Detail předmětu

Tribologie

FSI-ZTR Ak. rok: 2024/2025 Letní semestr

Předmět poskytuje teoretické a praktické znalosti týkající se procesů tření, mazání a opotřebení, které probíhají ve strojních soustavách a mají zásadní význam při návrhu, výrobě a údržbě strojů. Výuka probíhá s důrazem na přehled v dané oblasti, porozumění základním mechanismům, inženýrskou aplikaci a praktické zkušenosti z laboratorního měření. Předmět navazuje a doplňuje náplň předmětů základního studia z oblasti mechaniky, strojního inženýrství a materiálových věd.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav konstruování

Vstupní znalosti

Znalosti z materiálových věd, pružnosti a pevnosti, konstruování strojů a hydromechaniky.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky získání zápočtu:
- odevzdání samostatné práce o tribologickém systému (max. 30 bodů).
Podmínky získání zkoušky:
- test s výběrem odpovědi (max. 30 bodů),
- ústní část (max. 40 bodů),
- body ze cvičení (max. 30 bodů),
- celkem je možno získat až 100 bodů, výsledná klasifikace se určí podle stupnice ECTS.

Přednášky: účast je povinná a kontrolovaná vyučujícím.
Cvičení: účast je povinná a kontrolovaná vyučujícím.
Povolují se maximálně dvě absence. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci garanta předmětu.

Učební cíle

Absolventi budou schopni analyzovat a řešit základní problémy tření, mazání a opotřebení kontaktních uzlů ve strojích.

  • Znalost základních principů, výpočtů a zásad pro návrh kontaktních uzlů.
  • Schopnost aplikace získaných znalostí při návrhu a vývoj nových strojů a zařízení.
  • Znalost metodiky volby a způsobů tribologického testování materiálových dvojic.
  • Schopnost řešit tribologické problémy kontaktů provozovaných s mazivem nebo za sucha.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-KSI-P: Konstrukční inženýrství, magisterský navazující, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

16 hod., povinná

Osnova


  • Úvod do tribologie, význam a historický vývoj.

  • Tribologická soustava a procesy. Principy a režimy mazání.

  • Vlastnosti pevných látek a maziv. Reologie maziv.

  • Typy maziv. Kapalné maziva a zušlechťující přísady do maziv.

  • Plastická a pevná maziva.

  • Kontaktní mechanika. Hertzova teorie. Hodnocení topografie povrchů. Kontakt mezi povrchy s nerovnostmi.

  • Hydrodynamické mazání. Reynoldsova rovnice. Kluzné ložiska. Hydrostatické mazání.

  • Elastohydrodynamické a smíšené mazání. Numerické modelování. Molekulární dynamická simulace.

  • Tribologie poddajných kontaktů.

  • Mezné mazání a mezné filmy.

  • Tribologie tenkých vrstev, filmů a povlaků. Mazání pevnými mazivy.

  • Tření, opotřebení a tribotesting.

  • Analýza opotřebení.

  • Tribologická analýza vybraných strojních prvků.

Laboratorní cvičení

16 hod., povinná

Osnova


  • Měření topografie povrchů.

  • Měření viskozity kapalin.

  • Měření tvrdosti povrchu a statické únosnosti bodového kontaktu.

  • Měření tlakového pole v hydrodynamicky mazaném kontaktu.

  • Měření rozložení tloušťky maziva v elastohydrodynamickém kontaktu.

  • Měření Stribeckovy a trakční křivky.

  • Měření míry opotřebení.

  • Tribologie kontaktu kola a kolejnice.

Cvičení s počítačovou podporou

16 hod., povinná

Osnova


  • Viskozita, reologické modely a smykové napětí v kapalině.

  • Hertzova kontaktní úloha. Statická únosnost kontaktu. Tuhost kontaktu.

  • Hydrostatické a hydrodynamické mazání.

  • Režimy mazání, odhad tloušťky mazací vrstvy a parametru mazání.

  • Reálná styková plocha. Špičková teplota.

  • Tření v kapalinovém filmu.

  • Míra opotřebení. Součinitel abrazivního opotřebení.