih besar daripada geseran kinetik.

Permukaan jasad, walaupun yang kelihatan licin sempurna, penuh dengan lekukan dan ketidakteraturan pada peringkat molekul. Semasa pergerakan, ia menjadi saling berkait dan bercampur, dan mengatasi halangan ini memerlukan bekalan tenaga luaran.

Lekatan juga merupakan fenomena utama dalam konteks geseran. Pada titik sentuhan sebenar antara jasad, ikatan antara molekul terbentuk, termasuk daya van der Waals dan daya kapilari. Selain itu, semasa proses geseran, cas elektrik dihasilkan pada permukaan (kesan triboelektrik). Cas ini meningkatkan daya ionik permukaan, yang menggalakkan pembentukan daya sentuhan pelekat.

Lihat pilihan agen anti-pelekat kami.

Perlu diingatkan bahawa geseran berlaku bukan sahaja pada antara muka antara dua objek yang berbeza, tetapi juga dalam satu jasad, apabila lapisan atau zarahnya bergerak relatif antara satu sama lain. Fenomena ini dikenali sebagai geseran dalaman . Sifatnya bergantung pada keadaan jirim – dalam gas dan cecair ia menjelma sebagai kelikatan (daya yang agak kecil), manakala dalam pepejal ia jauh lebih kuat, disebabkan oleh susunan elemen struktur yang teratur.

Pelincir sebagai bahan pengurangan geseran

Pelinciran ialah kaedah asas yang digunakan dalam penyelenggaraan jentera untuk produk pembuatan. Dalam kes komponen gelongsor, seperti sistem omboh-silinder, gear dan sesondol, pelinciran antara dua atau lebih komponen adalah penting untuk memastikan operasi mesin yang lancar.

Pelincir ialah bahan yang direka untuk mengurangkan geseran antara permukaan yang bersentuhan, yang akhirnya mengurangkan haba yang dihasilkan semasa pergerakan permukaan ini. Mekanisme tindakannya adalah berdasarkan penggantian geseran kering (antara pepejal) dengan geseran dalaman bendalir kelikatan rendah atau pembentukan lapisan sempadan yang stabil.

Selain mengurangkan geseran, pelinciran yang betul menyumbang kepada:

• Pelesapan haba,
• Pengurangan hingar,
• Perlindungan kakisan,
• Pengedapan yang berkesan,
• Mengeluarkan bahan cemar.

Minyak asas – faktor utama dalam mengurangkan geseran

Minyak asas ialah bahan mentah yang digunakan dalam pengeluaran pelincir, dan sifatnya mempunyai kesan yang ketara terhadap prestasi dan ciri-ciri produk siap, termasuk kelikatan, kestabilan/ketahanan dan kapasiti galas beban.

Terdapat lima kumpulan utama minyak asas:

Kumpulan I, II, III – minyak terbitan petroleum

Kumpulan I terdiri daripada minyak termurah yang diperoleh melalui penapisan pelarut mudah. ​​Ia dicirikan oleh ketepuan hidrokarbon < 90 %dan indeks kelikatan 80–120. Minyak asas dalam kumpulan kedua dihasilkan menggunakan proses hidrorekahan. Ia mempamerkan sifat yang lebih baik daripada minyak Kumpulan I. Ia mengandungi lebih sedikit bendasing dan mempunyai indeks kelikatan yang lebih tinggi. Minyak Kumpulan III ialah produk dengan ketulenan tertinggi, tertakluk kepada hidrorekahan mendalam. Sifatnya serupa dengan minyak sintetik.

Kumpulan IV – minyak sintetik

Ia dicirikan oleh kestabilan terma dan oksidatif yang tinggi. Tambahan pula, ia mempamerkan variasi kelikatan yang rendah dalam julat suhu yang luas.

Kumpulan sebatian ini termasuk polialfaolefin (PAO), yang merupakan hidrokarbon sintetik yang popular. Ini adalah hasil pempolimeran etilena yang diperoleh daripada minyak mentah melalui peretakan nafta. Disebabkan ketepuannya yang lengkap (tiada ikatan berganda), minyak ini tahan terhadap pengoksidaan dan degradasi pada suhu tinggi.

Kumpulan V – minyak asas lain

Kumpulan ini termasuk semua asas lain, termasuk ester, polialkilena glikol (PAG) dan silikon. Alternatif berasaskan tumbuhan kepada minyak mineral dan sintetik juga menjadi semakin biasa. Ini terutamanya trigliserida semula jadi, seperti minyak rapeseed atau minyak bunga matahari.

Minyak asas – rangkaian PCC Group

Kumpulan PCC menawarkan rangkaian penuh minyak asas khusus yang digunakan dalam pelincir sintetik. Produk ini digunakan dalam bendalir hidraulik , bendalir pemesinan , pemampat , kotak gear perindustrian dan dalam industri tekstil.

Pelbagai jenis produk tersedia dalam siri Rokolub . Ini terutamanya:

• Polialkilena glikol larut air (PAG) (siri Rokolub 50-B dan siri Rokolub 60-D) ,
• Polialkilena glikol (PAG) yang tidak larut dalam air (siri Rokolub PB dan siri Rokolub PO-D) ,
• Ester fosfat (siri Rokolub FR I dan siri Rokolub FR T) .

Bahan tambahan AW dan EP, dan ciri-ciri geseran tribologi

Dalam minyak dan gris yang digunakan dalam industri, minyak asas merupakan komponen utama. Bahan tambahan yang meningkatkan prestasi memainkan peranan penting, meningkatkan sifat semula jadi minyak asas.

Bahan tambahan yang meningkatkan sifat pelincir ialah sebatian kimia yang terlibat dalam tindak balas tribokimia. Bahan tambahan yang paling biasa digunakan ialah bahan tambahan yang mengawal haus dan geseran. Ia datang dalam bentuk bahan tambahan anti-haus (AW) atau bahan tambahan tekanan ekstrem (EP).

Lihat pilihan bahan tambahan anti-haus kami.

Bahan tambahan anti- haus (AW)

Bahan tambahan AW ialah komponen pelincir yang bertindak balas secara kimia dengan permukaan logam yang dilindungi, membentuk salutan pelindung yang melindungi logam daripada haus di bawah keadaan pelinciran sempadan. Bahan tambahan anti-haus menghasilkan permukaan yang kurang terdedah kepada kerosakan berbanding logam asas yang tidak dilindungi.

Jenis bahan tambahan anti-haus yang biasa termasuk sebatian zink (cth. zink dialkilditiofosfat, ZDDP), sebatian molibdenum (cth. molibdenum ditiokarbamat), dan bahan tambahan berasaskan fosforus dan boron.

Kumpulan PCC menawarkan bahan tambahan AW – ini adalah produk daripada siri Rokolub AD (cth. Rokolub AD 246 ultra ).

Bahan tambahan tekanan ekstrem (EP)

Fungsi utamanya adalah untuk mencegah sentuhan permukaan di bawah beban yang sangat tinggi. Ia bertindak balas secara kimia dengan permukaan logam, membentuk lapisan pelindung yang melindunginya daripada kejang dan haus. Bahan tambahan EP membolehkan gris menahan tekanan jangka pendek yang melebihi kapasiti galas beban normalnya tanpa kerosakan. Ia biasanya bertindak lebih kuat dan lebih agresif daripada bahan tambahan anti-haus.

Contoh tipikal bahan tambahan EP termasuk sebatian berasaskan sulfur (cth. gris dan minyak yang disulfurkan), sebatian fosforus (cth. fosfat, tiofosfat) atau bahan seperti grafit dan molibdenum sulfida.

Dalam portfolio Kumpulan PCC, bahan tambahan EP terutamanya merupakan produk daripada siri EXOfos (cth. EXOfos PA-080S , EXOfos PB-184 ).

Terokai rangkaian penuh bahan tambahan tekanan ekstrem .