Untitled - Tribology in Industry
Untitled - Tribology in Industry Untitled - Tribology in Industry
NTT T T z ,N F a v. rvusre UDK 539.538.001.3 :628.178.2 Ferografi Ja metoda za proudavanje procesatro5en ja zatvorenih sustava UVOD eesti problem u tribiologiji predstavlja praCenje procesa tro5enja zatvorenih sustava tj. kada povr5ine izlo- Zene troSenju nisu pristupaine za direktan pregled. U takvoj situaciji jedino je moguda detekcija i analiza jedne ili vi5e izlaznlh velidina sustava (trenje, buka, vibracije, temperatura, destice troSenja itd.). Opdenita karakteristika metoda posrednog pradenja procesa tro5enja je nedovoljna pouzdanost, ili nedovoljna osjetljivost, tj. reagiranje tek nakon Sto je znatnije o5te- 6enje unutar sustava ve6 nastalo. Meclutim, 19?2. godine prvi puta je opisana tehnika ferografije [1], koja se u ovako kratkom vremenu pokazala vrlo uspje5nom, zahvaljujuei tome Sto omoguduje ne samo rano upozorenje da je u prccesu troSenja doSlo do nepoZeljne promjene, nego takoder omoguiuje svestrano proudavanje procesa troSenja. DEFINICIJA Ferografija je postupak za izdvajanje iestica materijala koji se troSi iz medija kojim su no5ene. Izdvajanje se vrSi na nadin pogodan za daljnju analizu. UIje za podmazivanje je najde56e medij nosad iestica, ali takoCler i ispuSni plinovi Diesel motora, mlaz mlaznog motora, rashladni medij kod obrade rezanjem, sinovijalna tekueina koja podmazuje ljudske zglobove itd. Postoje dva osnovna postupka u ferografiji: odreclivanje indeksa intenziteta tno5enja Is i analitidka ferografij a. INDEKS INTENZITETA TROSENJA (INSTRUMENT S DIREKTNIM OCITANJEM) medij proporcionalan je povr5ini presjeka destice popreino na smjer gibanja [3J. Nakon Sto je taloZenje zavrSeno, mjerenjem intenziteta prolazne svjetlosti odreCluje se postotak povr5ine pokriven velikim desticama ,\u i malim desticama r\s (na mjestu L odnosno S). Pokazalo se da, za izvjesne pro'cese tro5enja, pouzdan pokazatelj karaktera troSenja predstavija takozvani indeks intenziteta troSenja t4t. A1. As i5 15:(A1 *;\s)(Ar--r\s)-ni - nl postotak povriine pokrivene ve6im iesticama, postotak povr5ine pokrivene manjim testicama i indeks intenziteta troSenja. Tumadenje indeksa Is nije uvijek jednoznadno, ali se u veiini sluiajeva pokazalo da nagli porast Is ukazuje na onenormalnost( procesa i tak6 daje upozorenje prije nego je nastalo znatno o5te6enje unutar sustava. 5o I I Is 4o 3o Primjer 1: 'Iest zupdanidkog prijenosnika ,..- tt uhodovonie Fotoielijo ! u torok pfvo uporolsnJC Slika 1. - iz l2l lzvor svietle lzvor svjctto Princip rada instrumenta s direktnim oiitaniem, Princip rada instrumenta prikazan je na slici 1. Uzorak ulja tede iznad jakog magneta, Sto dovodi do taloZenja destica na staklenu podlogu. Vete destice se taloZe prije tj. oko mjesta L, a manje destice kasnije, oko mjesta S. To je zbog toga, jer je sila na iesticu u magnetskom polju proporcionalna njenom volumenu, a otpor gibanja kroz at 20 40 60 Eo too trojonjc Tokvsar/o + Slika 2. - Indeks intenziteta trosenja u raznim fazanna Pokusa, Prema [41 Mehanizmi tro5enja mogu biti razliditi, takoder i apsolutne kolidine destica, ali nagli porast Is nakon Sto je sustav vei proSao kroz period uhodavanja ukazuje redovito na predstojedi kvar. tribologija u industriji
Ovakva osjetljivost u pogledu davanja ranog upozorenja pruZa mogudnost prelaska s periodidkog rasklapanja u svrhu pregleda na odrZavanje intervencijama kada je to zaista potrebno. Koliko znaii, ako se u toku tehniikog Zivota sustava u5tedi makar jedno rasklapanje ilustrira podatak da jedno takvs rasklapanje modernog mlaznog motora ko5ta otprilike jednu osminu njegove cijene [3]. Takoeler, jednostavnost metode omoguduje lako automatiziranje postupka, te se na principu direktnog oditanja temelji automatizirani ferograf, koji ima kompjuterom upravljani ciklus uzorkovanja i proraiuna indeksa Is . Taj instrument je u fazi razvoja, a prototip je uspje5no primjenjen na mlaznom motoru [5]. Ovo je narodito interesantno za avionske motore, gdje se ekonomskim razlozima pridru- Zuje zahtjev sigurnosti, a pouzdana metoda otkrivanja potencijalnih kvarova smanjuje mogu6nost iznenadne havarije. ANALITIEKA Slika 3. - Shema ilobivanja ferograma, iz [1] FEROGRAFIJA Uzorok Analitiika ferografija temelji se na analizi ferograma koji se dobiva pu5tanjem uzorka medija na staklenu plodicu ispod koje je jaki magnet, slika 3. eestice se taloZe selektivno po velidini kako je to ved pr,ije opisano kod instrumenta s direktnim oditanjem. Treba napomenuti, da je ovaj efekt izraZeniji Sto je materijal magnetidniji. Tako 6e se i velike, a slabo magnetidne destice, izludivati cijelom duZinom ferograma (olovo u primjeru ?, sl. 14, u daljnjem tekstu). e estice neZeljeznih metala, ili nemetala, postaju ogranideno magnetidne transferom Zeljeznih materijala uko- Iiko rade u medusobnom kontaktu. eak i potpuno nemagnetidne destice, npr. iz prirodnog zgloba, mogu se pogodnim postupkom izluiiti iz medija nosada [5]. Nakon Sto je izludivanje iestica zavrSeno, ostatak medija se ispire otapalom, a iestice udvrste na staklu pogodnim sredstvom za fiksiranje. Tako dobivena plodica s desticama izludenim prema velidini naziva se ferogram, slika 4. - rnjer teEenjo uzorko Upotreba dvostrukog osvjetljenja omogutuje razlikovanje destica prema karakteristiinim bojama od reflektiranog i prolaznog svjetla. Dalje, ako je potrebno, moZe se upotrijebiti SEM*, elektronski mikroanalizator, kvantimet i druge metode. Opdenito, ferografija daje dvije osnovne informacije: o mehanizmutroenja i o dijelu koji je >ugro- Zen< troienjem. Razlidite moguenosti su prikazane primjerima prema slijededoj tablici: TABLICA 1. - INFORMACIJA PUTEM FEROGRAFIJE Informacija Predmetanalize Instrument O mehanizmu troSenja O dijelu koji je pogoClen troSenjem Iiolidina, Direktno obitanje distribucija ( Is ) Oblik destica postoje6a '6 Lza.zvana m grrianJem leroqrama Kemijski sastav A ,l ft .F+ /\ ,\ € 1l rl r,F1 Bikromatski mikroskop; SEM Mikromatski mikr. Topla ploda * bikromatski mikroskop Elektro'nski mikroanalizator Primjer br. /i--CI-$t0---oL' | ct \7 | cwsne -f $erogrom G \___11".[)o.., zet€iro s rika 5 - sohiff": l'","uT*'o"" 2 a Slika 4. - Izgled 0 ferograma, iz [U 1:1 fo 20 30 t+o 50 60 70 udotjenost od uiiornm + Lt Lz - izvori svjetlosti Fr, Fz - filteri za crveno odnosno zeleno svjetlo Ferogram se, zavisno od problema, rnoL.e analizirati na razlidite nadine. Osnovni instrument za analizu fer.ograma je bikromatski mikroskop, shema na slici 5. 'SEM - skop scanning elektronski mikro- tribologija u industriji 33
- Page 2 and 3: YU ISSN-0S51-1642 rtr I GODINA I BR
- Page 4 and 5: stava 21 hladenje i podmazivanje (t
- Page 6 and 7: U kla.injim taikama A f ii nnr lzl
- Page 8 and 9: |ABELA 2. NAPONI U ODREDENIM PRESEC
- Page 10 and 11: LITERATURA 1, BANIC M., NEDELJKOVIC
- Page 12 and 13: n J min hk h(mnl lp hk h innl Sl. 2
- Page 14 and 15: I 6A 50 10 10 60 | 100r") glPA ht=
- Page 16 and 17: nnI S. ST. SEKULIE UDK 621.941 .02:
- Page 18 and 19: S ciljem da se ubrza obrada podatak
- Page 20 and 21: Trcdhovi alela i tro5kovi obrade u
- Page 22 and 23: ETT Z. PALUNCIE UDK 621.821.8 :621.
- Page 24 and 25: A l-d 350 300 N6 si. 5. dat je pres
- Page 26 and 27: Merno inst rume nt acija 0blo no je
- Page 28 and 29: Na sI. 12. Predstavljeni su rezulta
- Page 32 and 33: Primjer 2: eestice nastale abrazivn
- Page 34 and 35: temperaturama. Za ispitivani motor
NTT<br />
T<br />
T<br />
z<br />
,N<br />
F<br />
a<br />
v. rvusre<br />
UDK 539.538.001.3 :628.178.2<br />
Ferografi Ja metoda za<br />
proudavanje procesatro5en<br />
ja<br />
zatvorenih sustava<br />
UVOD<br />
eesti problem u tribiologiji predstavlja praCenje procesa<br />
tro5enja zatvorenih sustava tj. kada povr5<strong>in</strong>e izlo-<br />
Zene troSenju nisu pristupa<strong>in</strong>e za direktan pregled. U takvoj<br />
situaciji jed<strong>in</strong>o je moguda detekcija i analiza jedne<br />
ili vi5e izlaznlh velid<strong>in</strong>a sustava (trenje, buka, vibracije,<br />
temperatura, destice troSenja itd.).<br />
Opdenita karakteristika metoda posrednog pradenja<br />
procesa tro5enja je nedovoljna pouzdanost, ili nedovoljna<br />
osjetljivost, tj. reagiranje tek nakon Sto je znatnije o5te-<br />
6enje unutar sustava ve6 nastalo. Meclutim, 19?2. god<strong>in</strong>e<br />
prvi puta je opisana tehnika ferografije [1], koja se u ovako<br />
kratkom vremenu pokazala vrlo uspje5nom, zahvaljujuei<br />
tome Sto omoguduje ne samo rano upozorenje da je u<br />
prccesu troSenja doSlo do nepoZeljne promjene, nego takoder<br />
omoguiuje svestrano proudavanje procesa troSenja.<br />
DEFINICIJA<br />
Ferografija je postupak za izdvajanje iestica materijala<br />
koji se troSi iz medija kojim su no5ene. Izdvajanje<br />
se vrSi na nad<strong>in</strong> pogodan za daljnju analizu.<br />
UIje za podmazivanje je najde56e medij nosad iestica,<br />
ali takoCler i ispuSni pl<strong>in</strong>ovi Diesel motora, mlaz mlaznog<br />
motora, rashladni medij kod obrade rezanjem, s<strong>in</strong>ovijalna<br />
tekue<strong>in</strong>a koja podmazuje ljudske zglobove itd.<br />
Postoje dva osnovna postupka u ferografiji: odreclivanje<br />
<strong>in</strong>deksa <strong>in</strong>tenziteta tno5enja Is i analitidka ferografij<br />
a.<br />
INDEKS INTENZITETA TROSENJA<br />
(INSTRUMENT S DIREKTNIM OCITANJEM)<br />
medij proporcionalan je povr5<strong>in</strong>i presjeka destice popre<strong>in</strong>o<br />
na smjer gibanja [3J. Nakon Sto je taloZenje zavrSeno,<br />
mjerenjem <strong>in</strong>tenziteta prolazne svjetlosti odreCluje se postotak<br />
povr5<strong>in</strong>e pokriven velikim desticama ,\u i malim<br />
desticama r\s (na mjestu L odnosno S). Pokazalo se da,<br />
za izvjesne pro'cese tro5enja, pouzdan pokazatelj karaktera<br />
troSenja predstavija takozvani <strong>in</strong>deks <strong>in</strong>tenziteta troSenja<br />
t4t.<br />
A1.<br />
As<br />
i5<br />
15:(A1 *;\s)(Ar--r\s)-ni - nl<br />
postotak povri<strong>in</strong>e pokrivene ve6im iesticama,<br />
postotak povr5<strong>in</strong>e pokrivene manjim testicama i<br />
<strong>in</strong>deks <strong>in</strong>tenziteta troSenja.<br />
Tumadenje <strong>in</strong>deksa Is nije uvijek jednoznadno, ali se<br />
u vei<strong>in</strong>i sluiajeva pokazalo da nagli porast Is ukazuje na<br />
onenormalnost( procesa i tak6 daje upozorenje prije nego<br />
je nastalo znatno o5te6enje unutar sustava.<br />
5o<br />
I<br />
I<br />
Is<br />
4o<br />
3o<br />
Primjer 1: 'Iest zupdanidkog prijenosnika<br />
,..-<br />
tt<br />
uhodovonie<br />
Fotoielijo<br />
!<br />
u torok<br />
pfvo<br />
uporolsnJC<br />
Slika 1. -<br />
iz l2l<br />
lzvor svietle<br />
lzvor svjctto<br />
Pr<strong>in</strong>cip rada <strong>in</strong>strumenta s direktnim oiitaniem,<br />
Pr<strong>in</strong>cip rada <strong>in</strong>strumenta prikazan je na slici 1. Uzorak<br />
ulja tede iznad jakog magneta, Sto dovodi do taloZenja<br />
destica na staklenu podlogu. Vete destice se taloZe prije<br />
tj. oko mjesta L, a manje destice kasnije, oko mjesta S.<br />
To je zbog toga, jer je sila na iesticu u magnetskom polju<br />
proporcionalna njenom volumenu, a otpor gibanja kroz<br />
at<br />
20 40 60 Eo too<br />
trojonjc Tokvsar/o<br />
+<br />
Slika 2. - Indeks <strong>in</strong>tenziteta trosenja u raznim fazanna<br />
Pokusa, Prema [41<br />
Mehanizmi tro5enja mogu biti razliditi, takoder i apsolutne<br />
kolid<strong>in</strong>e destica, ali nagli porast Is nakon Sto je<br />
sustav vei proSao kroz period uhodavanja ukazuje redovito<br />
na predstojedi kvar.<br />
tribologija u <strong>in</strong>dustriji
Change language