Tribologia

La tribologia (dal greco Τρίβος “tribos“, attrito, e λόγος “logos“, studio o scienza) è la scienza che studia il comportamento e le interazioni tra superfici che interagiscono tra loro con un moto relativo. In essa confluiscono argomenti di studio compresi in discipline diverse, quali fenomeni di attrito, teoria e tecnica della lubrificazione, studio e impiego dei lubrificanti, teorie microscopiche e macroscopiche dell’usura, studi e impiego di materiali resistenti all’usura.

In particolare, l’attrito entra in gioco nei processi produttivi ed influenza forze e potenze in gioco, la dissipazione di energia e la qualità dei pezzi. L’usura modifica le superfici e le geometrie degli stampi e degli utensili, determinando la costanza e qualità delle geometrie prodotte. Infine la lubrificazione nei processi produttivi è fondamentale sia nelle operazioni di lavorazione che nel funzionamento delle macchine.

Il sistema tribologico

Per l’ottimale soluzione di un problema in campo tribologico è necessario conoscere tutte le grandezze che interagiscono ed influiscono su un sistema tribologico (detto anche tribosistema). Le influenze esercitate dall’ambiente (polvere, temperatura e umidità) e i fattori costruttivi (materiale, superficie e geometria dei corpi di attrito) rivestono un’importanza altrettanto significativa dei fattori di sollecitazione (velocità, sollecitazioni a pressione e vibrazioni) per scegliere la sostanza intermedia (lubrificante).

tribologia sistema tribologico

È chiaro dunque come il comportamento dinamico delle macchine sia caratterizzato dai fenomeni che si manifestano nel contatto fra membri solidi, o fra membri solidi e fluidi. I contatti fra solidi e fluidi sono studiati principalmente da discipline come la meccanica dei fluidi (idraulica), termofluidodinamica (fisica tecnica e macchine a fluido) ed altre discipline derivate. Mentre, lo studio delle interazioni superficiali fra membri solidi è uno degli argomenti più importanti della meccanica delle macchine , in quanto:

  • l’attrito è connaturato al movimento sia quando consente il movimento delle macchine (ruote dell’automobile), sia quando deve essere combattuto come fonte di perdite e di temperature elevate (ingranaggi);
  • la lubrificazione provoca la profonda modificazione dei fenomeni di attrito e di usura che si avrebbero fra superfici asciutte;
  • l’usura è una delle principali cause che rendono inutilizzabili le macchine, così come lo sono la rottura e l’obsolescenza.

Applicazioni

  • Tribologia industriale: trova impiego nello studio dei fenomeni di attrito tra le parti meccaniche in movimento e a contatto;
  • Tribologia spaziale: trova impiego nello studio dei fenomeni tribologici in condizioni limite. Le problematiche che si presentano nello spazio sono di vario genere, dalle imponenti escursioni termiche alle basse pressioni, dalla presenza di polveri e detriti alle radiazioni solari, dall’alto vuoto all’assenza di manutenzione. Tutte queste condizioni comportano la necessità di alcune rettifiche, soprattutto nei sistemi di lubrificazione, che proprio a causa degli sbalzi termici e delle basse pressioni, non possono essere di tipo liquido tradizionale, bensì sono preferibili i lubrificanti solidi.
  • Tribologia computazionale: si occupa di riprodurre sistemi tribologici per mezzo di simulazioni, capaci di combinare insieme più discipline fisiche.
  • Nanotribologia
  • Biotribologia
  • Geotribologia
  • Tribotronica
  • Ecotribologia
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