Podstawowa wiedza na temat trybologii

Na skutek tarcia i zużycia powstają rocznie w gospodarce narodowej straty rzędu wielu miliardów euro. Aby je zredukować, prowadzone są obszerne podstawowe badania trybologiczne. W oparciu o badania przedsiębiorstwa m.in. OKS Spezialschmierstoffe GmbH wykorzystują tę specyficzną wiedzę przy opracowywaniu wysokowydajnych materiałów smarnych.

Co to jest tarcie?

Tarcie jest mechanicznym oporem wobec względnego ruchu dwóch powierzchni. Tarcie w technice jest często niepożądane, ponieważ wiąże się ze stratami energii, ciepłem i zużyciem.

Obliczane współczynników tarcia

Do obliczania tarcia służy wzór Coulomba. Tarcie można podzielić na tarcie ślizgowe, tarcie wiertne, tarcie toczenia oraz tarcie toczne.

Trybosystem

Dla optymalnego rozwiązania problemu znane muszą być wszystkie parametry mające wpływ w trybosystemie. Uwzględnić należy złożone wzajemne oddziaływania tych czynników. Wpływy otoczenia (pył, temperatura lub wilgotność) i czynniki konstrukcyjne (materiał, powierzchnia lub geometria trących ciał) odgrywają tak samo dużą rolę, jak czynniki obciążające (prędkość, obciążenie ciśnieniowe lub drgania) przy wybieraniu prawidłowego materiału pośredniczącego (= smar).

Krzywa Stribecka

Na przykładzie krzywej Stribecka można opisać przebieg współczynnika tarcia łożyska ślizgowego ze smarowaniem olejowym i smarowym w różnych stanach tarcia i smarowania. W fazie rozruchowej po tarciu spoczynkowym następuje tarcie ciał stałych (wysoki współczynnik tarcia / wysokie zużycie). Wraz ze wzrastającą prędkością w trakcie tarcia mieszanego (średni współczynnik tarcia / średnie zużycie) dochodzi do częściowego oddzielenia powierzchni ślizgowych dzięki powstaniu warstwy smarującej. Dokładnie w tym miejscu chroni warstwa awaryjna, którą tworzą stałe materiały smarne (patrz czerwona krzywa). Przy wyższych prędkościach (np. przy aquaplaningu) hydrodynamiczna warstwa cieczy całkowicie oddziela powierzchnie ślizgowe od siebie. W tej fazie tarcia cieczy osiąga się najniższe zużycie oraz najniższe tarcie.

Uniwersalna funkcja smarów

Funkcje danego smaru mogą być różnorodne i w zależności od przypadku zastosowania mogą być wykorzystywane pojedynczo lub w połączeniu z innymi funkcjami. Oprócz podstawowego wymagania stawianego smarowi, tzn. maksymalnego przenoszenia siły przy minimalnym tarciu i minimalnym zużyciu, muszą one często posiadać różne wtórne właściwości, takie jak wodoodporność, odporność na środki chemiczne, kompatybilność z tworzywami sztucznymi lub ochrona przeciwkorozyjna.