REFERAT LA DISCIPLINA

TRIBOLOGIE

TEMATICA REFERATULUI:

I. 10 întrebãri din domeniul tribologiei;

II. Stand de labrator- prezentare;

III. Analizarea d.p.d.v. tribologic a unei piese sau ansamblu de piese;

INTRODUCERE:

Noţiunea de tribologie şi definirea ei ca ştiinţã a apãrut începând cu anul 1996. Denumirea a fost datã de Jost într-un raport denumit “Lubrifierea (tribologia), educaţie şi cercetare” aportul prezenta posibilitatea de a face economii importante prin aplicareaîn practicã a cercetãrilor referitoare la frecare,uzare şi ungere. Tribologia este ştiinţa şi tehnologia interacţiunii suprafeţelor aflate în mişcare relativã sau staţionare, incluzînd ştiinţa şi tehnologia frecãrii, uzurii şi ungerii. Ea se ocupã de studiul fenomenelor fizico-mecanice, metalurgice şi chimice care pot sã aparã între suprafeţele care acţioneazã.

I . Întrebări pentru referat :

1. La reparaţia unei maşini tamponate tinichigiul consideră că aripile dublură din plastic

de la roţile din faţă nu mai sunt necesare întru-cât s-a realizat un antifonaj de foarte bună

calitate. Ca proprietar al maşinii acceptaţi situaţia sau îl obligaţi să monteze dublurile. De ce ?

Ca propietar al autoturismului nu accept situaţia şi îl oblig pe tinichigiu sã monteze la

loc aripile dublurã din plastic deoarece acestea au fost proiectate pentru o mai bunã protecţie

pe care o vopsea antifonicã nu o poate oferi (sarea şi nisipul aruncat pe şosea în timpul iernii,

apa sau griblura pot deteriora cu uşurinţã vopseaua antifonicã)

2. Aţi venit să investiţi într-o societate. Produsele pe care le fabrică aceasta sunt calitativ

bune din punct de vedere funcţional şi preţul e competiţional, dar aţi constatat că ele nu se

vând, deşi nu serviciul de marketing nu este de vină, vânzările scad. Ce faceţi ?

- forţaţi serviciul marketing să crească vânzările ;

- analizaţi produsele din punct de vedere al necesităţii şi utilităţii;

- faceţi o analiză completă pentru a identifica ce lipseşte produsului vândut.

1

Facem o analiză completă pentru a identifica ce lipseşte produsului vândut.

Probabil produsul nu este căutat datorită faptului că piaţa consideră că nu este util sau

există un alt produs înlocuitor mult mai acceptabil.O altă problemă ar fi aspectul

neatractiv al ambalajului respectiv al produsului sau lipsa promovării (reclamei)

acestuia pe piaţă.

3. Aţi proiectat o instalaţie în care cuplele de frecare au fost prelucrate cu mare grijă

realizându-se o înălţime a asperităţilor Ra=0. 8 . Problema ce apare este că tratamentul

termic aplicat nu asigură un grad de uniformitate ridicat (diferitele zone din cuplă au

durităţi diferite). Se pot utiliza piesele realizate ? Dacă da, de ce ? Dacă nu –

posibilităţi de remediere (materialul, condiţiile geometrice, tratamentul termic –

probleme posibile).

Nu se pot utiliza piesele realizate deoarece avem nevoie de o înălţime a asperităţilor

uniformă cu Ra=0. 8 . Verificăm cu micrometrul zonele în care asperităţile nu sunt

corespunzătoare şi încercăm să rectificăm piesa.

4. Căutaţi şi daţi minim 3 exemple în care frecarea de rostogolire este utilă.

-Pneurile unui automobil;

-Storcãtor cu calandrii;

-Transmisia prin curele trapezoidale.

5. Căutaţi şi daţi minim 3 exemple în care frecarea de alunecare este utilă.

-Schiurile pe zãpadã;

-Troleibuze

-Vapoare pe mare

-Topogan cu apã

6. Sunteţi în situaţia să asamblaţi o maşină ce are în componenţă mai multe şuruburi ce

trebuie strânse cu o forţă prestabilită. Înainte de montaj şuruburile au fost degresate în

baie cu ultrasunete şi se consideră că sunt suficient de curate pentru a fi montate. Ce

faceţi ?

- acceptaţi ideea de a le monta perfect “curate”;

- cereţi să fie uşor unse înainte de montaj ;2

- nu contează cum sunt montate (perfect curate sau uşor unse).

Accept ideea de le monta “perfect curate” deoarece doar astfel se poate pãstra forţa

de strângere necesarã, piuliţa este împiedecatã, într-o oarecare mãsurã, de forţele de frecare

de pe suprafaţa filetului sã se autodesşurubeze.

7. Curbele Stribeck pentru determinarea regimului de frecare. Teorie din carte.

D.p.d.v. tribologic, problema cea mai importantã este de a evalua care sunt

regimurile de frecare şi care este ponderea acestora d.p.d.v. distructiv.

Pentru evaluarea cantitativã a acestor efecte, Stribek a realizat cercetãri sistematice asupra

frecãrii în lagãrele de alunecare cu fus cilindric şi a stabilit relaţiile experimentale de variaţie

a coeficientului de frecare în funcţie de viteza relativã presiunea medie de apãsare pe cuzinet.

Întrucât Stribek a generalizat procesul de frecare în condiţii de lubrifiare rezultatele sunt

valabile pentru orice tip de suprafaţã .

Ceea ce la momentul actual poartã numele de Stribek sunt rezultatele mãsurãrii

coeficientului de frecare dintre un fus de otel şi un cuzinet de fontã, la viteze de rotaţie

diferite şi la încercãri diferite.

Dupã ce s-au efectuat corecţiile ptentru a se elimina influenţa vâscozitaãţii

lubrifiantului cu temperatura, au rezultat rezultat curbele izoterme de variaţie a valorii

coeficientului de frecare în funcţie de viteza tangenţialã şi presiunea de apãsare (fig.1.).

3

Cercetãrile anterioare ale lui G.K. Tudor au stabilit valorile coeficientului de frecare printr-o

metodã indirectã. Metoda determinã grosimea peliculei de lubrifiant prin mãsurarea rezistivã

a grosimii acesteia, în diferite regimuri de funcţionare. Rezultatele obţinute sunt similare cu

cele obţinute de Stribek (fig.2.).

La o analizã a formelor diagramelor din figurile 1 şi 2 se remarcã zonele caracteristice

privind aspectele cantitative în evaluarea coeficientului de frecare.

Zona frecãrii uscate

Dacã fusul este staţionar sau vitezele periferice sunt foarte mici v=0,01 m/s valorile

coeficientului de frecare tind asimtotic spre o valoare maximã (fig.3.).

4

Zona frecãrii limitã

0,01 m/s <v <0,2 m/s

coeficientul de frecare scade de 3 ori. (fig.4.).

Zona frecãrii mixte

0,1 m/s<v<0,6 m/s

coeficientul de frecare scade cu douã ordine de mãrime

5

pn=104 . .. 25⋅104 Pa

pn=104 . .. 25⋅104 Pa

Zona de instabilitate

Aceastã zonã se situeazã în vecinãtatea valorilor minime ale coeficientului de

frecare (fig.6.).

Fãrã a avea contact direct

între suprafeţe, valoarea de lubrifiant tinde

spre valoarea minimã. Se mai numeşte în

literatura de specialitate zona de frecare

onctuoasã

Zona de frecare hidrodinamicã

Deşi încã nu a fost studiatã frecarea hidrodinamicã, pentru continuarea analizei

curbelor Stribek se va spune cã în urma atingerii minimului, coeficientul de frecare pe

mãsurã ce creşte viteza, grosimea stratului de lubrifiant creşte şi se îndreaptã asimptotic

spre o valoare maximã (fig.7.).

6

8. Se consideră că avem o instalaţie lubrifiată care funcţionează la turaţii foarte mari

(80000…100000 rot/min). Cum lubrifiem instalaţia ?

- cu unsoare consistentă ;

- cu ulei ;

- cu vapori de ulei (jet de aer în care sunt introduşi vapori de ulei)

Instalaţia trebuie lubrifiatã cu vapori de ulei pentru cã astfel se poate obţine o ungere

continuã a subansamblelor instalaţiei, la turaţii aşa de mari. Dacã am folosi unsoare

consistentã sau ulei, datoritã turaţiilor foarte mari, lubrifiantul se va desprinde de pe

componentele aflate în mişcare .

9. Justificaţi din punct de vedere al filmelor cu efect de expulzare, funcţionarea a ceea ce

numim noi Hoovercraft.

Efectul Hoovercraft are la bazã principiul filmelor cu efect de expulzare şi se

realizeazã prin deplasarea suprafeţelor dupã o direcţie perpendicularã pe suprafaţa

lubrifiatã cu o anumitã vitezã.

10.Se consideră că avem două suprafeţe în contact lubrifiate aflate în mişcare relativă şi

sub acţiunea unei forţe normale. Care sunt condiţiile în care apare regimul

elastohidrodinamic şi cum trebuie să fie contactul şi care e starea de încărcare.

- este nevoie de deformaţie elastică ;

- grade de uniformitate a rugozităţii cât mai mare.

Regimul elastohidrodinamic apare atunci când pe de-o parte presiunea de

contact conduce la apariţia unei stãri de tensiune în masa materialelor din care sunt formate

elementele in contact. Contactul dintre suprafeţe trebuie sã fie punctiform sau liniar.

7

II. Stand de laborator

Schema cinematicã:

Mişcarea de rotaţie se transmite de la motorul electric printr-un cuplaj –ghearã

cãtre variator .În interiorul variatorului se gãseşte un fel de lanţ cu zale cu ajutorul cãruia se

obţine diferite turaţii.La iesşirea din variator se face legãtura prin alt cuplaj-ghearã iar

mişcarea se transmite la un arbore pe care sunt montate 2 roţi de curea. Prin acestea se

transmite mişcarea de rotaţie cu ajutorul a 2 curele trapezoidale la alte 2 roţi de curea

montate pe alt arbore paralel cu primul….

Tipul de sarcinã este micã sau mijlocie.

Temperatura de funcţionare: mediul ambient.

Modul de ungere: cu ulei sau cu unsoare consistentã.

Posibilitãţi de defectare (cauze):

-la motor: periile cãrbuni, rulment, bobina

-la variator-rulmenţi, discuri de cuplare,zale lanţ,

8

-transmisie curele-curelele,arcuri

REMEDIERE:

Motor-inlocuire carbuni dupã o anumitã perioadã de timp,

-schimbare rulmenţi eventual optimizare;

-rebobinare,stabilizator de tensiune

Variator :-rulmenţi schimbaţi +redimensionare dacã aceştia nu corespund.

-înlocuire lubrifiant;{Alt tip}

-discurile-rectificate,alt material,schimbate cu unele noi;

-lanţul cu zale se înlocuieşte

Transmisie:-curele schimbate

-arcuri noi

-reglare întindere

9

III. Analizarea d.p.d.v. tribologic a unei piese sau ansamblu de piese

Etape:1. Identificarea piesei defecte;2. Contextul în care functioneazã piesa;3. Cauze posibile de defectare a piesei (a elementului ansamblului);4. Determinarea cauzelor reale de defectare (metoda eliminãrii);5. Analiza teoreticã a fenomenului de defectare;6. Posibilitãti de remediere (de eliminare a cauzei de defectare).

Frânarea unui autoturism este inegalã (direcţia trage la stânga sau la dreapta) defecţiunile sistemului de frânare.

Autoturismul trebuie sã se opreascã pe distanţa prevãzutã de constructor, în funcţie de viteza de deplasare iar traiectoria trebuie sã rãmânã neschimbatã.

Identificarea pieselor defecte: -uzura plãcuţelor de frânã sau a saboţilor (garniturilor de fricţiune -ferodou);

rol funcţional: plãcuţele şi saboţii acţioneazã asupra discurilor de frânã respectiv a tamburilor şi datoritã forţelor de frecare mari dintre suprafeţe şi a ferodourilor, încetineşte şi opreşte mişcarea de rotaţie a butucului roţilor care face corp comun cu discurile respectiv tamburii de frânã.

cauze: calitate proastã a ferodoului, supraîncãlzirea lor, ceea ce duce la carbonizarea acestora, reglarea incorectã a saboţilor;

remediere: inlocuirea plãcuţelor şi a garniturilor saboţilor , aerisirea instalaţiei, reglarea distanţei dintre saboţi şi tambur; -uzura tamburilor (aceştia se pot subţia, devin excentrici sau sã aparã pe suprafaţa lor

şanţuri);rol funcţional:tamburul face legãtura între butucul roţii autoturismului şi saboţii de

frânã.cauze: reglarea incorectã a saboţilor, blocarea cilindrilor de frânã şi a saboţilor, ruperea

arcurilor de readucere sau slãbirea lor;remediere: rectificarea ambilor tamburi de la aceeaşi axã, se verificã periodic

funcţionarea corectã a cilindrilor si reglarea distanţei dintre saboţi şi tambur; -cilindrii de frânã nu sunt etanşi sau sunt blocaţi (aerul pãtrunde în instalaţie, saboţii sau

plãcuţele “nu lucreazã” );rol funcţional: cilindrul de frânã acţioneazã asupra celor doi saboţi de frânã depãrînd

unul faţã de altul realizânduse astfel frãnarea.cauze: deformarea garniturilor datoritã amestecãrii a douã lichide de mãrci diferite,

pãtrunderii în instalaţiei a apei, calitãţii proaste a cauciucului din care sunt fabricate;Blocarea cilindrilor se poate datora pãtrunderii apei care duce la ruginirea pistonului sau a prafului.

10

remediere: se demonteazã pistoanele şi se spalã cu alcool atât cilindrul cât şi pistoanele, se curãţã cu hârtie abrazivã finã, eventual se schimbã lichidul din întreaga instalaţie şi se înlocuiesc garniturile cu unele noi. -fisurarea unei conducte ce duce la una din roţi, pãtrunderea de aer în instalaţie;

rol funcţional: conducta , prin care lichidul asigurã presiunea necesarã frânãrii, realizeazã legãtura dintre pompa principalã de frânã şi cilindrul de frânã;

cauze: nu a fost montatã corespunzãtor, a fost lovitã de o piatrã în timpul parcurgerii a unei porţiuni de drum acoperite cu griblurã;

remediere: se înlocuieşte conducta defectã, se aeriseşte instalaţia; -suprafeţe de frecare unsuroase.

cauze: scurgere de lubrifiant de la rulmenţi, scurgere de lichid de frânã remediere: se spalã cu substanţã degresantã -uzura inegalã a pneurilor sau presiunile diferite.

rol funcţional: pneurile asigurã contactul cu partea carosabilã astfel încât autoturismul sã urmeze traiectoria doritã , indiferent de starea drumului;

cauze: profil sau marcã diferitã a anvelopelor; remediere: se înlocuiesc sau se egalizeazã presiunile;

11