Wrijvingsprocessen en de daaruit voortvloeiende slijtage kunnen de functie van een machine of instal-latie beïnvloeden, de onder-houdskosten opdrijven en de levensduur van het systeem reduceren. Ze zijn daarmee belangrijke veroorzakers van kosten bij het gebruik van machines. Het Zentrum für Werkstoffsystemtechnik Thurgau van de Hochschule Konstanz Technik, Wirtschaft und Gestaltung (HTWG) heeft met de Zwitserse firma Walter+Bai een nieuw soort proefstand ontwikkeld, waarmee wrijving en slijtage van verschillende materiaalparen kunnen worden gesimuleerd. Met behulp van deze tribometer kunnen kosten en tijd worden bespaard.
Tribometers kunnen wrijvings- en slijtagekenmerken empirisch vaststellen. Ze zijn echter het meest geschikt voor over elkaar glijdende materialen. Deze metingen zijn tijdrovend en vrij duur.
De instituten in Duitsland en de Zwitserse fabrikant hebben de afgelopen vier jaar samen een nieuw soort proefstand ontwikkeld. Deze kan niet alleen wrijving conform de desbetreffende vraagstelling simuleren en berekeningen tijdbesparend mogelijk maken. De opstelling kan in de simulatie ook een rolverhouding tussen het onder- en bovenlichaam instellen en het tribolo-gische gedrag van deze combinatie meten. Op deze manier kunnen ze ook tandwielaandrijvingen met een vertraging in de praktijk simuleren.
Samenwerking
Walter+Bai leverde behalve de productiewerkzaamheden vooral de basis voor de beproevingssoftware, die al op soortgelijke andere meetapparatuur met succes werd toegepast. De opbouw en de techniek van de twee-schijven tribometer komt van studenten en onderzoekers aan het HTWG.
De proefstand biedt zowel de mogelijkheid om elementair onderzoek uit te voeren op het gebied van tribologie en materiaalkunde, als zinvolle en realistische testen voor geplande toepassingen. Het ontwikkelingsproces van een product kan belangrijk worden verkort omdat niet eerst de werkelijke en vaak dure prototypes moeten worden vervaardigd. Een ander voordeel is, dat het complete systeem inclusief alle belangrijke invloedsfactoren zoals smering en milieubelasting kunnen worden ingesteld.
Voor de analyse van het experiment zijn verschillende methoden beschik-baar. Met behulp van de proefstand worden de data voor het wrijvings-moment, de normaalkracht en de slijtage effecten opgeslagen. Hierbij kan de wrijvingscoëfficiënt voor het gehele belastinggebied worden bepaald. Zowel het inloopgedrag als de constante belasting tot aan het optreden van sterkere slijtageverschijnselen kunnen zo worden herkend en in een tijdpad worden ingeschaald.
Behalve de eigen resultaten van de proefstand heeft het Institut für Werk-stoffsystemtechnik nog andere methoden beschikbaar voor de slijtage-analyse en karakterisering van het oppervlak. Tot de belangrijkste procedure kan het raster-elektronenmicroscopische onderzoek en de 3D microscopie worden gerekend.
Behoefte
De onderzoekers hebben ook een marktanalyse uitgewerkt over de behoefte aan een dergelijke tribometer. De behoefte blijkt aanzienlijk, 93% van 1000 ondervraagde ondernemingen houdt zich bezig met vragen over wrijving en slijtage. De in de vraagstelling geformuleerde behoeften van mogelijke gebruikers zijn gebruikt bij de ontwikkeling van de tribometer.
In de komende maanden willen de Zwitsers en de ontwikkelaars uit Kon-stanz de proefstand presenteren op beurzen en wetenschappelijke conferenties. De ontwikkeling wordt bovendien voortgezet. De klimaat-beheersing en temperatuurbewaking van de contacten moeten worden verbeterd en de verdere ontwikkeling van testsoftware met betrekking tot bedieningsvriendelijkheid en bewerking voor het testen moet nog worden gecontroleerd.
