kulumisilmiöiden

Kulumisilmiöiden käsite viittaa ilmiöihin, joissa materiaalin poistuminen tai pinnan vaurioituminen tapahtuu kappaleiden välisessä suhteellisessa liikkeessä. Ne kuuluvat tribologiaan ja niillä on keskeinen vaikutus monien teknisten järjestelmien luotettavuuteen ja käyttöikään.

Tyypillisiä kulumisen mekanismeja ovat hionta- eli abrasive-kuluminen, jossa kovemmat hiukkaset naarmuttavat vastapintaa; tarttumiskuluminen, jossa aine siirtyy pinnoilta toisille kuormituksen ja kontaktin seurauksena; sekä pintaväsymys, jossa toistuva kuormitus aiheuttaa halkeilua ja pintojen lohkeilua. Lisäksi korroosiokuluminen syntyy kemiallisista reaktioista vahvistettuna mekaanisella kuormituksella. Näiden mekanismien esiintymiseen vaikuttavat materiaalit, pinnanmuodot, voiteluolosuhteet sekä ympäristötekijät kuten lämpötila ja kosteus. Yksittäinen ilmiö voi ilmetä useampana yhdistelmänä.

Mittaaminen ja analyysi voidaan toteuttaa massanmenetyksen seuraamisella, pinnan korkeusprofiilien mittauksella (esim. profilometria), mikroskooppisella kuvaamalla sekä kulumisnopeuden eli wear rate -arvon määrittämisellä. Laboratoriokokeissa käytetään usein pinon–levy- tai four-ball -testejä kulumisilmiöiden vertailuun.

Kulumisilmiöiden tunteminen on keskeistä suunnittelussa ja laadunvarmistuksessa. Se ohjaa materiaalivalintoja, pinnoitteita, voitelua sekä kontaktin geometriaa siten, että käyttöikä ja luotettavuus maksimoidaan. Silloinkin, kun kuorma ja ympäristö ovat epävakaita, oikea lähestymistapa voi minimoida kulumisen vaikutukset laitteistossa ja komponenttien toimintahäiriöt. Esimerkkejä sovelluksista ovat laakerit, hammaspyörät, tiivisteet ja eri teollisuuden työkalut.