Tribologie

PREFAŢĂ

Cursul de lecţii „Tribologie şi fiabilitate” se adresează studenţilor Facultăţii de Mecanizare şi Automatizare a Agriculturii, învăţământ de zi şi fără frecvenţă.

Cursul este întocmit conform planurilor de studii, aprobate de către Ministerul Învăţământului şi Educaţiei şi Ministerul Agriculturii şi Industriei Alimentare a Republicii Moldova, este structurat în corelaţie cu curricula cursului (cod S.07.O.017) şi cu programa analitică cadru.

Prezentul curs a fost elaborat ţinând seamă de specificul pregătirii viitorilor ingineri mecanici, specialişti în mecanizarea agriculturii şi industriei reparaţiilor de maşini. Totodată se doreşte un instrument în sprijinul formării unei concepţii corecte privind posibilităţile teoretice şi practice ale tribologiei şi fiabilităţii aplicate în acţiunile de exploatare, mentenanţă preventivă şi corectivă a tehnicii din agricultură.

Adresându-se studenţilor, temele sunt tratate după un algoritm stabilit de autor pentru a uşura modul de înţelegere a cursului.

Fiecare temă este însoţită de planul lecţiei, descrierea materialului necesar pentru înţelegerea temei respective, probe pentru verificarea cunoştinţelor şi adresări la surse suplimentare (manuale, articole, surse electronice etc.). În anexe sunt prezentate obiectivele didactice utilizate de către profesor la expunerea materialului.

Deoarece lucrarea constituie un început în căutarea unor noi metode de prezentare a cursului de tribologie şi fiabilitate studenţilor de la mecanizarea agriculturii, autorul îşi exprimă mulţumirile anticipate tuturor celor care prin propuneri vizează îmbunătăţirea viitoare a acestei lucrări.

1. TRIBOLOGIE (FRECARE, UZARE UNGERE)

Planul lecţiei:

1.1. Consideraţii generale. Stadiul actual al ştiinţei despre tribologie şi fiabilitatea tehnicii agricole. Scopul şi obiectivele cursului.

1.2. Scurtă istorie a cercetărilor în domeniul ungerii, frecării şi uzării.

1.3. Frecarea şi formele ei.

1.4. Uzarea.

1.4. Legile de bază ale uzurii.

1.1 Consideraţii generale

Tribologia, conform DEX-ului, este o ştiinţă care se ocupă cu studiul frecării, ungerii şi uzării mecanismelor (gr. tribo = „a freca”; gr. logia = „teorie, discurs”). Ca ştiinţă, tribologia s-a constituit relativ recent. Noţiunea de tribologie a fost propusă pentru prima dată de către savanţii D.Tabor şi Cameron în anul 1954. Astfel, începând cu mijlocul anilor 60, tribologia a început a fi utilizată ca ştiinţă multidisciplinară care se foloseşte de teoriile şi legile disciplinelor tehnice şi tehnologice, cu scopul de a contribui la reducerea uzurii îmbinărilor de frecare, de a creşte fiabilitatea utilajelor tehnologice, de a exploata raţional maşinile, în vederea obţinerii produselor în condiţii de randament şi de calitate superioară. Ca ştiinţă independentă ea conţine următoarele subramuri: tribotehnica, tribofizica, tribochimia şi tribometria

Tribotehnica cuprinde aplicaţiile practice ale cunoştinţelor tribologice.

Tribofizica se ocupă de fenomenele fizice care se produc la nivel submicroscopic datorită frecării.

Tribochimia se ocupă de transformările în domeniul submicroscopic ale materiei, care se produc, datorită concentraţiilor energetice locale pronunţate, în timpul frecării dintre corpuri.

Tribometria este o totalitate a metodelor de măsurare a intensităţii frecării corpurilor aflate în contact. Aparatele pentru măsurare forţelor de frecare se numesc tribometre.

Stadiul actual al ştiinţei despre tribologie şi fiabilitatea tehnicii agricole este canalizat spre abordarea factorilor ce acţionează în cuplele tribologice şi în tribosistemele de natură omogenă (metal-metal; polimer-polimer) şi mixte (metal-polimer).

Cercetările tribotehnice existente din ingineria agricolă sunt relativ recente şi se referă atât cuplelor noi cât şi celor recondiţionate. Aceste cercetări sunt adresate, ca regulă, unor cazuri concrete ce evidenţiază diferite aspecte privind factorii de influenţă asupra uzurii. Se semnalează preocupări în legătură cu uzarea cuplelor omogene şi mixte funcţie de: parametrii geometrici (dimensiunile şi caracterul îmbinării, precizia de formă şi starea suprafeţelor conjugate, grosimea stratului compensator de uzură); condiţiile tehnologice (regimuri tehnologice de obţinere a pieselor conjugate, metoda de asamblare, viteza de asamblare); proprietăţile fizico-mecanice ale pieselor din cuplă; condiţiile de exploatare (regimuri de exploatare, temperatura mediului, sarcinile exercitate, mediul, durata de exploatare etc.); Se mai profilează unele preocupări ce se referă la: aspectele termice ale frecării în cuplele mixte; modificarea proprietăţilor fizico-mecanice ale semicuplelor prin diferite procedee tehnologice; modelarea diferitor factori tribologici;

Cursul „Tribologie şi fiabilitate” este o finalizare logică a ciclului de cursuri de specialitate „Maşini agricole”, „Tractoare şi automobile”, „Interschimbabilitate, standardizare şi metrologie”, „Maşini-unelte şi prelucrări mecanice” „Mecanizarea şi automatizare proceselor tehnologice din zootehnie”, „Exploatarea parcului de maşini şi tractoare”, „Reparaţii de maşini”, „Fabricare şi recondiţionarea pieselor de schimb”. Totodată, cursul are şi destinaţia de a integra şi consolida cunoştinţele teoretice şi practice obţinute pe parcursul studiilor făcute la facultate, cu scopul de a contribui la creşterea durabilităţii şi fiabilităţii utilajului agricol, de a exploata raţional tehnica din agricultură şi industria prelucrătoare, în vederea obţinerii produselor în condiţii de randament şi de calitate performantă.

1.2. Scurtă istorie a cercetărilor în domeniul ungerii, frecării şi uzării.

Primele cercetări în domeniul luptei cu efectele negative ale frecării îşi au începutul din timpuri străvechi. În Egiptul antic, pentru micşorarea frecării între osie şi butucul roţilor de la car, se folosea ulei animal sau melci, uleiul de măsline.

Problemele frecării aminteau despre sine în cele mai primitive mecanisme, înaintând noi sarcini concomitent cu progresul tehnico-ştiinţific. Astfel au fost descoperite de către arheologi roţi masive de lemn capitonate cu cuie de cupru, care au o vechime de 4,5 mii ani. Scopul capitonării era, evident, protejarea bandajului roţii de uzură, iar cu două mii cinci sute ani în urmă romanii îşi protejau în mod analogic pingeaua încălţămintei.

Un interes deosebit îl prezintă plugurile descoperite în nord-vestul Europei datate cu secolele XIV-XV. Cormanele şi brăzdarele acestor pluguri erau acoperite cu petricele mici foarte dure.