Tribologie (FSI-ZTR)

Akademický rok 2019/2020
Garant: prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
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.
Výstupy studia a kompetence:
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.
Obsah předmětu (anotace):
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.
Metody vyučování:
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.
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.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  1 × 10 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  1 × 13 hod. povinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  1 × 13 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 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.
    Laboratorní cvičení 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.
    Cvičení s počítačovou podporou 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.
Literatura - základní:
1. 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
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-P prezenční studium M-KSI Konstrukční inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 2 1 Z