Hydrostatika
Zabýváme se studiem tzv. hydrostatického mazání, které funguje na principu externího dodávání maziva do kontaktní oblasti za zvýšeného tlaku. Tím vzniká souvislý mazací film oddělující třecí povrchy, který je schopen přenášet velmi velká zatížení při dodržení vysokých přesností. Tento typ mazání je vhodný jak pro malá a velmi přesná uložení, tak pro zajištění rotačního pohybu rozměrných konstrukcí přesahujících desítky metrů, jako jsou např. teleskopy, radary a točny divadel. Jedná se o multioborovou problematiku mechaniky tekutin a tuhých těles, jejichž poznání vede ke snížení energetické náročnosti a zajištění dlouhodobého a stabilního provozu strojů s hydrostatickými ložisky.
Charakteristika výzkumu
Hydrostatické (HS) mazání vzniká v konformním kontaktu dvou tuhých těles, která jsou zcela oddělena souvislou vrstvou maziva. Nutnou podmínkou pro zajištění HS mazání je nepřetržitá dodávka tlakového oleje hydraulickým okruhem do kontaktní oblasti. Díky tomu lze zajistit oddělení kluzných povrchů i bez relativního pohybu kontaktních těles. Jelikož se jedná o konformní povrchy, tlak oleje mezi kluznými povrchy je v oblasti vtokové drážky (tzv. buňky) rovnoměrně rozložen, přičemž se obvykle pohybuje v jednotkách MPa a na výtoku z uložení již klesá na atmosférický tlak. Tvar buňky výrazně ovlivňuje chování a výsledné parametry uložení. Zabýváme se numerickým řešením výpočetní dynamiky tekutin (CFD) a interakci kapaliny a tuhého tělesa (FSI). Převážná část výzkumu je však zaměřena experimentálně na vlastních testovacích ložiscích, které jsme k tomuto účelu vyvinuli. Kromě řízení parametrů se zabýváme geometrickou přesností a uložením kapes pro co nejstabilnější chod. Nedílnou částí HS ložisek je hydraulický okruh, který zásobuje kapsy tlakovým mazivem. V oblasti hydrauliky a řízení parametrů HS uložení spolupracujeme s průmyslovým partnerem Bosch Rexroth.
Laboratorní vybavení
- dvou-kapsové reciproční hydrostatické ložisko (2-PAD) s kompletní diagnostikou stavu (max. zatížení: 40 kN, max. průtok: 20 l/min, max. tlak: 100 bar)
- troj-kapsové hydrostatické ložisko (3-PAD) se zpětnovazebním řízením mazací vrstvy (max. zatížení: 30 kN, max. průtok: 10 l/min, max. tlak: 100 bar)
- čtyř-kapsové rotační hydrostatické ložisko (4-PAD) o průměru 2 m s kompletní diagnostikou stavu a zpětnovazebním řízením mazací vrstvy (max. zatížení: 400 kN, max. průtok: 40 l/min, max. tlak: 100 bar)
- univerzální tribometr Rtec s rotačním modulem a konfigurací pin-on-disk pro hodnocení modifikací kluzných ploch HS ložisek
- optický profilometr Bruker Contour GT X8