Co to są drgania cierne stick-slip?
Drgania cierne typu stick-slip to zjawisko dynamiczne, które występuje w układach mechanicznych, gdy ruch jednego elementu względem drugiego odbywa się w sposób nierównomierny, skokami. Jest to cykliczne przechodzenie pomiędzy stanem „stick” (przylgnięcia, kiedy ruch jest zablokowany przez tarcie statyczne) a stanem „slip” (poślizgu, kiedy ruch zostaje uwolniony przez pokonanie siły tarcia).
Zjawisko drgań ciernych pojawia się, gdy różnica między tarciem statycznym (większym) a tarciem kinetycznym (mniejszym) powoduje gwałtowne zmiany w sile potrzebnej do poruszania się elementu. Stick-slip może występować w układach z ruchem ślizgowym, takich jak układy hydrauliczne, siłowniki i prowadnice maszyn, łożyska ślizgowe i uszczelnienia.
Jak powstaje stick-slip w siłowniku hydraulicznym?
Siłownik razem ze słupem oleju i obciążeniem tworzy układ sprężysty - olej pod ciśnieniem i elastyczne przewody działają jak sprężyna. Dopóki siła od ciśnienia jest mniejsza niż tarcie statyczne uszczelnień i prowadzenia, tłoczysko stoi, a ciśnienie rośnie (faza „stick”).
Gdy siła od ciśnienia pokona obciążenie i tarcie statyczne, tłoczysko rusza. Tarcie kinetyczne jest mniejsze, więc tłoczysko przyspiesza (faza „slip”), ciśnienie spada, ruch się zatrzymuje i cykl zaczyna się od nowa.
Zjawisko występuje głównie przy bardzo małych prędkościach ruchu. Mniejsza różnica między tarciem statycznym a kinetycznym oraz sztywniejszy układ pozwalają przesuwać element wolniej bez szarpania.
Przyczyny drgań ciernych typu stick-slip
- Zbyt duża różnica między współczynnikiem tarcia statycznego a kinetycznego.
- Niedostateczne smarowanie powierzchni styku.
- Nieodpowiedni dobór materiałów w stykających się elementach.
- Zbyt niska sztywność konstrukcji lub nadmierne obciążenie.
- Bardzo mała prędkość ruchu elementu wykonawczego.
Skutki drgań stick-slip
- Nierówna praca urządzenia, wibracje i hałas - piski i skrzypienie siłowników.
- Przyspieszone zużycie mechaniczne elementów układu, zwłaszcza uszczelnień i prowadnic.
- Pogorszenie precyzji działania, szczególnie w systemach wymagających dokładności, np. przy pozycjonowaniu siłowników.
Jak zapobiegać drganiom stick-slip?
- Stosowanie odpowiednich środków smarnych, które minimalizują różnicę między tarciem statycznym a kinetycznym.
- Wybór materiałów o korzystnych właściwościach tribologicznych (np. o małej różnicy między tarciem statycznym a kinetycznym), także uszczelnień i pierścieni prowadzących.
- Poprawa sztywności konstrukcji i kontrola obciążeń.
- Zastosowanie powierzchni o specjalnych teksturach lub pokryciach zmniejszających tarcie.
- Ograniczenie powietrza nierozpuszczonego w oleju i odpowietrzenie układu - zapowietrzony olej łatwiej się spręża i sprzyja nierównomiernemu ruchowi (zobacz pienienie się oleju hydraulicznego).
Dla maszyn, w których jeden olej smaruje prowadnice i zasila hydraulikę (np. obrabiarki), norma ISO 6743-4 przewiduje oleje typu HG - oleje hydrauliczne z dodatkami przeciwdziałającymi zjawisku stick-slip.
Środek redukujący zjawisko stick-slip
W ofercie naszego sklepu znajdziesz specjalistyczny środek w formie dodatku do oleju hydraulicznego - RENOLIN ANTI-STICK-SLIP. Dodaje się go do konwencjonalnych olejów hydraulicznych na bazie olejów mineralnych i PAO. Według karty technicznej dodatek w stężeniu 2% znacznie zmniejsza ryzyko stick-slip w podnośnikach hydraulicznych, wózkach widłowych, maszynach rolniczych, platformach podnoszących i siłownikach hydraulicznych. Zalecane jest wstępne wymieszanie dodatku z olejem hydraulicznym.
Dodatek do konwencjonalnych olejów hydraulicznych (mineralnych i PAO) ograniczający drgania cierne stick-slip w układach pracujących z małymi prędkościami ruchu.
Pytania i odpowiedzi
Co to jest stick-slip?
Stick-slip to drgania cierne - ruch skokami, w którym element na przemian przylega (stick) i gwałtownie się ślizga (slip). Powstaje, gdy tarcie statyczne jest wyraźnie większe niż tarcie kinetyczne.
Dlaczego siłownik hydrauliczny piszczy lub porusza się skokami?
Częstą przyczyną jest stick-slip na uszczelnieniach i prowadzeniu tłoczyska przy małej prędkości ruchu. Sprzyjają mu niedostateczne smarowanie, zużyte uszczelnienia i zapowietrzony olej.
Jak usunąć zjawisko stick-slip?
Zmniejszyć różnicę między tarciem statycznym a kinetycznym: zastosować olej lub dodatek przeciw stick-slip, sprawdzić stan uszczelnień i prowadzenia, odpowietrzyć układ i poprawić sztywność konstrukcji.
Co to jest olej hydrauliczny HG?
To olej hydrauliczny według ISO 6743-4 z dodatkami przeciwdziałającymi zjawisku stick-slip, przeznaczony do maszyn, w których jeden olej smaruje prowadnice i zasila układ hydrauliczny.
Do czego służy RENOLIN ANTI-STICK-SLIP?
To dodatek do mineralnych olejów hydraulicznych i olejów na bazie PAO, który ogranicza drgania cierne stick-slip w siłownikach, podnośnikach, wózkach widłowych i innych układach pracujących z małymi prędkościami ruchu.
Nie wiesz, który olej hydrauliczny wybrać?
Napisz, do jakiej maszyny szukasz oleju, jaką ma pompę i w jakiej temperaturze pracuje - doradca techniczny dobierze olej FUCHS i odpowie osobiście.
⚠ Zastrzeżenie. Informacje na tej stronie opracowaliśmy na podstawie norm DIN, ISO i ASTM oraz kart technicznych FUCHS, według stanu wiedzy na dzień publikacji. Mają charakter poglądowy, mogą ulec zmianie i nie zastępują zaleceń producenta maszyny lub układu hydraulicznego - wiążąca jest jego dokumentacja techniczna. Przed wyborem oleju sprawdź wymagania producenta maszyny lub układu hydraulicznego, a w razie wątpliwości zapytaj naszego doradcę. W zakresie dopuszczalnym przez przepisy prawa nie ponosimy odpowiedzialności za skutki doboru oleju bez sprawdzenia wymagań producenta maszyny lub układu hydraulicznego. Kopiowanie treści bez naszej zgody jest zabronione.