In de werktuigbouwkunde worden verschillende machines, apparaten en andere werktuigen ontworpen en gefabriceerd. Naast het ontwerp en de fabricage van deze werktuigen is het ook van belang dat er rekening wordt gehouden met het onderhoud daarvan. Werktuigen moeten een zo lang mogelijke levensduur hebben. Storingen, breuk en slijtage moeten zoveel mogelijk voorkomen worden. Echter, niet alle problemen die in werktuigen kunnen ontstaan kunnen worden voorkomen door de gebruikers van de werktuigen. Een belangrijk deel van het onderhoud dat wél door de gebruikers van werktuigen kan worden gedaan is het beperken van slijtage van het werktuig en bijbehorende onderdelen. Hiervoor kunnen onder andere smeermiddelen worden gebruikt.
Het gevaar van slijtage bij machineonderdelen
Metalen onderdelen zijn nooit helemaal glad. Hoe nauwkeurig metalen onderdelen ook worden afgewerkt er zijn altijd kleine krasjes en hoogteverschillen op de metalen onderdelen aanwezig. Deze verschillen kunnen lang niet altijd met het ‘blote oog’ worden waargenomen. Wanneer men een metaaloppervlak echter sterk zou vergroten ziet men kleine heuveltjes en dalen. Wanneer twee metalen producten elkaar voortdurend zouden raken treed er wrijving op. Deze wrijving wordt ook wel metallisch contact genoemd. Dit metallisch contact is een droge wrijving tussen metalen. Wanneer onderdelen zoals tandwielen onder hoge snelheden roteren kunnen door het metallisch contact hoge temperaturen worden bereikt. Deze temperaturen kunnen zo hoog zijn dat kleine stukjes van de machineonderdelen beginnen te smelten en vervolgens weer beginnen te stollen. De gestolde deeltjes kunnen vervolgens weer losbreken als de onderdelen weer in beweging worden gebracht. De onderdelen beginnen hierdoor te slijten en van vorm te veranderen. Dit slijten wordt ook wel vreten genoemd. Wanneer het slijtageproces niet wordt tegengegaan zullen machineonderdelen dusdanig van vorm veranderen dat de machine niet meer goed loopt. Uiteindelijk kan het slijtageproces er zelfs toe leiden dat de machine in zijn geheel vastloopt. Hierbij kan ook nog extra schade optreden naast de schade die al was ontstaan door de slijtage. Deze situatie moet ten allen tijde worden voorkomen.
Waarom zijn smeermiddelen belangrijk?
Naast een goede afwerking van de metaaloppervlaktes van machineonderdelen is het ook van belang dat het oppervlakte van de metalen onderdelen goed glad wordt gemaakt. Zoals eerder is vermeld kunnen metaaloppervlaktes van machineonderdelen nooit geheel glad worden geproduceerd. De toleranties kunnen nog zo nauwkeurig zijn, er zullen altijd oneffenheden aanwezig zijn op de onderdelen. Deze oneffenheden moeten worden opgevuld. Daarnaast moeten de machineonderdelen die met elkaar in contact kunnen komen van elkaar worden gescheiden door een dunne laag vloeistof of vet toe te voegen. Wanneer dit gebeurd treed er wrijving op in de vloeistof. Dit wordt ook wel vloeistofwrijving genoemd. Bij vloeistofwrijving er sprake van onderlinge wrijving van vloeistofdeeltjes. Deze onderlinge wrijvingsweerstand is hierbij veel lager dan de wrijvingsweerstand die ontstaat wanneer twee metalen onderdelen droog tegen elkaar worden aangewreven. Vloeistoffen en vetten kunnen worden gebruikt om de slijtage van machineonderdelen tegen te gaan. In feite worden de machineonderdelen gesmeerd. Er zijn echter verschillende smeermiddelen. Hierover gaat de volgende alinea.
Welke smeermiddel moet ik kiezen?
Doormiddel van smeermiddelen wordt de wrijving beperkt van onderdelen van werktuigen. Door het beperken van deze wrijving wordt ook de slijtage vermindert en kunnen machines langer worden gebruikt. Er zijn verschillende smeermiddelen die kunnen worden gebruikt. Bij de keuze van het juiste smeermiddel is het onder andere van belang dat er gekeken wordt naar de ruimte tussen de bewegende delen die met elkaar in contact komen. Ook de rotatiesnelheid van machineonderdelen moet goed worden bekeken. Wanneer machineonderdelen snel roteren kan een hoge temperatuur ontstaan. De hoge temperatuur kan de vloeibaarheid van smeermiddelen veranderen. Een goed smeermiddel moet de onderdelen die met elkaar in contact komen onder elke denkbare omstandigheid die logischerwijs in de machine kan ontstaan van voldoende smering voorzien. Voor veel machines en motoren is voorgeschreven welk smeermiddel moet worden gebruikt. Hierbij wordt onder andere gekeken naar de viscositeit van een smeermiddel. Dit is de vloeibaarheid van een smeermiddel. Deze vloeibaarheid is gekoppeld aan een bepaalde temperatuur.
Welke verschillende smeermiddelen zijn er?
Wanneer men de eigenschappen van smeermiddelen goed in beeld heeft kan men het juiste smeermiddel kiezen. Smeermiddelen zijn er in verschillende soorten. Hieronder wordt een kort overzicht weergegeven van verschillende soorten smeermiddelen.
- Minerale oliën: deze oliën zijn vloeibaar en worden veel toegepast
- Plantaardige oliën: dit zijn vloeibare oliën die gewonnen worden uit extracten van planten.
- Dierlijke oliën: dit zijn oliën die worden gewonnen uit dierlijke vetten.
- Vaste smeermiddelen: dit kunnen poeders zijn van zeer fijn koolstof zoals grafiet.
- Smeervetten: deze bestaan uit vaste stoffen of stroperige stoffen.
Bovenstaande categorieën zijn zeer breed. Hieronder vallen nog allemaal verschillende indelingen bijvoorbeeld op het gebied van viscositeit. Minerale oliën kunnen onderling sterk verschillen op het gebied van viscositeit. Ook de andere categorieën bevatten smeermiddelen die voor verschillende doeleinden kunnen worden toegepast.