NM!-.' Közleményei, Miskolc, HI. Sorozat, Gépészet, 29. (1982) kötet, 9--26.
A TRIBOLÓGIAI KUTATÁSOK ÚJ EREDMÉNYEI FLEISCHER, G. _- SZOTA GY. (lnıızefoglalás
_
Í , 'A' tribológia jelenlegi fsjlődési állšpota azzal mérhető, hogy milyen mélységben számíthatók a -zıırlodası folyamatok jellemzoı. A szerzok ebbol a szempontból adnak áttekintést a súrlódás tudománvıinak jelenlegi allasarol, felhasznalva es rendszerezve _a tribológiai kutatások legújabb eredményeit.
A tribológia fejlődése A tribológia ketsegtelenül fiatal tudományág. A két görög szo összevonasabol szar ııızızó kifejezést először 1966 áprilisában az ún. Jost-tanulmány [1] használta. Számára zik kor Angliában a gyakorlatoríentációjú fogalom: lubrication (kenés) állt rendelkezésre, .vemben a német nyelvterület kenés ill. kenéstechnika kifejezésekkel [2]. Részünkről már 1967-ben elhangzott, hogy a kenéstechnika mellé még a kopásvédés-technikát (azaz kiıpáselhárítás-technikát) kell állítani, és a technika mindkét különleges részterületét ııgyııncsalc az új, általánosabb tribotechnika kifejezéssel használjuk (1. ábra) [2], [3]. Ma tribológia alatt a következőket értjük: ,,olyan tudományág, amely az összes természetes és mesterséges tribológiai rendszerek szerkezetét és viselkedését vizsgálja, és alkalmas a vá1toztatásokra”; ııgyııııakkor a tribotechnika: ,,a technika részterülete, amely minden eszközzel és eljárással a súrlódás és kopás technikai és gazdasági uralmát szolgálja a konstruálás, gyártás, szerelés, üzem és karbantartás keretében a súrlódási helyeken” [4]. I
I
I
I
I
I
I
I
ı
I)I{. se. techn. GERD FLEISCHER
DR_ SZOTA GYÖRGY
_ _
egy. adjunktus
_
lll Otto von Guerıcke Magdeburg Si-kliun Maschinenbau,
Wisseıı schaft sbcreich Maschinenbau technik,
Gépelemek Tanszéke
3515 _ Misk01c_Egyete mváms
lrlırstulıl für Konstruktions - und Tribotechnik Kézirııt beérkezett: 1982. márc. 10 9
|_WH_čã_ˇ `_ _ "ˇW_w^H_0x _Cr_U: U@~m%COV_
OxmC:U®H
1_Éëäãä“š_ _Š_gë_E` _Uˇ_ CF_ U20n_:
UmvWWOEoL;Q_0On_`; WCOSUWEOD _Uˇ_
9_ NŠn_ ;
_UmEwˇ_on_L_ _
Az 1. ábra azt is mutatja, hogy a tribológia és technológia kölcsönhatásában a
ıılhotechnológia elve is kialakulhat, amely olyan ismert eljárásokat foglal össze, amelyekben a súrlódásmechanizmusokat tudatosan technológiailag használtak fel. A triboor gnıılzácló viszont a kenésorganizáció továbbfejlesztése, amely növekvő mértékben szolgiiljiı u technikai diagnosztikában kifejlesztett tribodiagnosztikát, a gépek üzemének és krııelıııııtzırtásának „igénye” szerint. Ila visszatérünk a tribológia fejlődésének értékelésére, akkor felismerhető, hogy a ıı Ilıológia tudományágának fejlődése nem a fogalom világméretű elteıjedésével kezdődött Már S ezer évvel ezelőtti súrlódás és kopás megkülönböztetésről tudunk. 500 évvel ezeItilli céltudatos súrlódási kísérletekről (Leonardo da Vinci) és kb. 300 évvel ezelőtti New mu-gondolatokról a viszkózus folyadékok áramlásakor fellépő súrlódásokozta csúsztató lesıııllségeket illetően, de csak 100 éve beszélhetünk alaposabb tanulmányokról, amelyek mzı ıvııızııikai képletekbe foglalták a törvényszerűségeket. A fellelt törvényszerűségek ter|r~ıIr~Iıııéhez mérten úgy tűnik, hogy a tribológia valóban a tudományos-technikai forrazlzıloııı „egyik gyermeke”. A történelem tehát így ÍHIIÍÍ, hogy a tudományok a mindenııiıpi élet kívánalmaiból keletkeznek [5], és az utóbbiak ma a technikai korszakban az anyag os i-nergiagazdállrodás magas kívánalmainak megfelelően lényeges részben csak a tribológiai ınııeretek hasznosításával elégíthetők ki. A Planck-féle definicó (amely szerint „a fizikai törvény olyan mondat, amely, erős, elsıııkítlıatatlanul érvényes összefüggést mond ki a mérhető fizikai nagyságok között, „Ivan összefüggést, amely megengedi, hogy egy ilyen nagyságot kiszámítsunk, ha a töblııek ınérése ismert” [6]) nyilván 90 éve érvényes a Reynolds-féle differenciálegyenlettel |r-ııl folyadéksúrlódás esetére. Viszont minden egyenlet, amely kizárólag a súrlódási téııvi-ző meghatározásával kapcsolatos, ellentmond a fenti kijelentésnek, mert a súrlódási ıvııyező maga nem fizikai nagyság, és közvetlenül nem is mérhető. Egyetértünk a magyar Benedekkel, Lászlóval és Szűcscsel, amikor megkérdezzük: lvıezııek együttes törvények, amelyeken a teljes technikai tudás nyugszik [5], [6], és ezek visszatükröződnek- e a tribológiában? Az eredeti angol tribológiai fogalmi definí. ınlııııı, amely szerint a tribológia .a ,,az egymásba hatoló, relatív mozgásban levő felületek és a velük kapcsolatos gyakorlati folyamatok tudománya és technológiája” [2] ru ıniııden újabb felismerésben a súrlódás az időben és térben lejátszódó testek kölcsönhaiılıııll jelenti, vagyis folyamatok lefolyásáról van szó. Az ismert súrlódási és kopási elméIeıvk fejlődési állapota tehát azzal mérhető, hogy milyen mélységben számítható a triluılngia rendszer- ill. folyamat-jellege [7]. Lényeges előrelahadás várható, ha az energia-, impulzus- és anyagcsere alapvető ınıvéııyszerűségeinek alkalmazása a tribológiai folyamatok leírásával realizálódik. Ugy veliiık, hogy a tribológia mint a természettudományok törvényeire épülő tudományág kvzellıető, amely egy leendő tribomérnöki tudományág bázisaként írható le. Más, isııwrı mérnöki tudományágakhoz hasonlóan nagy haszon várható a jellegzetes tribológızıi folyanıatnagyságok szabatos leírásával, a törvények határainak tisztázásával. ll
Az alábbiakban a három alapegyenlet látható, amelyek terhelt merev elempárokra, továbbá súrlódó elempárokra ilyen vagy módosított formában érvényesek [8]. Kontiniutási egyenlet (tömegmegmaradás) Ö0p+Ö]`(pV]°)=0
Mozgásegyenlet (impulzus-megmaradás)
P(Öo Vız + Vf Ö; Vir) _ DKK = Ö; U17:
(2)
Enerigaeg/enlet (energiamegmaradás)
Z,'[í(%;Ll]=0 z'G;`ır
(3)
ahol 80
=
idő szerinti parciális differenciálás jele
8,-
=
X; koordináta szerinti parciális differenciálás jele
vj; v,,=
sebességek x,- ill. xk koordináták irányában
Kk
=
fajlagos tömegerő
ofk
=
a feszültségtenzor komponensei
e
=
tömegegységre eső energia
p
=
sűrűség
t
=
idő
G,-1,
=
az időegységre eső kopástérfogat
A vegyészmérnöki tudományágban az áramlás-fogalom általánosításával a tömeg-, impulzus- vagy melegáramra csak egyetlen alapegyenlet szolgál, amely a folyamatjellemzők helyi változásának okát tartalmazza [5]. Az ilyen általánosított kontinuitási vagy szállítási egyenlet megoldása azonban nagyon nehéz, és a mérnökinek törekednie kell minden kor egyszerűsítésekre (pl. a befolyásoló tagok redukálásával). Az a tapasztalatunk, hogy tribológiai folyamtoknál különösen az energia figyelembevétele lényeges, amely kényszerítően a differenciális egyensúlyi egyenletbe az energiasűrűség fogalmához (energia és térfogat arányához) vezet [6]. Koszteckif és munkatársai bebizonyították, hogy a súrlódás és kopás folyamatába az egy-paraméteres függés általában a 2. ábra szerinti alakban jelenik meg [9]. Jellegzetes nagyságokként viszonyított nagyságok választhatók, éspedig a ri súrlódási tényező a súrlódás, a kopás jellemzésére pedig az 1,, = h„/sR kopásintenzitás (ahol h„ a kopásmélység és sR a súrlódási út). Abszcisszaként általánosításkor a névleges felületi nyomás, a relatív sebesség, az anyag tulajdonságváltozása, a hőmérséklet vagy az anyagelem koncentrá-
12
ciója választható. Itt az 1. tartomány az instacionáris folyamat területét, a ll. a súrló-
dás és; kopás normál ill. optimális feltételeinek területét (minimális energiaáttételt), lll. pedig a nagy károsodási hajlam területét jelenti.
l 9 T
\. `\
.Í \_
\\ Ihr }J
\.
\
/
_/
\ "" _ _ - _ “
/ “ “ “ “_ “ˇ
./ “
//
“
Í
I I
Ö_I_.
I 1
11
I_Ó_C
Ki
111
-l5'ıVR_ı>
2. ábra. A súrlódás és kopás folyamatának általános képe
A tribológiai intézkedések célja, hogy a Il-es területet a paraméterek sokaságánál lehetőleg stabilan lehessen tartani, azaz a IIIIII átmenet kritikus értékeit ,,kitolni”. A kijevi iskola újabb kutatási eredményei szerint a 2. ábra egészen általános kapcsolat még a GA aktivizáló energia (mint a megnevezett abszicssza-paraméter függvénye) és a GP passzív-energia (mint az ordináta-paraméterek: kenőanyag, felületanyagok, felületi nyomás, relatív sebesség, hőmérséklet, stb. függvénye) között [l0]. Az eš = WR/V,, látszólagos súrlódási energiasűrűség kvalitatív ábrázolása (amelyet a szovjet tudósok „A1 kopási munkának” neveznek) a 3. ábrának megfelelő alakhoz vezet. A 2. és 3. ábra állításai közötti összefüggés akkor mondható ki, ha p konstans felületi nyomáshoz a 1.1 súrlódási tényező helyett a 'ra = ufí súrlódási csúsztató feszül!séget adjuk meg, és ha az alábbi saját képleteket alkalmazzuk.
A kopás alapegyenlete
T.. = ei -fr.
(4)
vagy látszólagis súrlódási energiasűrűség *
TJ
HR = “E
(5)
13
T,
,
eR
4-Ő->
l
4-§-D
, ,
ll
ı .
ı
lll L
ı
Kr
GA=~F(Ö.vR,Mot,\7,c)--> 3. ábra
súrlódási energiasűrűség Ta
:R = T;
(Ő)
kopási tényező 11 p
_.
V
V
I
"
_
hR
e _
ÍR
*Í<1
eR
ahol a súrlódási csúsztató feszültség Ta :ˇ U ° P I
kopásintenzitás
hv
Ih = "'-ˇ
SR
súrlódási intenzitás h IR = _`R
SR
14
_
h„
=
kopásmagasság
hR
=
súrlódási magasság
sR
=
súrlódási út
(7)
A kopás intenzitással szemben a súrlódási csúsztató feszültség kis megnövelése az l. és
III. területen a látszólagos energiasűrűséget több vagy kevéssé erős mértékben csökkenII. Iikkor azonban már következetlenség a füleleti nyomást abszícssza-paraméterként továbbra is alkalmazni. Amlátszólagos súrlódási energiasűrűség mellett a kopás nélküli súrlódási energiasűrűség mellett a kopás nélküli súrlódási folyamathoz érvényes a fizikai ..Igazi” súrlódási energiasűrűség is (6) egyenletnek megfelelően IR = h/R sR súrlódási Iııtenzitással. A két energiasűrűség az ún. vv kopási tényezővel kapcsolódik egymáshoz (I. a (7) egyenletet). A 4. ábra végül kvantitatív alakban mutatja a tapasztalt szerint elviselhető súrlódási energiasűrűség nagyságát a tribológiai folyamatok lényegesebb osztályaira. Az 1. oszırtlynál a súrlódó felületek rugalmas vagy képlékeny deformációja következtében a kopitsrészecslcék csak fokozatosan keletkeznek, míg a 2. osztály folyamatai forgácsoló deınrmációval, azonnali kopásrészecskék képződésével jellemezhető. A tribológia módszerei Ha eddig a tribológia tartalmáról és besorolásáról nyilatkoztunk, akkor szükséges még ehhez az átfogó módszer egyes szempontjait megadni. Ha a súrlódási és a kopás ııkıir függ, akár független a kenéstől - lejátszódó folyamatokként jellemezhető, akkor zı tolyamatelemzés és -tervezés a tribológiai folyamatok kialakításának és optimálásának nindszeres eszköze. A súrlódás befolyásolta különféle fizikai és komplexebb jelenségeknek ıın~gI`elelően a tribológiai folyamatok osztályba sroolása hasznos munkaeszköz. A súrlódás részleteiről szóló gazdag tanulmányok [12] a 5. ábrának megfelelő, ún. energetikai számítási módszerhez vezettek [13]. Egyezve több kutatóval (pl. Coulomb, Hvriagín, Kragelski) a súrlódási „kettős természetét” kell figyelembe venni, amely kenés nélküli merevtestek súrlódásánál vagy vegyes súrlódáskor különösen fontos. A deformációs resz ismét több részletből állhat, amely azonban nagyobb súrlódáshoz vezet. Ha kétségtelenn! érintkezik a két merev test, akkor különösen kis relatív sebességeknél és nagy nyoınıisoknál anyaghíd keletkezhet adhézióképes súrlódó részecskékkel (a relatív mozgás ilvvnkor az anyagfelületek szakadását idézhetik elő), amely jelenség kenéssel elkerülhető. Az alapvető kopásállapotok ill. - mechanizmusok elemzésével kapcsolatban [12] végül is zı tribológiai folyamatok osztályozására került sor. Az I. táblázat a jelenlegi legújabb álIrnıntot tartalmazza, megadva a 6. osztály jellemzőit. Az 1-től 4-ig terjedő osztály bázisa ru Ismert kopás mechanizmusok valamelyike (az 5. osztály később alapcsoportokba tagolInıtn), és az 5. ábrával összefüggésben a lényeges súrlódási energiarészek is minden folyannıı -osztályhoz adottak. Sajnos a gyakorlati tribológiai folyamatok gyakran nem ,,osz-
ıziIvnzhatók”, ennek ellenére meg kell találni a meghatározó mechanizmust. Ugy véljük, hogy gyakorlati feladatkitűzések megoldásához a tribológia arra is jó, hogy az egyes folyamatosztályokhoz tipikus példákat adjon minden szükséges folyamatpııııııııéterrel, amelyek a mindenkori különleges problémára alkalmazhatók. A súrlódási helyek tribológiai kilalakitásának központi célkitűzése, hogy az ún. nullIrn|ı.~'ıs állapota legyen elérhető. Ez közismerten csak akkor érhető el, ha s súrlódó felüle-
IS
ŠFNWO =_: =S= _:= _ >ŠSNWOP NI
„__ ŠBNŠ 4__4O'_;_ 4 _ _
”„”O”“. _<_ w9305022EU__U___ O>mOC _U0mO`_Oˇ_ 'he .O“§“`
N__ Š2 mN0')Q.. vw.”*ñowowon wowowowãıpoD. '_. _'
ûwä%_§§w§wäë“_a
_0:/_
l_ -__-_ -_ -_ :-_ _:- _- -
O%O%O` z_>Ü| m_wQOˇ_ __%%%%.%`
šš Éz
.ooO0 0QO O O QO QO QO :
_/[Ü_ _3äg_ i_ _ _ _ _
A1 Š;5,p_p§llŠp I_- _-I-_ - _ -_I-_ .-_:
_:_- _-=-Ü-MÁ_ _“ \“H,A “ “ “ “ “ “ &“
ÖÓI_HˇECOÜ__oEE0>_2 0 . 0OÖ§O%O O OÓ“O” „O“§y
_ _ˇU_>CÜ_2m_š _UC_ 2_ g &
%_ŠN“ Mam äwımtÉg Nnšêkë“ wIaübãw_šãŠa_*_`_ă
_
Š*I
EggN H: _ = g _
N >__H_;_NWO
ÖÉ4._ 44O6E!OÉIE
äôä >8äšgpOO
m__OE:n_o
\"_O(OI“. f`.'Q4O4O4O._0'.|O404O<§4§4Ö4O'O`â.“O“Ó„O„_
OO _ O.,
O "`QO“§”I„OO? %O`O ˇ”ûO,ý“w` OO__Q` _6000000000 OOO"%`H%O`„.§“ O
I vO.33 'O .O,."`.©O>O@'O, >O@.,
ha)
mg Ó..
`&3 -_O_jÁú1j “Ü _Č*T9
QO :BN ___ __ _
§ __
_ˇ, E
_53 Umg N<*Ü
k_ "J
m
1
6
ãgwg ˇ_C832ŠBW2 C852Cwnãg m_ü2_> NONN< §O_r VW_wNO`W:_“rv_>Uˇ_0oN_U q ^__VNOë__O* Nmâg ^_UNOf NW@__ :U~_
mOăo__wã_ .>_ˇ_°o__0.U9_2Q_ $_
p $©N©ˇ_
_ lt
N _ NäW N
8; ág mm; mi :Š2; __; N_Š_Nš NNŠ
ggmcw _mH_U“Š _Umč_ _dm W sg
7
1. táblázat
A tribológiai folyamatok osztályai'
osztály
l
`
Je eszõtesses
Primer kopási állapot
súrlódási energia része-
sedés
0
I
Trib. foly. lényeges mech. és term. energiatárolás nélkül (mé gis határozott ll0al'I1Ya1 ÍÍa1)„ amely nem vezet leváló kopásra
Null-kopás többszö-
IP!
1
1.1
1 I
I
Wzz (Wizz Wzz)
szőrös rug. alakv. (m íkrotart.)
Trib. foly. ciklikus mech. ener- 1 giatárolással és hőárnyalattal (különleges esetben lényeges l term. energiatárolással), amely közvetlenül leváló kopásra I
Leváló kopás 1. lép- ` Win Wii (Was) cső többszörös rug. alakv. (mikrotart.)
I vezet
r__.i 1.2
.
`„--í-mi
`
2. lépcső többszörös képl. alakv. (mikrotart.)
w12 ! wii (W33)(w15 *
Was' Was)
Í
4. lépcső többsz.
1.3
wii! wait win! W221
alakv. (makrotart.)
I (Wzz) (Ww Wa- Wzz)
6. lépcső Olvasztás
wie' Was (Wis= Wav
(mikro- v. makrotart.)
Was)
7. és 8. lépcső szubl ionizálás (mikro-v. makrotart.)
V/iz- Wzz (Ww Wzv Wzz
l -1-
I
1.4
I
mti-_.
i.s 7 1 *
j 1
-. 9 Trib. foly. ciklikus mech. energíatárolás nélkül és lényeges term. energiatárolás nélkül (de szubmikroszkópikus extrém ,` hőfejlesz téssel), amely köz vet- *
2.1
` Š I
Leváló kopás 3. lépW_.,,, W„ (PI/3,) cső egyszeres alakvált. (mikrotart.)
lenül leváló kopáshoz vezet
5. lépcső egyszeres
2.2
`
1 ._
.
I.
wı-: 1 W24 (Was)
alakvált. (makro-
tart.) W
táblázat (folytatás) Osztaly
Jellegzetesség
Primér kopási állapot
Sutlódăsi energıa része
L4,
_____l
Trıb foly cıklikus mech energıatarolassal es hoaxnyalattal de nmcs lenyeges term einer gıatat , amely kozvetve az alak kopason tul levalo kopashoz vezetne
Alakvált. kopás 1. lépcső többsz. kép alakvált. (mıkro ' 1131'
zz~ Wzz (Wzz)
2. lépcső-
többsz. ızépı. alak-
ızv W221 (was)
~
vált. (makrotart.)
.__-8
Trıb foly cıklikus mech ener gıataxolassal v análkul legln kább kıfejezzeten termikus energıatarolassal, amely kozvet ve az alakvalt kopason tul levaló kopashoz vezet
Felrakó-kopás 1.
Wav Wısf Wav
lépcső képl. alakv (mikrotart.)
„É__?
2. lépcső képl. alakV (makrotaı`t).
ı:> Was' wıv was'
ı
Trıb foly ciklıkus mech eneı' Anyagv.-i kopás 1-4 gıatárolassal v anelkul, es leg lépcső képl. alakv tobbszor kıfejezetten term (mikro- és makroenergıatarolassal, amely kozvet tart. ) ve az anyagvalt ıkopason tul \ leválo kopashoz vezet l
W„, W„, (W„) (W„, „, W„) \
l
teket egy reológiai deformálható közbülső réteg választja szét, ha vagy merev testek súrlódásakor a rugalmas alakváltozás oly kicsi, hogy a súrlódó felületek között - a fáradási határ túllépésekor - nem lép fel fárasztó igénybevétel. A súrlódási energiasű rűség ilyenkor pl. a hidrodinamikus kenésű siklócsapágyakhoz a (8) egyenlet alapján számítható. Súrlódási energiasűrűség folyadéksúrlódáskor P
.R 2 -fi
Võı
i
(8)
WR` =ĂW|}'=Z.,Bij'nif' Vii
11
íj
súrlódási energiasűrűség merev testek súrlódásakor .
ı
ıı
Ö
eR _ ÜÉ
ıı
Ö
V..
nu
U
(10)
H,-Í ° Vii
if
látszólagos súrlódási energiasűrűség merev testek súrlódásakor 1. osztály
ez z
8
B 1a
(11)
Vv[.čR +
látszólagos súrlódsái energiasűrűség merev testek súrlódásakor 2. osztály
68 6; = ___... vv ° ÖT,
ahol
20
PR
=
súrlódó teljesítmény
Vö,
=
olajtérfogat-áram
WR
=
súrlódási energia
e,-,-
=
energiasűrűség
n,-Í
=
azonos energiarészek száma
V,-Í
=
igénybe vett térfogat
EB
=
törési energiasűrűség
v„
=
kopási tényező
ÉR
=
energiatárolási szám
(12)
uk
=
kritikus érintkezési szám
tr,-,
=
térfogatkorrekciós tényező
A ó. ábra egy statikusan terhelt, hidrodinamikus kenésű, radiális siklócsapágy terIıı-llıt-ltíségi görbéit mutatja, amint azt Papendiök kísérletei alapján nyilvánosságra hozta | I-I |. I'-lrdekesnek tünik bizonyára a hasonlóság a 4. ábrabeli llerhelhetőségi határok lefo-. |v.ı-..ı és a 6. ábra között. A még elviselhető energiasűrűségek mindkét esetben a null-kopás wııılvıét határolják. Kisebb VR csúszósebességek tartományában vegyessúrlódás esete áll ıvıııı. A terhelhetőség maximuma itt a nyomó folyási határral (képlékeny alakváltozás |,3 „ııı vs legkisebb kenőhártyavastagság esetén alakváltozási kopást idéz elő) adható meg. t\ . szıkııem híperbolikus görbealak viszont a relatív vastag kenőhártya termikus állóképes„~|,z_ı~ııt-k határát jelenti (a kenőhártya vastagsága 31 um-ig nő, és ennek ellenére felléphet .ız „lvzıdás következtében leváló kopás). A fogaskerékpároknak tribológiailag hasznos tartományait a 7. ábra mutatja, amelyeket ll.-ımzilčimüves vizsgálóberendezéssel kaptunk erősen pro leltolásos fogaskerék-alakkal 90 ıll l.l() “C hőmérsékletű olajbevezetés, továbbá a megadott; kerületi és csúszási sebességek l~-.vıt-ıı. Mindezek alapján a 6. ábrával nagy hasonlóság figyelhető meg. Az acél-acél páro-.ıı.ıs kepásállapota eltérő a maximális Hertz-feszültség esetén (folyamat-osztály: 1,3), és .t ıvı ıııikus határok megnövelhetők az olajba adagolt adalékokkal, amelyek kémiai reakciólvlıılvteklıez vezetnek. A kopásterhelt tribológiai folyamatok esetei számára - ahol tehát a súrlódó párok .mt-ıııi pontjai”-ban kopásintenzitás áll fenn - ugyancsak megoldási példák kellenek. A surlódás ebben az esetben is megragadható a súrlódási energiasűrűségek meghatározá-
-..wzil (l.(9) és (10) egyenleteket). A kopáskor elviselhető igénybevételek itt is kventifikálIıtııók a látszólagos súrlódási energiasűrűség nagyságának alkalmazásával, az anyagtulajdonsá~ gek segítségével és további folyamat-paraméterekkel. Tribológiai kutatási eredmények nagytermelékenységű rúd-dróthengemıíínél A súrlódás olyan gyakorlati eseteinél, amelyeknél a súrlódás káros hatásait a lehető legkisebb mértékűre szükséges csökkenteni általában komplex vizsgálatra van szükség. A ıııııkodő felületpárok és a kenőanyag vizsgálatán túl meg kell vizsgálni a konstrukció, a pyzıı lás, az üzem és a karbantartás minden olyan részletét, amely a felületpárok műköllvscıe hatással lehet. Az ilyen komplex tribológiai vizsgálatok hatványozottan előtérbe kerülnek olyan pyjıi berendezéseknél, amelyeknél a nagy termelékenységet csak a gépelemek szokatlanul ıızıgy sebességével ill. fordulatszámával lehet elérni. Alljon itt példaként az Ózdi Kohászati Üzemek modern rúd-dróthengerműve. liz a hengermű 5,5 - 30 mm átmérőhatárok között meleghenterléssel állít elő sima ıll. lıoıılıiis ııeéldrótot és acélrudat.
'll
% _ZN
wiN
d_ S D w
.Í %tB9 _Š; 1t_\_Z 0094/NES:02 g _on' _'_ /_ ”
b ofjlyANUújÁpl188 jÉÍAIMÁOAŠN
0
AU
1' a
ad
ON'wÍ NEŠZ oj_Q N_H"§_9____SS WÍAAÁliĂA , NEŠZofW_Ã:
_ Eıoóuoc _\j1`}F\
nh
_ __ _jITILI ___;_í N*
ofm N Eı "_üCOˇ_"OL
W_mb NEŠZ Nm__o_N
_U
W.jua jj1.ji\ŠMijl\tÁ1:jl jl
S"E258Wg www ___O_KTl L)
mAF U08Jj “_§_V Oˇ_
cow Fl1jŠpÍ Á
O0908C8Og 89Og
“Š3 _ wWm__3n$m©Nm
6anG ëÉgŠãgáR šaašš mmëmšûš Í ÉNmë Ü EEtűgm __Ă_Eë3 HŠHNŠ 39 I
NEÉZ NEŠZ m Onga
/ 1Og IEE:Hn'/_En\
E EıO: msn
B I.
EE
/ \S/,_
I I
I I 'Í
N,_“ÉN ı_ _
I
l
l
I 1
I
56
L
J a
H
_ÜIlgmonýzk cmN__ ovűı ww°Q°Nn©ˇm_ˇ
L Som_i08M_i
M ? mıäxıg í ˇ """`k `1j"` ` ül:
oomwı pí jw_ u
0093 _
m`15ed" É2>9 _ 52"_Hmn~"_“J_::E
FÁ 8mTr___'_IL'l_pITjrlt 08_ 08 89 Og 09O
I/ _ _ _wı_W,`W_“`U_0_\m0š_wgmN_š;_ l ĂA l1_:*t/ ' _ı_ ly
Í _“_ˇ_____ *_
ãT x_wc ooN_ m_1_;w_NU_wˇm __U©mEU©m_ˇ * _
gox_'_
_š Ooq _W*jÁ M1ÁW_ij Í z
_
I / __gy
/Íäılf / _M H_H
.T ıılıllıl
ő__m_Č :_do 9_6 am mA mN_ _Cm_____>ãˇ _gOı_gmšm
OOON jh_lÁŠMši/ ,HjÉ
^_ O;U_OW got: ˇ_' _ w_°U3mN;u _ _
Ü _ mwliW: W_3 2_:_40_ wm©Nm
` j l lUl`jljbiwyl
Q맚ëš` N :T53%_%_ ãšsšmê
Ü32___0_m__" :_P H____ J_i
p_,
/// “_ÓVQ ayv + I /
`F
D
mi
Z
EE
A kiindulási alapanyagként szolgáló felhevített buga egy 25 hengerpárból álló hengersoron áthaladva válik hengerelt késztermékké. A hengersor termelékenységére jellemző, hogy a legkisebb átmérőjű 5,5 mm-es acélhuzal 50 mls (= 180 kmlh) sebességgel távozik azutolsó hengerpár hengerei közül. Az utolsó három hengerpár hengereinek fordulatszáma meghaladja a beépített gördülőcsapágyak katalógus szerinti határfordulatszámát. A hengermű üzembe állítása után -a kisebb átmérőjű drótok hengerlésekor- az M013., pároknál sorozatosan jelentkeztek durva csapágymeghibásodások (csapágy besülések). Egy csapágy hitrelen bekövetkező besülése során a nagy sebességgel haladó hengerelt huzal begyűrődése minden esetben a hengerek, a többi csapágy és a kenési rendszer elemeinek meghibásodását idézte elő. Egy-egy meghibásodás kijavítása komoly költséget jelentett az alkaltrészutánpótlásnál is, de különösen nagy kár a termeléskiesésből adódott. A meghibásodások elháritására és az Ózdi Kohászati Üzemekben jelentkező egyéb tribológiai problémák megoldására az NME Gépelemek Tanszékének tribológiai szakosoportja vezetésével egy céltársulás alakult, az Autóipari Kutató Intézet és a Nagynyomású Kísérleti Intézet részvételével (mai neve: Magyar Szénhidrogénipari Kutató-Fejlesztő Intézet). Az utóbbi két intézet a kenőanyagokat, azok szennyezettségét, a kenőanyagok tisztítási lehetőségeit és a kenőanyagok cseréjének periódus idejét vizsgálta. A Tanszék a meghibásodott csapágyak viszgálatából kiindulva elvégezte a tirbológiai szempontból leginkább veszélyeztetett utolsó nyolc hengerpár csapágyazásának teljes felülvizsgálatát. Minden előforduló üzemi esetre vonatkozóan meghatároztuk a beépített csapágyak üzemi jellemzőit (terheléseket, fordulatszámokat, üzemi hőmérsékleteket, olaj -levegő térfogatáramokat). Részletesen viszgáltuk a csapágyak gyártási, szerelési és üzemi hézagát. Elvégeztük a csapágyak kenéselméleti viszgálatát. Végül a csapágyak meghibásodási valószínűségénekˇ viszgálata alapján megállapítottuk, hogy a kritikus helyeken optimális esetben évenként max. négy esetben várható csak csapágymeghibásodás, amely kevesebb mint tized része annak ami elő fordult. A hengermű szakembereivel közösen kidolgoztuk a csapágygazdálkodás megfelelő rendszerét. Sikerült javítani a kenési rendszer üzembiztonságán. A csapágyak karbantartási munkáinál előforduló hibákat kijavítottuk. Az elvégzett vizsgálatok és a szükséges módosítások eredményeként a csapágymeghibásodások gyakorlatilag megszűntek. Az elmondott példa alapján nyilvánvaló, hogy a helyesen működő tribológiai rendszerek nagy gazdasági jelentőségűek, és a gyakorlati' tribológiai kutatások nagy termelékenységű gépi berendezéseknél nélkülözhetetlenek. IRODALOM 1.
24
Lubrication (Tribology). Education and Research. A Report on the Present Position and lndustryls Needs London, Her Majesty s Stationery Office. 1966.
.'.
l~`I.I-llS(ÍIll-LR, G.: Tribologie und Schmierungstechnik aus analytisch-prognostischer Siclıt.
t.
|f'I..l-LISCHER, G.: Zum Problem Zuverlässigkeit in der Tribotechnik. Schmr`erungstechnr`k 5
»I
(1974) 193-199. Autorenkollektiv: Katalog Reibung, Schmierung, Verschleiíă. Abschnitt A - 1.1. Terminologie
Wlss. Z. Techn. Hochschule Magdebrrrg 12 (1968) 493-498.
llir Reibungs- und Verschleiiăvorgänge. VEB WTZ Getriebe und Kupplungen 1977.
'-
III-ZNIBDEK, P.-LÁSZLÓ, A.: Grundlagen des Chemieingenieurwesens. Leipzig. VEB Deutsclıer Verlag der Grundstoffindustrie. 1967.
I. z' rı `I
.\'7.llCS, E.: Dialoge über technische Prozesse. Leipzig. VEB `Fachbuchver1ag. 1976. I-'I .I-LISCHER, G.: Systembetrachtungen zur Tribologie. Wíss. ~Z. Tecím. Hochschule Magdeburg I4 (1970) 415-420. UN I LKE, W.: Lebensdauerberechnung der Maschinenelemente. Berlin. VEB Verlag Technik 1980. KUSTECKIJ, B. I. - KARAULOV, A. K. - LJASKO, V. A.: Einfluíă des Umgebungs- und .\'i~lımiermediums auf die Ausbildiıng der Ober ächenstruktur bei Reibunsgprozessen. Schmierıt ngstechnik ll (1980). 135 - 1 37-
lll
KUSTECKIJ , B. I.: Theoretische und experimentelle Grundlagen der Werkstoffwahl für Gleit-
t I
ııııd Reibstellen. Vortrag 1. tribologische Sommerschule. Wroclaw, 1980. I JASKO, V. A.: Energetische Kriterien der Werkstoffwahl für Reibstellen. Vortrag 1. Tribologlselıe Sommerschule. Wroclaw, 1980. I-'l.I«'.ISCHER, G.: Ergebnisse auf dem Gebiet Reibung, Schmierung und Verschleiíă. Schmíemngsm~lım`k 9 (1978), 228-234. I- I .I-ZISCHER, G. - GRÖGER, H. - THUM, H.: Verschleiíă und Zuverlässigkeit. Berlin. VEB Verlag
I -I
I'APENDICK, G.: Gleitlagerberechnung mit Hilfe des maximalen Schmierstoffdruckes. Schmie-
lI ı '
l`ı'L'lıl'til(. 1980.
rımgstechnik 8 (1977), 152-156.
NEW RESEARCH RESULTS IN THE TRIBOLOGY
bv G. FLEISCHER - GY. SZOTA Summary 'Ihe development of the theories of friction and wear can be characterized by the measure of mi- application of the methods of tribology. The theoretical bases, development, methodology and ılıe ıw west research results of the tribology are reviewed.
NEUE ERFAHRUNGEN ÜBER DIE FORSCHUNG ZUR TRIBOLOGIE von G. FLEISCHER - GY. SZOTA Zusammenfassung lıvr I-lııtwicklııngsstand der Reibungs- und Verschleiíătheorien lä t sich mit daran ermessen, inwie-
wvıı tlı-ııı Sy strm- und pro zeíăcharakter der Tribologie bisher Rechnung getragen wurde. Der Artikel gibt einen 25
Überblick von den Grundlagen, Entwicklung, Methodik und neuesten Forschungsergebnissen der Tribologie.
HOBBIE PEBYJIBTATBI HAYHHO-HCCHEHOBATEJHDCKOH PABOTBI B TPHBOIIOFHH
I
F.
Pasuırme Teopnu Tpemuı ir nanoca Mo>KeT õmrrz xapaicrepuaouan Mepoit npımenermsr Mere,uon Tpnõonormı. Ilau oõaop Teopermıecıcırx ocnoıa, paannrmr, Meromlxn K Hamionuıırx peaynızraTon uccneııonarıuit Tpırõonormr.
26
A NEHEZıPARı MŰSZAKI EGYETEM KÖZLEMÉNYEI
III. sorozat
GÉPÉSZET 29. KÖTET, l - 3. FÜZET A magdeburgi „Otto von Guericke” Műszaki Egyetem és a miskolci Nehézipaxi Műszaki Egyetem közötti barátsági szerződés megkötésének 20. évfordulója alkalmából rendezett, jubileumi Gépszerkezettani Konferencián, Miskolcon, 1980. szeptember 9-én elhangzott előadások
MISKOLC, 1982.
HU-ISSN 0234-6728
SZERKESZTÖ BIZOTTSÁG:
TERPLÁN ZENÓ felelős szerkesztő CZIBERE TIBOR, KOZÁK IMRE, ROMVÁRI PÁL, TAJNAFÖI JÓZSEF
Kiadja a Nehézipari Műszaki Egyetem Kiadásért felelős: Dr. Kozák Imre rektorhelyettes Nyomdaszám: KSZ- 82- 3220 -NME Miskolc-Egyetemváros, 1982. Engedély száma: MTTH-III-3183Il976.
Sajtó alá rendezte: Dr. Farkas József egyetemi tanár Technikai szerkesztők: Kovácsné Kismarton Gabriella, Németh Zoltánné Kézirat szedése: 1982. aug. 1. - 1982. okt. 15-ig. A sokszorosítóba leadva: 1982. okt. 27. Példányszám: 400
Készült IBM-72 elektronikus composer szedéssel, rotaprint lemezről az MSZ 5601-59 és MSZ 5602-55 szabványok szerint, 14 BI5 ív terjedelemben A sokszorosításért felelős: Tóth Ottó mb. üzemvezető
TARTALOMJEGYZÉK
Dr. Czibere Tibor rektor, tanszékvezető egyetemi tanár, az MTA levelező tagja megnyitó beszéde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dr. Probst Reinhardt rektor, professzor üdvözlő szavai . . . . . . . . . . . . _ , _ , , , _ _ Fleischer, G. - Szota Gy.: A tribológiai kutatások eredményei . . . . . . . . . . . . . . . . Leistner, F. - Terplán Z.: A bolygóművek tervezési kérdései . . . . . . . . . . . . . . . . . Krampitz, R. - Érsek D.: A villamos energia felhasználása - a technológiai haladás jellemzője . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Guericke, W. - Kiss Feltevések az egyengetési folyamat minőségének javításában és az egyengetőgépek automatizálásában . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kunad, F. - Kluge, R. - Buge, H. - Wetzel, A. - Sályi I.: Vederlánc-hajtóművek dinamikus terhelésének csökkentéséről . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neidel, W. - Farkasné Mayr Klára: A legújabb lángvizsgálati kutatások eredményei a magdeburgi és a miskolci műszaki egyetemek együttműködése tükrében . . . . . . Altenbach, J. - Berger, H. - Nándorı' F. - Páczelt I. - Weese, W.: Gépipari szerkezetek szilárdságtani számítására alkalmas hatékony végeselemes programok a Magdeburgi Műszaki Egyetemen és a Nehézipari Műszaki Egyetemen . . . . . . . . . . _ _ Ziems, D. - Cselényi J. - Kovács L.: Anyagmozgatási rendszerek tervezései módszerei .
llil
lll l4l
(ıl
