Triboloji – neyi kapsar ve uygulamaları nelerdir?

Triboloji nedir?

Triboloji , göreceli hareket ve karşılıklı etkileşim halindeki yüzeylerle ilgili bilim ve teknoloji olarak tanımlanır. Sürtünme, aşınma ve yağlamanın yanı sıra temas halindeki cisimler arasındaki arayüzde meydana gelen etkileşimlerin incelenmesini kapsar. Bu süreçler, diğerlerinin yanı sıra, kuvvet aktarımı, mekanik enerjinin dönüşümü, fizikokimyasal dönüşümler ve yüzey morfolojisi ve topografyasından kaynaklanan mekanik kenetlenme olaylarını içerir.

Tribolojinin temel amacı, yüzey etkileşimlerini anlamak ve böylece problem çözmeyi ve uygun çözümlerin belirlenmesini sağlamaktır. Bu alan doğası gereği disiplinlerarasıdır – makine mühendisliği, malzeme bilimi, kimya mühendisliği ve diğer birçok disiplinden uzmanlıktan yararlanır. Bu kadar geniş bir yaklaşım, sürtünme bölgesinde meydana gelen karmaşık fiziksel olayları tam olarak açıklamak için gereklidir.

Sürtünme mekanizması

Sürtünme, tanımı gereği, temas halindeki iki katı cisim arasındaki harekete karşı teğetsel dirençtir. Bu direncin büyüklüğü, temas halindeki cisimlerin malzemelerine, geometrisine ve yüzey özelliklerine, ayrıca çalışma koşullarına ve ortama bağlıdır. Bu mekanizma, esas olarak mikroskobik ölçekte meydana gelen fiziksel etkileşimlerden kaynaklanır.

Aşağıdaki türler ayırt edilir:

• Kinetik (hareket) sürtünmesi – temas halinde olan ve birbirine göre hareket eden iki yüzey arasındaki direnç,
• Statik sürtünme – durgun halden harekete geçiş sırasında ve hareket durduğunda mevcuttur. Genellikle kinetik sürtünmeden daha büyüktür.

Cisimlerin yüzeyleri, mükemmel derecede pürüzsüz görünenler bile, moleküler düzeyde çukurlar ve düzensizliklerle doludur. Hareket sırasında bunlar birbirine kenetlenir ve iç içe geçer ve bu engellerin aşılması dış enerji sağlanmasını gerektirir.

Yapışma , sürtünme bağlamında da önemli bir olgudur. Cisimler arasındaki gerçek temas noktalarında, van der Waals kuvvetleri ve kılcal kuvvetler de dahil olmak üzere moleküller arası bağlar oluşur. Ek olarak, sürtünme işlemi sırasında yüzeylerde elektriksel yükler oluşur (triboelektrik etki). Bu yükler, yüzey iyonik kuvvetlerini artırarak yapışkan temas kuvvetlerinin oluşumunu teşvik eder.

Yapışmayı önleyici madde seçeneklerimize göz atın.

Sürtünmenin sadece iki farklı nesne arasındaki arayüzde değil, aynı zamanda tek bir cisim içinde, katmanları veya parçacıkları birbirine göre hareket ettiğinde de meydana geldiğini belirtmekte fayda var. Bu olgu iç sürtünme olarak bilinir. Bu özellik, maddenin haline bağlıdır; gazlarda ve sıvılarda viskozite (nispeten küçük kuvvetler) olarak kendini gösterirken, katılarda yapısal elemanların düzenli dizilimi nedeniyle çok daha güçlüdür.

Sürtünmeyi azaltan maddeler olarak yağlayıcılar

Yağlama, üretim ürünlerinde kullanılan makinelerin bakımında temel yöntemdir. Piston-silindir sistemleri, dişliler ve kamlar gibi kayar bileşenler söz konusu olduğunda, makinenin sorunsuz çalışmasını sağlamak için iki veya daha fazla bileşen arasında yağlama şarttır.

Yağlayıcı , temas eden yüzeyler arasındaki sürtünmeyi azaltmak için tasarlanmış bir maddedir ve bu da sonuç olarak bu yüzeylerin hareketi sırasında oluşan ısıyı azaltır. Etki mekanizması, kuru sürtünmenin (katılar arasında) düşük viskoziteli bir sıvının iç sürtünmesiyle veya kararlı bir sınır tabakasının oluşumuyla değiştirilmesine dayanır.

Sürtünmeyi azaltmanın yanı sıra, uygun yağlama şunlara da katkıda bulunur:

• Isı dağılımı,
• Gürültü azaltma,
• Korozyon koruması,
• Etkili sızdırmazlık,
• Kirleticileri uzaklaştırmak.

Baz yağ – sürtünmeyi azaltmada kilit faktör

Baz yağlar , yağlayıcıların üretiminde kullanılan ham maddelerdir ve özellikleri, viskozite, stabilite/dayanıklılık ve yük taşıma kapasitesi de dahil olmak üzere, nihai ürünün performansı ve özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Beş ana baz yağ grubu vardır:

Grup I, II, III – petrol türevli yağlar

Grup I, basit solvent rafinasyonu yoluyla elde edilen en ucuz yağları içerir. %90’dan düşük hidrokarbon doygunluğu ve 80-120 viskozite indeksi ile karakterize edilirler. İkinci gruptaki baz yağlar, hidrokraking işlemi kullanılarak üretilir. Grup I yağlarından daha iyi özellikler sergilerler. Daha az safsızlık içerirler ve daha yüksek viskozite indeksine sahiptirler. Grup III yağları, derin hidrokraking işlemine tabi tutulan en yüksek saflıktaki ürünlerdir. Özellikleri sentetik yağlarınkine benzer.

Grup IV – sentetik yağlar

Yüksek termal ve oksidatif stabilite ile karakterize edilirler. Ayrıca, geniş bir sıcaklık aralığında düşük viskozite değişimi gösterirler.

Bu bileşik grubu, popüler sentetik hidrokarbonlar olan polialfaolefinleri (PAO) içerir. Bunlar, ham petrolden naftanın çatlatılması yoluyla elde edilen etilenin polimerizasyonunun ürünleridir. Tamamen doymuş olmaları (çift bağ içermemeleri) nedeniyle, bu yağlar yüksek sıcaklıklarda oksidasyona ve bozulmaya karşı dirençlidir.

Grup V – diğer baz yağlar

Bu grup, esterler, polialkilen glikoller (PAG) ve silikonlar dahil olmak üzere diğer tüm bazları içerir. Mineral ve sentetik yağlara bitki bazlı alternatifler de giderek daha yaygın hale gelmektedir. Bunlar esas olarak kolza veya ayçiçek yağı gibi doğal trigliseritlerdir.

Baz yağlar – PCC Grubu ürün yelpazesi

PCC Grubu, sentetik yağlayıcılarda kullanılan çok çeşitli özel baz yağlar sunmaktadır . Bu ürünler hidrolik sıvılarda , işleme sıvılarında , kompresörlerde , endüstriyel dişli kutularında ve tekstil sektöründe kullanılmaktadır.

Rokolub serisinde geniş bir ürün yelpazesi mevcuttur. Bunlar başlıca şunlardır: Rokolub

• Suda çözünebilen polialkilen glikoller (PAG) (Rokolub 50-B serisi ve Rokolub 60-D serisi) ,
• Suda çözünmeyen polialkilen glikoller (PAG) (Rokolub PB serisi ve Rokolub PO-D serisi) ,
• Fosfat esterleri (Rokolub FR I serisi ve Rokolub FR T serisi) .

AW ve EP katkı maddeleri ve tribolojik sürtünme özellikleri

Endüstride kullanılan yağ ve greslerde, baz yağlar ana bileşendir. Performansı artırıcı katkı maddeleri, baz yağların doğal özelliklerini iyileştirerek önemli bir rol oynar. Yağlama özelliklerini iyileştiren katkı maddeleri, tribokimyasal reaksiyonlara katılan kimyasal bileşiklerdir. En yaygın kullanılanlar, aşınmayı ve sürtünmeyi kontrol eden katkı maddeleridir. Bunlar aşınma önleyici (AW) katkı maddeleri veya aşırı basınç (EP) katkı maddeleri şeklinde bulunur . Aşınma önleyici katkı maddeleri seçeneklerimize göz atın.

Aşınma önleyici katkı maddeleri (AW)

Aşınma önleyici katkı maddeleri, korunan metal yüzeyle kimyasal olarak reaksiyona girerek, sınır yağlama koşulları altında metali aşınmaya karşı koruyan bir kaplama oluşturan yağlayıcı bileşenlerdir. Aşınma önleyici katkı maddeleri, korunmasız ana metalden daha az hasara duyarlı bir yüzey oluşturur.

Yaygın aşınma önleyici katkı maddesi türleri arasında çinko bileşikleri (örneğin çinko dialkilditiyofosfat, ZDDP), molibden bileşikleri (örneğin molibden ditiyokarbamat) ve fosfor ve bor bazlı katkı maddeleri bulunur.

PCC Grubu, Rokolub AD serisinden (örneğin Rokolub AD 246 ultra ) aşınma önleyici katkı maddeleri sunmaktadır.

Aşırı basınç (EP) katkı maddeleri

Ana işlevleri, aşırı yüksek yükler altında yüzey temasını önlemektir. Metal yüzeylerle kimyasal olarak reaksiyona girerek, onları yapışma ve aşınmadan koruyan bir koruyucu tabaka oluştururlar. EP katkı maddeleri, gresin normal yük taşıma kapasitesini aşan kısa süreli basınçlara hasar görmeden dayanmasını sağlar. Genellikle aşınma önleyici katkı maddelerinden daha güçlü ve daha agresif etki gösterirler.

Tipik EP katkı maddesi örnekleri arasında kükürt bazlı bileşikler (örneğin kükürtlü gresler ve yağlar), fosfor bileşikleri (örneğin fosfatlar, tiyofosfatlar) veya grafit ve molibden sülfürleri gibi maddeler bulunur.

PCC Group’un portföyünde, EP katkı maddeleri öncelikle EXOfos serisinden ürünlerdir (örneğin EXOfos PA-080S , EXOfos PB-184 ).

Aşırı basınç katkı maddelerinin tüm yelpazesini keşfedin.