Rajapintavoiteluun

Rajapintavoiteluun viittaa voitelutoimenpiteisiin, joiden tavoitteena on vähentää kitkaa ja kulumista kahden liikkuvan pinnan rajapinnassa. Tällainen voitelu muodostaa pinnojen väliin suojakerroksen, joka estää suoran kosketuksen ja pienentää kokonaisvastusta. Rajapintavoitelu on keskeinen osa tribologiaa ja sitä sovelletaan laajasti teollisuudessa sekä mekanisissa laitteissa.

Voitelutilanteet voidaan luokitella sen mukaan, miten paksu voiteluainekerros on: hydrodynaaminen ja elastohydrodynamminen voitelu muodostavat paksumman kerroksen, joka erottelee pinnat kokonaan, kun taas rajapintavoitelussa kerros on usein ohut ja lisäaineiden muodostamat rajakerrokset tarjoavat suojan kosketusta vastaan. Näissä tiloissa kemialliset tai fysikaaliset interaktiot lisäaineiden kanssa muodostavat suojakerroksia, jotka pienentävät kitkaa ja kulumaa.

Voiteluaineiden valinta riippuu käyttökohteesta, lämpötilasta, kuormituksesta ja käyttönopeuksista. Nestemäisiä voiteluaineita, kuten mineraaliöljyjä, synteettisiä öljyjä tai esterivoiteluaineita, voidaan täydentää lisäaineilla: antiwear- ja EP-lisäaineilla sekä boundary- tai suojakerroksia muodostavilla frictions-modifier-lisäaineilla. Kiinteät voiteluaineet, kuten grafiitti tai molybdenum disulfide (MoS2), voivat täydentää nestemäistä voitelua rajapinnoilla.

Rajapintavoitelua tarvitaan erityisesti koneista, joissa on suuria kuormia, alhaisia nopeuksia tai usein pysähdyksiä ja käynnistyksiä, kuten moottoreiden ja laakereiden sekä tarkkuuskoneiden pinnoilla. Oikea voiteluaineiden valinta ja lisäaineet auttavat välttämään korroosiota, kulumaa sekä epäpuhtauksista johtuvia ongelmia.

Rajapintavoitelun arviointi suoritetaan tribologisilla testeillä, kuten pin-on-disk- ja four-ball -testeillä, jotka mittaavat kitkakertoimen ja kuluman. Oikea valinta ja hallinta parantavat energiatehokkuutta, pidentävät käyttöikää sekä vähentävät huoltokustannuksia ja ympäristövaikutuksia.