Määrimine: mõiste, funktsioonid, tüübid ja määrdeained

Määrimine on füüsikaline protsess, mis võimaldab pindadel sujuvalt üksteise vastu liikuda. Pindade vahele pandud õhuke määrdeainekile vähendab pindade hõõrdumist ja kulumist ning hoiab temperatuuri mitte liiga kõrgeks tõusta. Määrdeaine kile võib olla tahke/vedelik dispersioon, vedelik, vedelik-vedelik dispersioon (määrde) või erandkorras tahke või gaasiline.

Näitena võib tuua õli kasutamise masinates, pisarate funktsiooni silmades ja sünoviaalvedeliku funktsiooni liigestes.

Mis on määrimise eesmärk?

Määrimise peamised eesmärgid on:

• Vähendada hõõrdumist — sile määrdeainekile võimaldab pindadel libiseda üksteise suhtes kergemini.
• Vähendada kulumist — kaitseb pindu pikaajalise kahjustuse eest.
• Kanda ära kuumust — määrdeained aitavad hajutada töötavate osade soojust.
• Keha tihedus ja saastekaitse — mõned määrdeained aitavad tihendada laagrid või kaitsevad süsteemi korrosiooni eest.
• Vähendada müra ja vibratsiooni — õige määrimine pehmendab kontaktkohti ja pikendab seadme eluiga.

Tüübid ja põhimõtted

Määrimist võib liigitada mitmel viisil: vastavalt olekule (vedelik, rasv, tahke), toimemehhanismile või rakendusele. Peamised põhimõtted on:

• Hüdrodünaamiline määrimine — tekib piisava liigiliikumise ja kihi paksuse korral, kus vedelik kannab koormuse täielikult.
• Elastohüdrodünaamiline (EHD) määrimine — oluline rull- ja laagrikontaktides, kus pinnad deformeeruvad ja vedelikkile kannab väga suuri pingeid.
• Piir- või kontaktmõõtmeline määrimine — esineb, kui kile on väga õhuke ja pinnad puutuvad osaliselt kokku; siin on olulised lisandid (antiwear, EP).
• Rullimis- ja libisemismäärimine — sõltub liikumisviisist (rullimine vs. libisemine) ja valitud aine omadustest.

Määrdeainete tüübid

• Vedelikud (õlid) — mineraalsed, sünteetilised või taimsed; kasutusel mootorites, hammasülekannetes, hüdrosüsteemides.
• Märgmed ja rasvad (greased) — tihendavate lisandite ja paksendajate (nt saponi) abil moodustavad püsivama kihi; sobivad laagrite ja raskesti ligipääsetavate kohtade määrimiseks.
• Tahked määrdeained — grafiit, molübdeendisulfiid (MoS2), PTFE jt; toimivad kõrgel temperatuuril või kui vedelikku ei saa kasutada.
• Emulsioonid ja dispersioonid — vedelik‑vedelik süsteemid ja vedelik‑tahke dispersioonid, mida kasutatakse jahutuse ja määrimise kombineeritud rakendustes.
• Gaasilised kihiained — erandlikud rakendused, näiteks õhukihid või inerteeritud pinnad teatud protsessides.

Määrdeaine olulised omadused

Mõned võtmenäitajad, mida määrdeaine valimisel hinnatakse:

• Viskoossus — määrab kihi paksuse ja voolavuse; oluliselt mõjub töölähedane temperatuur.
• Viskoossuse indeks — näitab viskoossuse sõltuvust temperatuurist.
• Tulekust (flash point) ja süttivus — tähtis ohutuse seisukohalt.
• Sulamis- ja valupunkt — määravad kasutustemperatuuri piirid, eriti rasvade puhul.
• Lisandid — antiwear/EP-, korrosioonivastased, oksüdatsioonivastased, vahtuvust vähendavad jms.
• Biolagunevus ja toksilisus — keskkonna- ning töökeskkonna nõuded võivad eelistada biolagunevaid koostisi.

Kuidas valida õiged määrdeained

Valikul arvestage järgmisi tegureid:

• Koormus ja pinge kontaktis — kas vajatakse EP (extreme pressure) lisandeid.
• Liikumiskiirus ja liikumisviis — kas eelistada madalama või kõrgema viskoossusega õli.
• Temperatuurivahemik — kas määrdeaine peab säilima kõrgetel temperatuuridel või külmades tingimustes voolama.
• Keskkond — tolm, niiskus, kemikaalid ja korrosiooni risk.
• Hooldusvõimalused — kui sageli saab määrimist uuendada või asendada.

Hooldus, testimine ja standardid

Korrapärane kontroll pikendab seadmete eluiga. Tavalised toimingud ja testid:

• Õlianalüüsid — viskoossus, tahked osakesed, metalliikulatus ja oksüdatsiooninäitajad.
• Triboloogilised katsed — kulumis‑ ja hõõrdeteguri mõõtmised laboritingimustes.
• Visuaalne kontroll ja lekkekontroll — rasvade paiknemine, määrdeaine kontaminatsioon.
• Järgida tootja ja tööstusstandardite juhiseid (nt määrdeainete klassifikatsioonid ja vahetusintervallid).

Ohutus ja keskkond

Määrdeainete käitlemisel järgida ohutusjuhiseid: kasutada sobivaid kaitsevahendeid, vältida kokkupuudet nahaga ning tagada õige kogumine ja utiliseerimine. Viimastel aastatel on suurenud huvi biolagunevate ja madalama toksilisusega määrdeainete ning ringlussevõtu vastu.

Praktilised näited

• Masinad: õlid ja rasvad laagrite, käigukastide ja hüdrosüsteemide määrimiseks.
• Elusorganismid: pisarad silmi määrivad ja kaitsevad; sünoviaalvedelik liigestes toimib määrde ja amordinaatorina.
• Tööstuslikud erijuhtumid: tööstuslikud määrdeained, mis peavad taluma kõrgeid temperatuure või agressiivset keskkonda (nt kõrgsurve hammasrattad).

Kokkuvõte

Määrimine on lihtne, kuid kriitiline protsess, mis kaitseb pindasid, vähendab kulumist ja hoiab süsteemi töötemperatuuri kontrolli all. Õige tüübi ja omadustega määrdeaine valik, regulaarne hooldus ning keskkonna‑ ja ohutusnõuete järgimine aitavad pikendada seadmete tööiga ja vähendada kulusid.

Otsing