Detail předmětu

Tribologie

FSI-ZTRAk. rok: 2019/2020

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. Probírají se následující témata: Vzájemná interakce mezi povrchy a teorie tření; Tribologické vlastnosti materiálů; Maziva a jejich vlastnosti; Hydrodynamické, hydrostatické, elastohydrodynamické, smíšené a mezné mazání; Nano- a mikrotribologie; Aplikace tribologie ve strojírenství. Laboratorní cvičení a cvičení s počítačovou podporou umožňují demonstraci nástrojů pro tribologické inženýrství a praktickou aplikaci teoretických poznatků při návrhu tribologického uzlu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav konstruování (ÚK)

Výsledky učení předmětu

Teoretické a praktické znalosti týkající se procesů tření, mazání a opotřebení, a to jak v mikroskopickém, tak makroskopickém měřítku. Aplikace těchto znalostí při konstrukci strojních součástí. Výběr materiálů a maziv z hlediska snížení ztrát třením a opotřebením.

Prerekvizity

Předpokládají se znalosti z oblasti materiálových věd, pružnosti a pevnosti, konstruování strojů a hydromechaniky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na cvičeních, vypracování projektu z laboratorních a výpočtových cvičení.
Zkouška: skládá se z testu obsahujícího úlohy s výběrem odpovědí a odborné rozpravy.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámení se základními principy tribologie, interdisciplinární vědy zabývající se vzájemným působením povrchů při jejich relativním pohybu. 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.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních a laboratorních cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Náhrada zameškané výuky je v kompetenci vedoucího cvičení.

Základní literatura

STACHOWIAK, G. W. a A. W. BATCHELOR. Engineering tribology. Fourth edition. Oxford: Elsevier/Butterworth-Heinemann, 2014. [cit. 2019-08-30] ISBN 0123970474. [Online] Dostupná z: https://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpETE00005/engineering-tribology/engineering-tribology (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-KSI , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

10 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Šperka, Ph.D.
Ing. Radovan Galas, Ph.D.
prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do tribologie, její význam a historický vývoj. Tribologická soustava a tribologické procesy.
2. Principy mazání. Režimy mazání a typy maziv. Složení kapalných maziv a základy jejich výroby. Typy přísad do mazacích olejů a jejich použití.
3. Třídění kapalných maziv. Oleje pro mobilní techniku a průmysl.
4. Technologická maziva. Maziva v procesu obrábění a tváření.
5. Plastická a pevná maziva. Tribologické povrchové vrstvy.
6. Hydrodynamické mazání.
7. Elastohydrodynamické a smíšené mazání.
8. Mezné mazání a mezné filmy. Zušlechťující přísady do maziv.
9. Opotřebení.
10. Tribologie tenkých tuhých vrstev, filmů a povlaků. Tribologie filtrů a zařízení pro čištění průmyslových kapalin.
11. Charakteristiky a současné tribologické problémy mikroelektromecha-nických (MEMS) zařízení.
12. Tribologie biosystémů.

Cvičení s počítačovou podporou

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Radovan Galas, Ph.D.
Ing. Petr Šperka, Ph.D.
Ing. David Rebenda, Ph.D.
Ing. Kryštof Dočkal
Ing. Josef Frýza, Ph.D.

Osnova

1. Hertzova teorie. Parametry kontaktní plochy.
2. Elastohydrodynamické mazání, bezrozměrné parametry a vztahy pro odhad tloušťky.
3. Výpočet parametru mazání (lambda), odhad režimu a predikce tření.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Josef Frýza, Ph.D.
Ing. Radovan Galas, Ph.D.
Ing. Kryštof Dočkal
Ing. David Rebenda, Ph.D.
Ing. Petr Šperka, Ph.D.

Osnova

Laboratorní cvičení:
1. Simulace hydrodynamického tlakového pole na Michellově experimentální aparatuře. Aerodynamické ložisko.
2. Měření viskozity kapalin pomocí výtokových, tělískových a rotačních viskozimetrů.
3. Stanovení rozložení tloušťky maziva v elastohydrodynamicky mazaných kontaktech na optickém tribometru.
4. Aplikace vysokorychlostní kamery pro studium reologie maziv a dynamických jevů v elastohydrodynamicky mazaných kontaktech.
5. Měření topografie povrhu pomocí optických metod.
6. Měření Stribeckovy a trakční křivky mazaného kontaktu na Mini Traction Machine. Stanovení suchého tření na sklonovém tribometru.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz