Detail předmětu

Tribologie

FSI-ZTRAk. rok: 2024/2025

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 (ÚK)

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.

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)

Doporučená literatura

STOLARSKI, T. A. Tribology in machine design. Oxford: Heinemann Newnes, 1990. [cit. 2019-08-30] ISBN 0434918261. [Online] Dostupná z: https://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpTMD00001/tribology-in-machine/tribology-in-machine (EN)
SZERI, A. Z. Fluid film lubrication. 2nd ed. New York: Cambridge University Press, 2011. [cit. 2019-08-30] ISBN 0521898234. [Online] Dostupná z: https://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpFFLE000F/fluid-film-lubrication/fluid-film-lubrication (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-KSI-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

16 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.

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

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.

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

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.

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.