Výzkumnéaktivity

Aplikovaná tribologie: z laboratoře do průmyslu

Abstrakt:
Výzkum a vývoj se zaměřují na problémy praktických tribologických uzlů s využitím různých úrovní (TRL) experimentálního a teoretického řešení. Technologie s vyššími stupni technologické připravenosti jsou ověřovány na zkonstruovaných prototypech nebo testerech systémů ve spolupráci s průmyslovými partnery. Cílem je efektivní přenos poznatků a technických řešení z laboratoře do praxe.

Cíle výzkumu:

  • Zlepšit užitné vlastnosti praktických tribologických problémů prostřednictvím systematického výzkumu procesů tření, mazání a opotřebení s využitím experimentů na komerčních a na míru vyvinutých zařízeních.

  • Dosáhnout efektivního přenosu poznatků mezi laboratoří a reálnými komponentami zapojením teorie a vhodně navržených experimentů na různých úrovních.

  • Ověřit funkčnost tribologických řešení na vyvíjených funkčních vzorcích a prototypech strojů a zařízení.

Specifikace výzkumu:
Výzkum a vývoj jsou úzce propojeny s aplikačními partnery, přičemž se využívají specifické laboratorní simulátory a podmínky navržené na míru pro daný účel tribologického systému, včetně aplikace pokročilých měřicích metod. Tribologický systém tvoří dvě kontaktní tělesa oddělená mezivrstvou maziva či jiných látek. Tento systém vykazuje za působení okolní atmosféry a provozních podmínek specifické tření a opotřebení, které lze výrazně ovlivnit kvalitou mazání. Tribologické uzly z reálných aplikací musí splňovat různé požadavky na funkci, účinnost a životnost (spolehlivost). Probíhající procesy se vzájemně doplňují a výsledné chování systému je jejich součtem.

Mnohé procesy v tribologických rozhraních zůstávají obtížně simulovatelné, nebo neexistují vstupní data a přesné materiálové modely pro získání realistických výsledků, což zdůrazňuje význam experimentálního přístupu. Efektivní inovace a přenos nových konceptů do praxe vyžadují kombinaci testování na různých úrovních s teoretickým vhledem, čímž se vyplňuje mezera mezi praktickými testy komponent a základními laboratorními přístupy. Tento přístup vede k hlubšímu pochopení tribologických procesů specifických pro danou součást, porovnání výkonnosti a kvality různých variant řešení a ověřování technických řešení na prototypech a funkčních vzorcích.

K významným úspěchům patří vývoj nových metodik a prototypů pro hydrostatické mazací systémy velkých konstrukcí s průměrem nad 10 metrů, které dosáhly o 20 % vyšší energetické účinnosti oproti dosavadním přístupům. Součástí aktivit je také konzultační a expertní činnost a laboratorní testování tribologických systémů pro jejich porovnání. Výzkum probíhá v úzké spolupráci s průmyslovými partnery, aby výsledky efektivně navazovaly na stávající řešení partnerů a doplňovaly know-how v oblasti tribologie.

Publikace:
OKÁL, M.; KOŠŤÁL, D.; SAKAI, K.; KŘUPKA, I.; HARTL, M. Thickener Behaviour in Rolling Elastohydrodynamic Lubrication Contacts. Tribology Letters, 2024, vol. 72, no. 3, p. 1-16. ISSN: 1573-2711. https://doi.org/10.1007/s11249-024-01874-0

MICHALEC, M.; FOLTÝN, J.; DRYML, T.; SNOPEK, L.; JAVORSKÝ, D.; ČUPR, M.; SVOBODA, P. Assembly Error Tolerance Estimation for Large-Scale Hydrostatic Bearing Segmented Sliders under Static and Low-Speed Conditions. Machines, 2023, vol. 11, no. 11, ISSN: 2075-1702. https://doi.org/10.3390/machines11111025

MICHALEC, M.; POLNICKÝ, V.; FOLTÝN, J.; SVOBODA, P.; ŠPERKA, P.; HURNÍK, J. The prediction of large-scale hydrostatic bearing pad misalignment error and its compensation using compliant support. PRECISION ENGINEERING-JOURNAL OF THE INTERNATIONAL SOCIETIES FOR PRECISION ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY, 2022, vol. 75, no. May 2022, p. 67-79. ISSN: 0141-6359.
https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2022.01.011

Partneři a spolupráce:
Schaeffler Group, Herzogenaurach, Schaeffler AG, Industriestraße 1-3, 91074 Herzogenaurach, Německo.

THK RHYTHM AUTOMOTIVE CZECH, a.s., Strojírenská 160, 380 17 Dačice, Česká republika.

Bosch Rexroth s.r.o., Těžební 1238/2, Brno, Česká republika.

K.K. IRISU (C. ILLIES & CO., LTD.), Irisu Building, 3-12-18 Kamiosaki, Shinagawa-ku, Tokyo 141-0021, Japonsko.

Projekty:
Národní centrum kompetence Mechatroniky a chytrých technologií pro strojírenství, velkorozměrná ložiska s pokročilou diagnostikou pro větrnou energetiku (NCK MESTEC2 – DP 02), Technologická agentura ČR (TA ČR) – Program Národní centra kompetence 2, TN02000010, 2023-2025.

Výzkum a vývoj hydrostatického pohonu a uložení točny na bázi adaptivních regulačních smyček, Technologická agentura ČR – Program průmyslového výzkumu a experimentálního vývoje TREND, FW03010357, 2021-2024.

Výzkum a vývoj nového servoválce pro energetický průmysl („SERDYN“), Evropská unie – Operační program Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost – Aplikace, CZ.01.1.02/0.0/0.0/20_321/0024483, 2021-2023.

Kontaktní osoba:
doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.