Banyak roda gigi yang dapat terpengaruh oleh fenomena yang dikenal sebagai micropitting. Kondisi ini terlihat ketika retakan mikroskopis terbentuk pada roda gigi dan seiring waktu dan tekanan mengakibatkan lubang mikroskopis. Lubang-lubang ini membesar dan akhirnya pecah. Ini bahkan dapat menjadi mode kegagalan utama untuk roda gigi.
Mikropitting umumnya terjadi di bawah pelumasan elastohidrodinamik (EHL). Ketika ketebalan lapisan oli di bawah EHL menjadi terlalu tipis di garis pitch roda gigi, kekasaran permukaan akan mulai bersentuhan. Ketika kekasaran ini bersentuhan satu sama lain di permukaan yang berlawanan dan di bawah beban tinggi, hal itu menyebabkan deformasi elastis atau plastik, yang mengarah ke mikropitting.
Kelelahan permukaan sangat mirip. Dalam pelumasan elastohidrodinamik, kelelahan permukaan sering kali disebabkan oleh penyok pada permukaan akibat partikel keras atau lunak. Penyok pada permukaan menciptakan apa yang dikenal sebagai tanggul. Seiring waktu dan dengan beban tinggi yang berulang, lubang terbentuk di tempat permukaan pecah. Dengan beban tinggi yang berkelanjutan, lubang menjadi lebih besar.
Efeknya
Kelelahan permukaan dan mikropitting dipengaruhi oleh pelumas tertentu yang digunakan, termasuk minyak dasarnya, aditif, pemilihan viskositas, dan kontaminasi partikel. Sementara mikropitting atau kelelahan permukaan dapat terjadi dengan pelumas minyak sintetis atau mineral, sintetis dapat memberikan perlindungan yang lebih baik pada suhu yang lebih tinggi daripada minyak mineral dengan tingkat viskositas dan paket aditif yang sama. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sintetis dapat memiliki indeks viskositas yang lebih tinggi. Dengan kata lain, viskositas sintetis dapat berubah lebih sedikit dengan peningkatan suhu.
Meskipun aditif tekanan ekstrem (EP) sering kali diperlukan, dalam kasus tertentu aditif tersebut dapat sangat agresif secara kimiawi terhadap permukaan dan menyebabkan mikropitting. Jenis aditif ini juga menjadi lebih aktif pada suhu yang lebih tinggi. Beberapa peneliti mengklaim oli yang tidak memiliki aditif EP akan menunjukkan ketahanan maksimum terhadap mikropitting. Kemampuan oli untuk melindungi terhadap mikropitting dapat ditentukan menggunakan uji FZG FVA 54.
Oli dengan viskositas tinggi juga memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap micropitting karena lapisan EHL-nya yang lebih tebal. Namun, menggunakan viskositas yang lebih tinggi tidak selalu menjadi pilihan terbaik karena dapat menyebabkan suhu pengoperasian yang lebih tinggi, kehilangan energi, dan/atau peningkatan laju oksidasi oli.
Kontak Risiko Tinggi
Di mana pun kontak bergulir terjadi pada mesin, ada potensi untuk terjadinya mikropitting dan kelelahan permukaan. Ini termasuk bantalan elemen bergulir (di sepanjang dasar jalur transmisi). Roda gigi juga memiliki kontak bergulir, yang biasanya terjadi di sekitar garis pitch. Cam dan roller adalah contoh lain tempat Anda dapat melihat kontak bergulir dan dengan demikian kemungkinan kelelahan permukaan dan mikropitting.
Partikel yang jauh lebih besar dari ketebalan film EHL dapat terperangkap di antara permukaan karena aksi penggulungan. Begitu partikel ini berada di area kontak, mereka mengalami tekanan kontak yang sangat besar. Partikel dengan kekuatan tekan yang lebih rendah di bawah tekanan kontak ini dapat pecah menjadi potongan-potongan yang lebih kecil, dengan beberapa tertanam di permukaan dan yang lainnya melewati zona kontak. Partikel yang lebih keras yang lebih besar dari ketebalan film EHL dapat melewati zona kontak dengan membuat penyok pada permukaan yang lebih lunak. Seperti yang disebutkan sebelumnya, penyok ini menciptakan tanggul (bahu) dan, seiring waktu dengan tekanan kontak yang lebih besar, dapat terlepas dari permukaan.
Pengendalian Kelelahan Permukaan dan Mikropitting
Pemilihan viskositas yang tepat adalah kunci dalam mengurangi micropitting dan kelelahan permukaan. Beban yang lebih tinggi akan membutuhkan viskositas yang lebih tinggi, sedangkan beban yang lebih rendah memungkinkan viskositas yang lebih rendah.
Kecepatan juga dapat memengaruhi mikropitting dan kelelahan permukaan. Pada kecepatan yang lebih rendah, ketebalan film akan berkurang. Demikian pula, pada kecepatan yang lebih tinggi, ketebalan film dapat meningkat. Ini adalah faktor lain yang perlu dipertimbangkan dalam memilih viskositas yang tepat untuk aplikasi Anda.
Suhu pengoperasian juga berperan dalam pembentukan lubang mikro dan kelelahan permukaan. Saat suhu meningkat di area kontak, viskositas oli menjadi lebih rendah dan ketebalan lapisan berkurang. Saat suhu meningkat, pelumas dengan viskositas yang terlalu rendah akan menjadi lebih encer dan tidak memberikan perlindungan yang memadai, yang menyebabkan peningkatan laju pembentukan lubang mikro dan kelelahan permukaan. Jika oli EP digunakan, aditif EP menjadi lebih reaktif pada suhu yang lebih tinggi dan dapat memberikan perlindungan dari keausan perekat.
Tentu saja, viskositas yang terlalu tinggi juga dapat menghasilkan panas yang berlebihan. Panas yang disebabkan oleh viskositas yang terlalu tinggi ini akan mempercepat oksidasi. Jika analisis oli tidak digunakan untuk menentukan sisa masa pakai dan memicu perlunya penggantian oli, oli akan rusak dan tidak memberikan perlindungan yang memadai.
