voitelutilanteet

Voitelutilanteet ovat tribologiassa erilaisia olosuhteita, joissa kahden liikkuvan pinnan välinen kosketus hallitaan voiteluaineen filmillä. Niiden tarkoituksena on vähentää kitkaa, estää kulumista ja johtaa hallittuun lämmöntuottoon. Voitelutilanteet riippuvat useista tekijöistä, kuten suhteellisesta nopeudesta, kuormasta, lämpötilasta, voiteluaineen viskositeetista sekä pinnan karheudesta ja materiaalisista ominaisuuksista.

Yleinen luokitus kattaa neljä päätyyppiä, joita käytännössä esiintyy ja joihin liittyy erilainen kuormituksen ja pintojen erottuminen. Hydrodynaaminen voitelutilanne syntyy, kun voiteluaine muodostaa kokonaisen öljyfilmin kahden pinnan väliin ja kantaa suurimman osan kuormasta ilman suoraa kosketusta pintojen välillä. Film paksuuden ja nopeuden kasvaessa kitkan arvo pienenee ja kuluminen minimoituu.

Elastohydrodynaaminen voitelutilanne (EHD) tapahtuu, kun pintojen kontakti aiheuttaa samalla materiaalin elastisen depressiotuuman ja öljyfilmin tilavuus pienenee paineen kasvaessa. Tämä tilanne on yleinen pyörästössä ja hihnavetojärjestelmissä, joissa sekä kovaa kuormaa että korkea paine muodostuu.

Rajavoitelu tai boundary-voitelu tarkoittaa tilaa, jossa öljyfilmi on niukkaa ja kontaktipinnat ovat osittain kosketuksissa. Tällöin pinnalle muodostuvat adsorboituneet tai lisäaineiden muodostamat kalvot, ja kitka on suurempi.

Sekoitettu (hybridi) voitelutilanne yhdistää ominaisuuksia edellisistä: osa kontaktista on öljyfilmin erottama, osa kosketuksessa. Tämä tila esiintyy siirryttäessä hydrodynaamisesta rajavoi­lelusta tai päinvastoin, esimerkiksi muuttuvissa nopeuksissa tai kuormituksissa.

Voitelutilanteet vaikuttavat suunnitteluun ja kunnossapitoon: oikean viskositeetin valinta, lämpötilan hallinta, lisäaineet sekä asianmukainen voiteluaineen määrä ja kierrätysautomaatiot ovat keskeisiä. Sovelluksia ovat esimerkiksi moottorikelkkojen ja autojen laakerit, sähkömoottorit, tehtaiden laakerijärjestelmät sekä pienoiskohtaiset mekanismit.