Mis on triboloogia?

Triboloogia on teadusharu, mis uurib kokkupuutes olevate ja üksteise suhtes liikuvate pindade vahel toimuvaid protsesse ehk hõõrdumist, kulumist ja määrimist. Triboloogia vaatleb vastastikmõjusid erinevate tahkete kehade ning tahkete kehade ja vedelike või gaaside vahel.

Kahe keha kokkupuutel tekib hõõrdumine ja kulumine

Hõõrdumisrežiimid

Hõõrdumisena käsitletakse triboloogias kahe keha kontaktpinnal tekkivate jõudude summat, mis mõjutab nende kehade vastastikust liikumist. Hõõrdejõudu mõjutavad mitmed tegurid. Nende seas nt rõhumisjõud, millega surutakse pinnad üksteise vastu, töötemperatuur, liikumiskiirus või materjali pinnakaredus. Isegi kui materjali pind tundub olevat täiesti sile, tulevad mikroskoobi all vaadelduna nähtavale väiksed ebatasasused. Kui pindasid ei eraldata üksteisest nt määrdeaine kelmega, võivad pinnakonarused keevituda kontaktis olles kokku. Igal juhul kaasneb liikumisega teatav kulumine, adhesioon ja/või pinnakonaruste koordumine.

Hõõrdumist on olemas erinevat tüüpi. Hõõrdumise liigitamise aluseks on liikumisviis, piirpindade seisund ja libisemiskiirus. Levinud on järgmised hõõrderežiimid:

• kuivhõõrdumine kirjeldab hõõrdumist kahe pinna vahel ilma olemasoleva vedelikukihita, gaaside või mustuseta.
• Piirhõõrdumine on hõõrdumine kahe pinna vahel, mis on üksteisest eraldatud oksiididega, vedelikega või mustusega.
• Vedelikulise hõõrdumise puhul on hõõrdepinnad kulumise minimeerimiseks eraldatud täielikult üksteisest vedeliku- või gaasikihiga. Siin eristatakse hüdrostaatilist ja hüdrodünaamilist määrimist.
• Segahõõrdumine on segu piir- ja vedelikhõõrdumisest.

Kuidas saab hõõrdumist vähendada?

Eesmärk on vähendada hõõrdetegurit nii palju kui võimalik. Selleks tuleb tegurid, mis võivad mõjutada negatiivselt suhtelises liikumises olevat pinda, kõrvaldada või hoida need vähemasti kontrolli all.

Hõõrdumise vähendamiseks mehaanilistes süsteemides on mitmeid võimalusi, nt:

• kasutades vastavale keskkonnale kohandatud viskoossuse ja omadustega määrdeaineid. Spetsiaalse manusekomplektiga saab õli muuta iga konkreetse kasutusala jaoks optimaalseks. Mõnedel juhtudel sobivad ka tahked määrdeained, nagu grafiit.
• Eelistades väikse nihketugevusega materjale, mis kompenseerivad hõõrdkulumist. Heaks näiteks on siin pliist/vasest liugelaagrid.
• Asendades liugehõõrdumise veerehõõrdumisega, nt veerelaagrite abil.

Määrdeained eraldavad hõõrdepindasid ja minimeerivad kulumist

Mida mõistetakse kulumise all?

Kulumine tähendab välistest mõjudest tingitud soovimatuid muutusi materjali pinna välimuses ja omadustes. Kulumine võib olla tingitud mehaanilistest (kokkupuutest teiste pindadega), termilistest (kuumusest või külmast), keemilistest (korrosioonist) või elektrilistest mõjudest. Määrimistehnoloogias põhjustavad kulumist enamasti mehaanilised tegurid (maha hõõrdumise või materjali murenemisena), mil kaks keha liiguvad üksteise vastu.

Metallpindadel esineb sageli kontaktväsimust ja mikropitingut.