Dogodki in novice

datum: 31.01.2020

V decembru 2019 in januarju 2020 sta v okviru Laboratorija za tribologijo in površinsko nanotehnologijo svoje doktorsko delo zagovarjala Maja Kus in Ervin Strmčnik.

Dr. Maja Kus: Vpliv dinamične omočljivosti na trenje

majadrV doktorskem delu smo preučevali vpliv različnih organskih modifikatorjev trenja na omočljivost z mazivom in posledično na trenje v elastohidrodinamičnih pogojih mazanja. Predstavljeno teoretično ozadje problema kaže, da trenutno vloga omočljivosti v triboloških aplikacijah še vedno ni povsem razjasnjena, predvsem kar se tiče omočljivosti z mazalnimi olji, ki v stiku z večino kovin izkazujejo razširjajoči tip omočljivosti. V delu smo zato vrednotili omočljivost z oljem s statičnimi in dinamičnimi parametri omočljivosti ter ugotovili, da so dinamični parametri bolj primerni za popis omočljivosti v realnih triboloških aplikacijah kot statični. Rezultati površinskih energij in ATR-FTIR spektroskopije (t.j. tehnika oslabljenega popolnega odboja IR spektroskopije s Fourierjevo transformacijo) kažejo, da se vsi testirani aditivi adsorbirajo na jekleno površino tako pri 25 °C kot pri 100 °C, adsorbirani film pa znatno poveča oleofobnost površine. Rezultati kvarčne mikrotehtnice z monitoringom disipacije (QCM-D) potrjujejo uspešno adsorpcijo aditivov iz olja na jeklo pri 25 °C in 100 °C, prav tako pa kažejo, da je adsorpcija aditiva odvisna od njegove polarnosti. Variiranje molekulske strukture aditiva (število polarnih skupin, dolžina alkilne verige, polarnost funkcionalne glave, nasičenost) prav tako vpliva na oleofobnost, trendi so enaki pri 25 °C in 100 °C, ta vpliv je najbolj očiten pri popisu omočljivosti z dinamičnimi parametri. Rezultati triboloških testov v elasto-hidrodinamičnem (EHD) režimu mazanja pri 25 °C in 100 °C kažejo, da testirani aditivi znižajo koeficient trenja tudi v pogojih popolnega mazalnega filma. Koeficient trenja se niža z naraščajočo oleofobnostjo adsorbiranega filma (večjimi napredujočimi in umikajočimi koti). Samo z dodatkom organskih modifikatorjev trenja baznemu olju, ki se adsorbirajo na jekleno površino, smo pri 25 °C dosegli do 12,4 % znižanje trenja, pri 100 °C pa do 22,2 % nižje trenje, kar predstavlja pomemben tehnološki doprinos.

 

Dr. Ervin Strmčnik: Vplivni parametri na delovanje orbitalnega hidravličnega motorja na vodo

ervindrDoktorsko delo obravnava vplivne parametre na delovanje orbitalnega hidravličnega motorja, katerega glavna funkcija je pretvorba hidravlične energije v mehansko delo. Kot merilo za oceno učinkovitosti pretvorbe energije smo izbrali skupni izkoristek hidravličnega motorja, ki je odvisen od volumetričnega in mehansko-hidravličnega izkoristka. Ker smo pri raziskavah uporabili dva različna delovna medija, smo razvili in izdelali oljno in vodnohidravlično preizkuševališče. Raziskovalno delo je razdeljeno na dva sklopa. V prvem sklopu smo s spremembo konstrukcije hidravličnega motorja skušali zmanjšati notranje puščanje in na ta način povečati volumetrični izkoristek. V drugem sklopu smo se posvetili kontaktnemu inženiringu in izboljšanju triboloških razmer, kar je vplivalo na povečanje mehansko-hidravličnega izkoristka. Rezultati kažejo, da imajo konstrukcijski parametri zelo pomemben vpliv na delovanje hidravličnega motorja, saj lahko sprememba velikosti izvrtin v ventilski plošči hidravličnega motorja vodi v 5 % povečanje skupnega izkoristka. Na osnovi bazičnih hidravličnih testov je bilo dokazano, da uvedba labirintnih tesnil v smislu izdelave utorov pripomore k manjšemu notranjemu puščanju. Pri triboloških raziskavah smo analizirali vpliv površinske hrapavosti, površinske trdote, maziva, pritisne sile na trenje, volumen obrabe in koeficient obrabe v dveh različnih kontaktih (1) jeklo/jeklo in (2) DLC/jeklo. Zelo ugodne tribološke lastnosti so bile dokazane v kontaktu DLC/jeklo v vodi, kar se je odražalo v nizkem trenju in majhni obrabi. Rezultati triboloških testov so predstavljali izhodišče in motivacijo za testiranje realnega hidravličnega motorja z DLC prevleko na rotorjevem obroču. Največji skupni izkoristek modificiranega hidravličnega motorja v vodi je bil 23 %. Rezultati dokazujejo, da kombinacija jekla, DLC prevleke in vode kot hidravlične kapljevine predstavlja obetavno rešitev za okoljsko občutljive aplikacije, kjer se olja skuša nadomestiti z vodo.