Prezentarea proiectului
Rolul, uneori benefic, al suprafetelor rugoase in procesele de lubrificatie este de mult timp in atentia cercetatorilor atat pe plan intern cat si pe plan international. De la aceasta, s-a trecut, de curand, la generarea controlata de micro-topografii, cunoscute sub denumirea generica de suprafete texturate (STX), care s-a dovedit ca produc sau amplifica efectele de portanta hidrodinamica si reduc concomitent frecarile. Prin suprafata texturata intelegem o forma regulata de micro-topografie a suprafetei realizata prin prelucrarea regulat periodica, fie a unor alveole sau degajari, fie a unor proeminente practic identice. Lubrificatia suprafetelor texturate a devenit in ultimii ani un subiect cu o dinamica deosebita in cercetare. Desi primele cercetari in domeniu dateaza inca din anii ’60, abia dupa 1990 au inceput sa apara studii sistematice, urmate de primele aplicatii industriale. In Romania, catedra de Organe de masini si Tribologie (OMT) din UPB, a initiat cercetari teoretice si experimentale fundamentale in aceasta directie inca din 2003, realizand, pe langa studiile teoretice, si primul model experimental prin eroziune chimica. O alternativa mult mai productiva si mai simpla de realizare a suprafetelor texturate o constituie prelucrarea cu laser. Aceasta tehnica nu a fost utilizata pana in prezent in Romania pentru prelucrarea de STX. De curand (2005), unul dintre membrii echipei (Victor Marian de la OMT) a realizat texturarea prin laser a unui lagar axial, in cadrul bursei de cercetare desfasurate in Germania, astfel ca dispunem de o experienta minimala in abordarea acestei probleme.
| Chiar daca potential STX are ca directii de interes toate aplicatiile la care este necesara realizarea unor filme portante pentru cuplele cu suprafete nominal paralele, asociata, evident, cu reducerea drastica a frecarii, pana in prezent aplicatiile cunoscute vizeaza doar domeniul etansarilor frontale, al lagarelor axiale (in special cele ale hard-disc-urilor), sau cuplei piston-cilindru. In acelasi timp texturarea reprezinta una dintre solutiile posibile in aplicatiile Bio-Tribologiei (proteze articulare). Nu se cunosc inca aplicatii in domeniul lagarelor radiale, dar principial, avantajele texturarii demonstrate la lagare axiale se regasesc si la cele radiale. |  |
Studiul lubrificatiei cu STX cuprinde patru poli de interes: fabricatia (tehnologia), controlul dimensional, fenomenologia (modelarea) si aplicatia (utilizarea). Prezentul proiect vizeaza realizarea urmatoarelor obiective cheie:
- Realizarea unor modele STX prin prelucrare cu laser, noutate pe plan national. Modelele vor fi realizate atat pe suprafete plane cat si pe suprafete cilindrice interioare.
- Evaluarea geometriei si caracteristicilor fizico-chimice ale suprafetelor texturate
- Evaluarea tribologica a STX prin experimentarea modelelor experimentale pe standuri tribologice de laborator (stand de tip stift-pe-disc), in conditii de frecare fluida si uscata
- Experimentarea STX in conditii cvasi-reale de functionare, pe lagare radiale.
- Modelarea analitica si numerica a lubrificatiei cuplelor cu texturare partiala sau totala pentru definirea unei metode de calcul.
Tema propusa, cu un pronuntat caracter interdisciplinar, presupune o colaborare intre un detinator de tehnologie de prelucrare cu laser (INCDFLPR), un detinator de echipament de evaluare microgeometrica si metalografica (METAV) si un beneficiar al tehnologiei aplicata la lagare radiale (COMOTI) care se va ocupa de testarea si validarea utilitatii acestora. OMT din UPB, coordonatorul activitatilor se va ocupa de conceptia modelelor experimentale, testarea tribologica pe standuri specializate si realizarea si validarea modelelor teoretice.