Triboloji: Yaptığımız Her Şeyin Arkasındaki Bilim

Sürtünmeyi azaltmak için rulmanlar kullanılır. Silindirler yükü “taşıdığında”, destekledikleri tekerlekler ve dişliler sorunsuz ve kolay bir şekilde döner.

“Sürdürülebilirlik” küresel bir odak haline gelmeden çok önce, rulmanlar, dönen makinelerin çevresel etkisini azaltarak enerji verimliliğini ve mekanik ömrü iyileştirmede merkezi bir rol oynadı.

Sürtünmeyi azaltma bilimi, “triboloji” adı verilen geniş bir alanın parçasıdır ve Timken’in triboloji uzmanları sürtünmeyi azaltmaya ve rulman verimliliğini artırmaya devam etmektedir. Araştırmaları, Timken® rulmanlarının müşteri gereksinimleri değişip değiştikçe optimum performans sunmasını sağlamaya yardımcı olur.

Dr. Carl Hager, rulman endüstrisinde tribolojinin evriminden bahsediyor ve Timken’in neden bu konuda dünya çapında bir lider olarak tanındığını açıklıyor.

Triboloji Timken’de nasıl bir rol oynuyor?

Hager: Henry Timken şirketi 1899’da kurduğunda bir terim olarak “Triboloji” yoktu, ancak sürtünme sorununu çözmek için bir konik makaralı rulmanın patentini aldı. Sürtünme, hareketi engelleyen bir olgudur. Basit bir örnek, iki yüzey birbirine sürtündüğünde hissettiğiniz dirençtir. Aslında, “triboloji” kelimesi Yunanca “ovmak” anlamına gelen tribos kökünden gelir.

İşte bir triboloji sorunu: Bir dişli kutusu milinin yükü gövdeye iletmesi ve dönmesi gerekiyor. Verimli bir şekilde dönmesi için şaft ve gövde arasındaki sürtünmeyi en aza indirmeliyiz. Kontakları yağlayabiliriz, ancak yüzeyler arasındaki hasar potansiyelini de dikkate almalıyız. Verimli hareketi kolaylaştırırken hasarı nasıl en aza indiririz? Yaptığımız her şeyin temelinde bu sorun var.

Triboloji problemlerini çözme yaklaşımınız nedir?

Hager: Aşınma analizi tribolojinin temelidir. ASM El Kitabı, aşınmayı “genelde kademeli malzeme kaybını içeren katı bir yüzeye verilen hasar” olarak tanımlar. Aşındırıcı, yapışkan ve yorulma aşınması, teşhis ettiğimiz en yaygın tribolojik hasar biçimleridir.

Aşındırıcı aşınma madencilik ve tarım gibi endüstrilerde yaygındır ve sert partikül kirleticiler tribolojik bileşenlere girdiğinde ortaya çıkabilir. Aşınmış yüzeyler pürüzsüz cilalı bir morfoloji sergileyebilir veya derin çizikler ve oluklar içerebilir.

Yapıştırıcı aşınması, yüksek hızda veya minimum düzeyde yağlanmış arayüzlerde yaygındır. Temas eden yüzeyler lokal olarak bağlanır ve daha sonra çekilir veya kesilirken oluşabilir. Bu, malzemenin bir yüzeyden çıkarılıp diğerine yapıştırıldığı için transfer olmasına neden olur.

Şiddetli yorulma aşınması veya parçalanma, genellikle rulmanlı rulmanlar için kullanım ömrünün sonuna işaret eder. Hasar, ağır yüklü yuvarlanma kontakları yüksek çevrim yorgunluğuna maruz kaldığından meydana gelir. Yuvarlanma elemanı yüzeyleri bir yağlayıcı film ile düzgün şekilde ayrılmadığında, soyulma veya mikro çukurlaşma olarak da adlandırılan hafif yorulma aşınması meydana gelebilir. Temas eden yüzeyler, mikrometre ölçekli bir derinlikte çatlayabilen ve pul pul dökülebilen yüzey dokusunun özellikleri dahilinde son derece yüksek basınçlar sergiler.

Triboloji, Timken’in kapsamlı ürün ve hizmet portföyünün merkezinde yer alır. Bileşenler ve sistemler içindeki sürtünme ve aşınmayı yönetmek, müşterilere sunduğu değer tekliflerinin temelidir.

Rulmanlar makinelerde yükü iletir ve sürtünmeyi (güç kaybını) azaltır.

Makaralı zincirler , zincir veya dişliler içinde minimum aşınma ile esner ve çalışır.

Kayışlar , uygun gerilimi korumak için aşınmayı en aza indirirken sürtünmeyi kullanır.

Dişli tahrikler , minimum aşınma ile yüksek aktarım verimliliğine sahip olmalıdır.

Otomatik yağlama sistemleri , insan müdahalesi olmadan makine bileşenlerinin yağlanmasını yönetir. Doğru yağlayıcı seçimi sürtünmeyi ve aşınmayı en aza indirebilir.

Timken’in triboloji yaklaşımı on yıllar içinde nasıl değişti?

Hager: Timken, modern yağ filmi kalınlığı hesaplamaları yapılmadan önce rulmanlı rulmanlar üretmeye başladı. Araştırmacılar, yağlayıcı film kalınlığının, yüzey pürüzlülüğünün ve bileşen yuvarlanma teması yorulma ömrünün etkisini birleştirmeye başladığı zaman 1920’lerdi. Bu etki, 1960’larda Timken’in daha temiz çeliğe yönelmesiyle daha da arttı. Yeraltı malzeme kusurları olmadan, tribolojik arayüzler yuvarlanma elemanının yatak ömrüne hakim olmaya başladı.

Bugün, rulmanlı rulmanları modelleyebilen modern araçlara sahibiz. Bu araçlar, temas basınçlarını hesaplayabilir ve çok ince yağlayıcı filmlerin oluşumunu tahmin edebilir. Bu bilgi, yuvarlanan eleman yatak yüzeylerinde uygun kontur ve pürüzlülüğü tasarlamak ve üretmek için kullanılabilir.

Ne tür müşteri sorunlarını çözüyorsunuz?

Hager: Timken, birçok farklı tribolojik temas türünü simüle etmek için kullanabileceğimiz birinci sınıf bir triboloji laboratuvarına sahiptir. Ürünler piyasaya sürülmeden önce sorunları azaltmak için test ve analizden elde edilen bilgileri kullanırız. Sonunda müşteri çözümleri haline gelen mühendislik yüzeyleri ve kaplamaların geliştirilmesine yardımcı oluyoruz.

Proaktif araştırma ve geliştirmeye ek olarak, müşterilerle etkileşim kuruyor ve hasar analizi sağlıyoruz. Bir çözüm bulmaya yardımcı olmak için uğraştıkları aşınma türünü belirliyoruz. Ayrıca müşterilerin sistemleri için doğru yağlayıcıyı seçmelerine yardımcı olmak için reoloji laboratuvarımızla birlikte çalışıyoruz.

Timken’i triboloji lideri yapan nedir?

Hager: Birçok farklı endüstri için çeşitli rulmanlı rulmanlarla çalışıyoruz. Geçtiğimiz yirmi yılda, ürün hatlarımızı rulmanların ötesinde güç aktarım bileşenlerini içerecek şekilde genişlettik.

Laboratuvarımız artık çok çeşitli konularda tribolojiyi inceliyor. Çok ince yağlayıcı filmlerin kalınlığını ölçebiliriz. Katı yağlayıcıların ve kaplamaların sürtünmesini ve aşınmasını inceliyoruz. Farklı çeliklerin ve mikro yapıların intermetalik aşınmasını değerlendiriyoruz. Elastomerleri kayış malzemesi geliştirme için ve polimerleri korozyona dayanıklı Poly-Round® muhafazalı ünitelerimiz için test ediyoruz.

Bu farklı deneyimden edindiğimiz tüm bilgiler, sıradaki karmaşık triboloji problemini çözme zamanı geldiğinde bize muazzam bir avantaj sağlıyor. Bu yüzden dünya çapında birçok şirket bize geliyor.

Teknolojiden sorumlu başkan yardımcısı Doug Smith, Timken’in bir asırdan fazla TRB mükemmelliği üzerine inşa ederek müşteri seçeneklerini nasıl genişlettiğinden bahsediyor. Videoyu izleyin .

Timken Ar-Ge yatırımlarını yönlendiren makro trendler hakkında bilgi edinin.

Last Updated: 2022/10/14

Published: 2022/06/24