jan18

^#

Jan Broś,

Janusz JANECKI,

^*UKŁADY FRYKCYJNE - ZJAWISKA TARCIA I ZUŻYWANIA ORAZ KSZTAŁTOWANIE WŁASNOŚCI TWORZYW CIERNYCH

^*Jan BROŚ, Janusz JANECKI; "MATERIAŁY I. KRAJOWEGO KOLOKWIUM TRYBOLOGICZNEGO", ZESZYT - 4; Janów Lubelski, Warszawa- Sulejówek, 1978 r

I. WPROWADZENIE

Pracę hamulców ciernych i sprzęgieł można w sensie tribologicznym traktować jako proces tarcia technicznie suchego pary ciernej /w większości przypadków niemetalowe tworzywo cierne - stal/. Para taka tworzy układ cierny, którego warunki określa stosunkowo duża liczba czynników, z których m.in. należy wymienić :

charakter zmiany obciążania i wartości nacisków jednostkowych,
charakter ruchu i wartość prędkości względnej,
czas hamowania,
stan powierzchni i warstwy wierzchniej materiałów ciernych,
temperatura warstwy wierzchniej i powierzchni tarcia,
współczynnik wzajemnego pokrycia.

Zgodnie z mechaniczno-molekularną teorią tarcia, opór tarcia i zużycia elementów rozpatrywanej pary ciernej, zależą od dwóch składowych oddziaływań, mechanicznego /deformacyjnego/ i molekularnego /adhezyjnego/. Składowa mechaniczna wynika z wzajemnego oddziaływania powierzchni elementów pary, powodującago wielokrotnie deformowanie tych powierzchni. Opór tarcia, pochodzący z deformacji zależy głównie od własności mechanicznych materiału warstwy wierzchniej i jej struktury geometrycznej, a także od składu chemicznego, mikrostruktury zewnętrznej i stopnia jej zdefektowania oraz stanu naprężenia. Własności mechaniczne współpracujących tarciowo elementów pary ciernej ulegają zmianie wraz ze zmianę parametrów tarcia, temperatury powierzchni tarcia i gradientu temperatury warstwy wierzchniej. Charakter zjawisk adhezji zależy od rodzaju współpracujących ciał, tzn. ich struktury, powinowactwa chemicznego, własności mechanicznych, a zwłaszcza wytrzymałości na ścinanie oraz od stanu ich powierzchni, tj. mikrogeometrii, grubości warstw adsorbowanych i błon dyfuzyjnych, Jak również od parametrów tarcia. W czasie wzajemnego oddziaływania elementów powierzchni może nastąpić przerwanie błon adsorbcyjnych, a w związku z tym powstaje adhezyjne połączenie fizyczne czystych powierzchni materiałów. Przy łącznym działaniu sił normalnych i stycznych, w trakcie procesu tarcia, naprężenia w warstwie wierzchniej mogę przekroczyć wartości krytyczne i powodować intensywne ubytki materiałów. Nowe badania dowodzę, że na powierzchniach tarcia elementów z materiałów kompozytowych występują złożone procesy: utleniania, topnienia, odparowywania oraz sublimacji. Tworzy się przy tym warstwa wierzchnia o innych własnościach [70, 76, 77].

Istnieje także przypuszczenie, że gdy powierzchnie współpracujące nie są geometrycznie jednakowe, występuje niesymetryczne przenoszenie cząstek materiału od większej powierzchni do mniejszej. Poglądy te maja jednak ograniczony zakres zastosowania, gdyż kierunek przenoszenia zależy jeszcze od wielu czynników, m.in. od rodzaju materiału i temperatury.

Obecność cząsteczki materiału elementu metalowego /najczęściej stopu żelaza/ na powierzchni współpracującej tarciowo części, wykonanej z niemetalowych tworzyw, jest niekorzystny, przede wszystkim z punktu widzenia trwałości i efektywności hamowania lub sprzęgania. Tworzeniu się bowiem jednoimiennej pary np. stal-stal, towarzyszy duży miejscowy wzrost temperatury, intensywne niszczenie współpracujących elementów pary ciernej zarówno stalowych, jak i wykonanych z niemetalowych tworzyw ciernych, zmniejszenie wartości współczynnika tarcia oraz powstaje iskrzenie.

Dotychczasowe prace badawcze dostarczyły wiele informacji o zjawiskach przenoszenia materiału metalu w warunkach tarcia technicznie suchego oraz liczne próby przedstawiania jego fizycznej natury. Nie stworzyły jednak pełnego fizycznego modelu mechanizmu przenoszenia metali /materiałów bieżni hamulca/ na hamulcowe tworzywo cierne.

możliwie stałą wartość współczynnika tarcia, niezależną od prędkości i nacisku oraz warunków atmosferycznych, głównie wilgotności i temperatury panującej w węźle ciernym,
dużą odporność na zużycie przy możliwie najmniejszym zużywaniu elementów współpracujących,
dużą odporność cieplne i odpowiednie przewodność cieplna,
korzystną wytrzymałość mechaniczną na działanie nacisków, uderzeń i drgań,
niską ścieralność,
niskie koszty wytwarzania.

Cechy konstrukcyjne i warunki pracy hamulców i sprzęgieł są bardzo zróżnicowane, a współczesne ich rozwiązania wskazują na coraz większe obciążenia cieplne elementów ciernych.

Zróżnicowanie to zmusiło do opracowania bardzo szerokiego zestawu tworzyw ciernych, przeznaczonych do wytworzenia elementów ciernych w hamulcach i sprzęgłach. Do podziału tworzyw ciernych można zastosować różne kryteria. Najbardziej ogólny podział wyróżnia cztery grupy tworzyw: niemetalowe, metalowe, metalowo-ceramiczne i metalowo-żywiczne. Ważnym czynnikiem w procesie konstruowania hamulców i sprzęgieł jest prawidłowa ocena fizycznej trwałości ich elementów. Intensywność starzenia elementów jest wypadkową wymuszeń starzenia /mechanicznych, cieplnych, chemicznych, elektrycznych/ i odporności materiałów elementów na ich działanie. Zależy ona od rodzaju procesów niszczących, wywołanych m.in. tarciem. Analityczne powiązanie własności użytkowych materiałów ciernych z parametrami tarcia, charakterystykami materiałowymi i geometrycznymi cechami konstrukcyjnymi węzła tarcia, pozwoliłoby na rozwiązanie takich zagadnień jak:

- tribologicznych	-	ocena własności cierno-zużyciowych tworzyw w funkcji widma wymuszeń i mikroklimatu otoczenia /temperatura, wilgotność, zanieczyszczenia powierzchni/,
- eksploatacyjnych	-	programowanie zużycia elementów, jako części szerzej pojętej produkcji, trwałości i niazawodności maszyn,
- konstrukcyjnych	-	podstawa do optymalizacji węzłów tarcia za wzglądu na wybrane kryteria.

W ostatnich kilku latach wykonano szereg prac naukowo badawczych, która pozwalają programować własności współczynnika tarcia i zużycia, przy zawężonych wartościach parametrów. Dalsze prace w tym zakresie wzbogacają zbiór faktów empirycznych i aproksymują uogólnione rozwiązania w postaci zależności analitycznych.

II. INŻYNIERIA MATERIAŁOWA ORAZ PROCESY TRIBOLOGICZNE

W ostatnich latach nastąpiło znaczne zainteresowanie zagadnieniami tarcia i związanego z tym procesem zużycia oraz smarowania, zwanymi obecnie problemami tribologicznymi, posiadającymi istotne znaczenie w budowie i eksploatacji urządzeń technicznych. Problemy te nabierają istotnego znaczenia w przypadku stosowania nowych materiałów, szczególnie materiałów ciernych, metalowych, lub metalowo-żywicznych. Stan wiedzy o tworzywach ciernych używanych w przemyśle jest stale niezadowalający. Materiały te różnią się od siebie przede wszystkim składem oraz podstawowymi własnościami fizyko-chemicznymi. Brak jest wytycznych metod postępowania przy doborze jakościowym i ilościowym składników wymienionych materiałów. Ogólnie znane kierunki, wynikające z badań nie wystarczają obecnie do sprecyzowania wytycznych właściwego doboru metod postępowania przy projektowaniu skojarzeń ciernych.

Idealny materiał cierny nie istnieje, bowiem wiele spośród wymaganych jago cech wzajemnie się wyklucza. W miarę wzrostu maksymalnych prędkości i mas hamowanych kryteria w tym zakresie ulegają zmianie. Większe znaczenie przywiązuje się niejednokrotnie do efektywności, skuteczności i niezawodności działania hamulców, niż do trwałości układu ciernego.

Tworzywa cierne w obecnym stanie produkcji przemysłowej urządzeń technicznych winny posiadać stosunkowo korzystne własności tribologiczne, szczególnie dużą odporność na obciążenia cieplne /800 - 1000 °K/.

W tym zakresie rokują nadzieje tworzywa metalowe: żeliwa o podwyższonej zawartości fosforu, oraz żeliwa niskostopowe, jak również tworzywa, w skład którego wchodzą żywice rezolowe z napełniaczami metalowymi lub żywice formaldehydowe modyfikowane. Prowadzone badania wskazują również na możliwość otrzymania lepszych własności tworzyw ciernych przez zastosowanie obróbki cieplnej.

żywice, substancje wiążące jednego typu, polimery modyfikowane i ich kompozycje,
napełniacze,
stabilizatory,
plastyfikatory,
przyspieszacze,
inne surowce np. ułatwiające mieszenie, zapobiegające zbrylaniu.

Dobór napełniaczy i odpowiedniego lepiszcza, najczęściej żywicy, ma podstawowe znaczenie dla charakterystyk tarciowo-zużyciowych oraz własności fizykomechanicznych i chemicznych. Kształtują one strukturę tworzywa, podwyższają odporność na zużycie, wytrzymałość, twardość, odporność na udarność, odporność na ściskanie, odporność cieplną, ogniotrwałość, przeciwdziałają faddingowi i szkodliwym drganiom, zmieniają przewodnictwo cieplne i wartość współczynnika tarcia [4, 37]. Działanie napełniaczy mineralnych zależy od ich budowy chemicznej, struktury fizycznej, stopnia rozdrobnienia, kształtu cząsteczek, tj. od parametrów określających charakter wzajemnego oddziaływania w układzie polimer-napełniacz, [43]. Ustalono, że istnieje wpływ nadmolekularnych struktur polimerów i napełniaczy na twardość tworzywa, zużycie i wartość współczynnika tarcia [2, 64].

Współdziałanie polimerów z napełniaczami nie ogranicza się do tworzenia wiązań adhezyjnych na granicy rozdziału i do złożonego charakteru chemicznych reakcji utwardzania na powierzchni napełniacza, ale zaznacza się też wpływ napełniacza na upakowania molekuł lepiszcza. [64]. Żywice fenolowo-formaldehydowe cechują się wysoką energią powierzchniową 70•10^-3J/m², dlatego wpływ charakteru napełniaczy na własności lepiszcza w tworzywie fenolowym występuje dość wyraźnie. Charakter powierzchni napełniacza wpływa na te parametry struktury substancji błonotwórczej, w warstwach przylegających do powierzchni napełniacza. Występuje więc zmiana struktury gęstości lepiszcza wokół napełniacza, w rezultacie jego wprowadzenie do lepiszcza, a także zależność tej zmiany od energii powierzchniowej napełniacza.

Tworzywa cierne charakteryzują się w miarę stałą wartością współczynnika tarcia w pewnych zakresach prędkości, na który to wpływ wywierają napełniacze. Znajomość wpływu poszczególnych napełniaczy w tworzywie sztucznym pozwala dobrać jego najkorzystniejsza charakterystykę. I tak azbest włóknisty zwiększa współczynnik tarcia. Tworzywo z tym napełniaczem wytrzymuje temperaturę ok. 550°K, a długość włókien azbestu wpływa m.in. na własności wytrzymałościowe. Napełniacze takie jaki kreda, baryt, kaolin, tlenek wapnia, zwiększają odporność chemiczną, termiczną materiału, przeciwdziałają sczepianiu tworzywa z materiałem, zapewniają stabilność współczynnika tarcia w zakresie temperatur do 950°K. Zastosowanie napełniaczy metalowych i tlenków metali ciężkich polepsza warunki absorpcji, przewodnictwa cieplnego, podwyższa wartość współczynnika tarcia oraz własności smarujące, może stanowić katalizator w utwardzeniu żywic, a także podwyższać wytrzymałość cieplną tworzywa. Zmniejszenie wartości współczynnika tarcia oraz zużycia elementów ciernych uzyskuje się w przypadku dodania do tworzywa napełniaczy takich jak: grafit, sadza, dwusiarczek molibdenu, talk, które obniżają także w pewnym stopniu zużycie elementów współpracujących, zapobiegają zgrzewaniu materiałów warstw wierzchnich elementów pary. Jako napełniaczy podnoszących odporność na ścierania używa się proszków aluminiowych, żelaznych, krzemowych lub szklanych, węglików krzemu lub boru, tlenków glinu, pyłu szlifierskiego. Jak też i mączki bazaltowej.
Lepiszcza w tworzywie ciernym są środkiem wiążącym i ich stosunek do całości tworzywa jest bardzo ważny czynnikiem. Prace badawcze wykazują, że udział napełniaczy w tworzywie sztucznym winien wynosić 40-60% masy tworzyw tradycyjnych oraz 60-90% tworzyw metalowo-źywicznych.

Obecny stan wiedzy tribologicznej pozwala na przyjęcie faktu istnienia w strefie kontaktu par ciernych zjawisk, takich jak oddziaływanie na siebie warstw wierzchnich /poziom makroskopowy - model geometryczny/, o pewnej chropowatości i ich odkształcenia sprężysto-plastyczne, sięgające w głąb warstw wierzchnich w/w. Ulegają przy tym zniszczeniu warstwy adsorbcyjne, tlenkowe i inne, pokrywająca warstwę wierzchnią.

Wynika z tego faktu, że stan warstwy wierzchniej jest czynnikiem warunkującym zjawiska tarcia. Atomy warstwy wierzchniej są symetryczne, w związku z czym ich struktura energetyczna jest niezrównoważona. Warstwa ta dysponuje nadmiarem energii, tzn. napięciem powierzchniowym. Atomy tej warstwy posiadają reaktywność i zdolność adsorpcji. Obróbka cieplna tworzyw powoduje odkształcenie plastyczne i warunkuje pierwotny stan naprężeń, które z kolei sprzyjają powstawaniu mikropęknięć.

zbliżania warstw wierzchnich i odkształcenia sprężyste, powodujące naruszenie struktury elektronowej atomów, co ma wpływ na wzajemne oddziaływanie warstwy wierzchniej i otoczenia,
odkształcenia plastyczne, powodujące zmiany mikrogeometrii warstwy wierzchniej, obniżająca naciski jednostkowe,
utlenianie czyli oksydacja warstw,
plastyfikacja i związane z tym przenoszenie energii cieplnej i elektrycznej,
dyfuzja jako zjawisko aktywacji,
sczepianie adhezyjne.

Zjawiska te są wynikiem działania sił normalnych do powierzchni.

Przy uwzględnianiu sił stycznych w procesie tarcia, zachodzą jeszcze takie zjawiska jak: ścinanie zachodzące pomiędzy warstwami wierzchnimi lub też wewnątrz warstw /dekohezja/. Tribologia jakkolwiek wyjaśnia wiele zjawisk w procesie tarcia, to efekt końcowy tarcia dotąd jest nierozwiązany. Technicznym skutkiem tarcia jest zużycie czyli zmiana stanu warstwy wierzchniej i objętości mas współpracujących. W celu zapobiegnięciu zużycia w strefę kontaktu powierzchni trących wprowadza się środki smarne. W wyniku tego w strefie powierzchni ciernych zachodzą nowe zjawiska. Jak zjawisko zwilżalności oraz pochodne zjawisko, tzw. efekt Rebindera. W przypadku kontaktu tworzyw sztucznych zjawiska te mają trochę odmienny charakter, za względu na szczególnie dużą spójność usieciowanych polimerów. Tworzywa sztuczne zachowują się różnie w procesach tarcia. W tworzywach polimerycznych, wskutek słabej akumulacji ciepła i słabej zdolności do jego odprowadzania, na powierzchni tarcia powstają zmiany nieodwracalne i odwracalne. W czasie tarcia polimerów termoplastycznych zachodzi w nich polimeryzacja objętościowa, zaś ładunki elektrostatyczne w tym procesie zwiększają człon adhezyjny.

Wiele problemów z zakresu zjawisk, towarzyszących tarciu nie jest badane lub badania zaczyna się dopiero prowadzić.

III. OSIĄGNIĘCIA W ZAKRESIE TRIBOLOGII I INŻYNIERII MATERIAŁÓW CIERNYCH

Na temat tarcia i zużycia napisano już około 20 tyś. różnych prac, lecz, jak twierdzi, twórca Polskiej Szkoły Tribologii - prof. Stefan Ziemba, są to w przeważającej części tylko fakty, których nie można ująć jeszcze w istniejące między nimi związki, ani ustalić pewnych praw ogólnych, które pozwalałyby przewidywać przebieg procesów tarcia i zużycia w dowolnych momentach pracy [1].

Kierunki badań krajowych ośrodków naukowo-badawczych w zakresie tribologii i inżynierii materiałów ciernych pokrywają się w zasadzie z tendencjami światowymi.

Poznawanie złożonych zagadnień tarcia i zużycia było od dawna przedmiotem badań i doświadczeń, prowadzonych przez wiele ośrodków naukowych. Obecnie badania z tego zakresu są prowadzone dość systematycznie zarówno w aspekcie zmniejszenia zużycia, jak i poszukiwania oraz doboru nowych materiałów [2]. Niejednokrotnie są to jednak doświadczenia o charakterze wycinkowym, realizowane pod kątem potrzeb poszczególnych użytkowników. Wyniki tych badań, ze względu na stosowania różnej metodyki, stanowisk badawczych i aparatury kontrolno-pomiarowej, są często mało porównywalne.

Aktualnie najczęściej są badane i stosowane na różnego typu wstawki i wykładziny cierne materiały metalowe, głównie żeliwa oraz materiały niemetalowe i metalowo-żywiczne na osnowie organicznych substancji wielkocząsteczkowych.

Badania nad metalowymi materiałami ciernymi prowadzone są głownie w kierunku poszukiwania nowych gatunków żeliw, najczęściej na drodze wprowadzania różnych dodatków stopowych. Dodatki te mają za zadanie m.in. polepszać własności cierno-zużyciowe, stabilizować wartość współczynnika tarcia oraz zmniejszać zużycie elementów pary ciernej. Potwierdzeniem tego kierunku są m.in. badania prowadzone w Instytucie Pojazdów Szynowych, zawarte w pracach [3, 4, 5, 6, 7 i 8] oraz Instytucie Odlewnictwa [9].

Badania niemetalowych tworzyw ciernych są prowadzone pod kątem uzyskania najkorzystniejszych własności cierno-zużyciowych, mając na uwadze ich konkretne przeznaczenie, np. wstawki hamulcowe pojazdów metra, wykładziny hamulcowe pojazdów mechanicznych, materiały na wykładziny sprzęgieł itp.

Wymagania stawiane materiałom ciernym mogą się różnić dość znacznie w zależności od ich zastosowania. Dla niemetalowych wstawek hamulcowych pojazdów szynowych wymagania takie opracowano w 1966 r [10], na podstawie literatury i wstępnych prac własnych, m.in. prac [12, 11].

Niemetalowe tworzywa cierne wykazują korzystniejsze własności w porównaniu z żeliwem, m.in. bardziej stabilną wartość współczynnika tarcia w funkcji prędkości oraz znacznie mniejsze zużycie. Wadą tych materiałów jest jednak stosunkowo niska przewodność cieplna oraz mała odporność na działanie wysokich temperatur, występujących zwłaszcza przy długotrwałym hamowaniu, oraz duża zależność współczynnika tarcia i zużycia od warunków atmosferycznych. Zagadnienia te zostały omówione m.in. w pracach [13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 9 i 20].

Ostateczna postać tworzywa niemetalowego i jego własności tarciowo-zużyciowych, w bardzo dużej mierze zależą od rodzaju substancji wielkocząsteczkowej /lepiszcza/, będącej "osnową" dla wykonywanego tłoczywa oraz własności i ilości poszczególnych napełniaczy. Ważną rolę odgrywa również proces technologiczny przygotowania tłoczywa, wykonania gotowych elementów i ewentualna ich obróbka cieplna [21].

uzyskania odpowiedniej wartości współczynnika tarcia, niezależnej od prędkości, nacisków, temperatury współpracy i warunków atmosferycznych,
uzyskania odpowiednio wysokiej odporności na zużycie,
uzyskania możliwie wysokiej przewodności cieplnej oraz odporności na wysokie temperatury,
dostępności poszczególnych składników.

Dokładniejszej oceny wpływu jakościowego i ilościowego poszczególnych napełniaczy na charakterystyki cierno-zużyciowe i jakość współpracy pary ciernej, dokonano m.in. w pracach [22, 23, 24, 25, 26] i publikacjach [27, 28, 29].

Omawianie szczegółowe nowych substancji wiążących /żywic/ i napełniaczy w tej pracy jest trudne za względu na brak miejsca, złożoność zagadnień wzajemnego oddziaływania tych składników tworzywa na siebie oraz ciągły postęp w dziedzinie otrzymywania i modyfikowania żywic. Ogólnie można stwierdzić, że wyeliminowany został kauczuk. Jako lepiszcze o zbyt niskiej odporności cieplnej. Może on natomiast stanowić domieszkę do żywic, stanowiących obecnie podstawowy materiał wiążący. Należy dążyć do tego, aby żywica posiadały możliwie najwyższą odporność cieplną, najmniejszą ilość części lotnych oraz były dostępne.

Mała odporność na wysokie temperatury. Jest ona podnoszona m.in. przez udział azbestu w tworzywie. Zawartość azbestu w tworzywie nie powinna jednak wynosić więcej nit 28-30% wagowych, gdyż pogarsza on poważnie i tak niską przewodność cieplną i warunki prasowania gotowych wyrobów.
Niska przewodność cieplna. Ta cecha tworzyw niemetalowych jest poprawiana przez dodawania napełniaczy metalicznych /brąz, mosiądz, żeliwo, aluminium/ w postaci wiór, proszków, a nawet pyłu. Stopień rozdrobnienia napełniacza metalicznego ma dość istotne znaczenie na wzrost przewodności cieplnej, a zarazem na zużycie materiału ciernego.
Wartość i stabilność współczynnika tarcia. Ten parametr może być regulowany poprzez stosowanie napełniaczy, obniżających współczynnik tarcia /grafit, sadza/, podwyższających wartość tego współczynnika /korund, opiłki ołowiu, opiłki mosiężne, kaolin/ oraz stabilizujących współczynnik tarcia i poprawiających warunki współpracy elementów pary ciernej.

Rzadziej stosowane napełniacze tworzyw niemetalowych to stabilizatory, plastyfikatory, przyspieszacze oraz inne surowce, np. ułatwiające mieszanie tłoczywa, zapobiegające zbrylaniu.

Działanie napełniaczy, zwłaszcza mineralnych, zależy od ich budowy chemicznej, struktury fizycznej, stopnia rozdrobnienia. kształtu cząsteczek, tj. od parametrów określających charakter wzajemnego oddziaływania w układzie polimer- napełniacz [23]. Zmiany fizyczne i chemiczne, zachodzące przy współdziałaniu trących się ciał, kierują uwagę na nadmolekularne struktury oraz na związki z wartością współczynnika tarcia [23, 30]. Ustalono [31, 32], że istnieje wpływ nadmolekularnych struktur polimerów i napełniaczy na twardość tworzywa, żywicy i wartość współczynnika tarcia.

Współdziałanie polimerów z napełniaczami nie ogranicza się do tworzenia wiązań adhezyjnych na granicy rozdziału i do różnego rodzaju charakteru chemicznych reakcji utwardzenia na powierzchni napełniacza, ale zaznacza się też wpływ napełniacza na upakowania' molekuł lepiszcza [32]. Żywice fenolowo-formaldehydowe cechują się wysoką energią powierzchniową /70•10^-3 J/m², dlatego wpływ charakteru napełniacza na własności lepiszcza w fenolowym tworzywie ciernym, jest dość wyraźny [23] .

Powyższy wpływ na własności tworzyw ciernych, jak zaznaczono poprzednio, ma technologia wykonania tłoczyw oraz gotowych wyrobów. Przez długi okres tłoczywa wykonywano przy zastosowaniu technologii mokrej, opisanej m.in. w pracy [14, 15]. Obecnie prawie wyłącznie stosuje się technologię suche mieszania składników tłoczywa i walcowania na walcach bezfrykcyjnych na gorąco i rozdrabniania tłoczywa. Podczas walcowania żywica topi się i nasyca włókno azbestowe pod ciśnieniem; jednocześnie zachodzi dobre wymieszanie poszczególnych składników i odparowanie części lotnych.

Technologia mokra została zaniechana, m.in. za względu na jej kłopotliwość, a zwłaszcza względy przeciwpożarowe i małą wydajność.

podwyższenie, na ogół, wartości współczynnika tarcia, a w przypadkach skrajnych nie wpływa na jego obniżenie,
- stabilizuje wartość współczynnika tarcia w funkcji temperatury,
poszerza zakres stosowalności tworzywa, podwyższając wyraźnie temperaturę jego destrukcji termicznej,
wyraźnie podwyższa odporność tworzywa na zużycie, niekiedy nawet kilkakrotnie,
polepsza warunki współpracy tworzywa z metalem, kształtując w toku tarcia korzystnie jakość powierzchni metalu współpracującego z tworzywem.
Energia kinetyczna, którą reprezentuje rozpędzony pojazd lub urządzenie jest przetwarzana w trakcie hamowania na inne rodzaje energii, a mianowicie:
Energię cieplną, powodującą nagrzewanie się elementów pary ciernej. Wysokie nagrzewanie powierzchniowe, dochodzące do 1270°K może powodować destrukcję żywicy. Dla pochłaniania części ciepła. Jakie powstaje w procesie tarcia, można stosować jako napełniacze niskotopliwe metale /Pb, Zn, Sn/, które w razie miejscowego nagrzania topią się, pochłaniając ciepło, co zapobiega powstawaniu ujemnych skutków lokalnego wzrostu temperatury w układzie pary ciernej.
Energię mechaniczną, powodującą ścieranie się powierzchni i rozdrabniania produktów żywicy. Dla złagodzenia procesów mikroskrawania, towarzyszących procesowi tarcia, można dodawać napełniacze smarujące /sadza, grafit, dwusiarczek molibdenu, talk/.
Energię fal dźwiękowych, powodującą zjawiska akustyczne towarzyszące tarciu.
Energię elektryczną, powodującą elektryzowanie się trących elementów i produktów zużycia.

Do innych niepożądanych zjawisk tarciowo-zużyciowych, towarzyszących procesowi tarcia, można zaliczyć metalizowanie niemetalowych elementów pary ciernej i fadding. Zjawiska te zachodzą w ściśle określonych warunkach pracy pary ciernej /wysokie naciski, oblodzenie, zawilgocenie/.

teoria mechaniczna /Amontonsa, Coulomba, Bowdena/,
teoria molekularna /Tomlinsona, Dieriagina/,
teoria molekularno-mechaniczna /Kragielskiego/.

W ujęciu teorii mechanicznej opór tarcia towarzyszący współdziałaniu elementów pary ciernej, wynika z pracy zużytej na podnoszenia elementu ciernego, ślizgającego się względem partnera metalowego, na taką wysokość, jak tego wymagają mikronierówności powierzchni, jak również z pracy pochłoniętej na odkształcenie sprężyste i plastyczne oraz na ścieranie nierówności i połączeń tarciowych.

W ujęciu teorii Tomlinsona i Dieriagina [34], tarcie jest rezultatem molekularnego oddziaływania powierzchni pary ciernej. Przemieszczając się względem siebie, powierzchnie pary ciernej są w jakimś stopniu chropowate, a zatem poszczególne punkty materialne tych powierzchni są od siebie oddalone na różne odległości, niektóre natomiast znajdują się w bezpośrednim kontakcie. Stąd jedne cząsteczki współpracujących elementów przyciągają się a inne odpychają. Ponieważ suma sił przyciągąjących jest mała, można ją pominąć. Przy takim założeniu docisk elementu ciernego do partnera metalowego jest równoważony siłami odpychania. Podczas współpracy pary ciernej zachodzi ciągła zmiana par cząstek, znajdujących się w zbliżeniu. Jedne cząsteczki odrywają się od drugich, wychodzą ze strefy odpychania, a inne wchodzą w te strefy. Ta ciągła zmiana par cząstek i tworzenie się nowych wiązań molekularnych, powoduje rozproszenie energii, jaką trzeba wytracić podczas hamowania pojazdów.

W ujęciu teorii molekularno-mechanicznej [35], siły tarcia występują w dwóch postaciach, a mianowicie na rzeczywistych trących się powierzchniach styku występuje mechaniczny opór ruchu, spowodowany zaczepianiem o siebie nierówności powierzchni oraz opór, spowodowany działaniem sił molekularnych, uwarunkowany wzajemnym przyciąganiem cząstek elementów współpracujących w parze ciernej.

Przeprowadzona w skrócie analiza teorii tarcia suchego nasuwa wniosek, że wymienione teorie nie spełniają w całej rozciągłości wszystkich kryteriów, tzn. pozostają słuszne jedynie w określonym zakresie warunków tarcia. Aby ustalić zakres stosowalności tych teorii, należy określić jakie zjawiska wiodące stanowią ich fizyczny model tarcia oraz w jakim zakresie model taki w praktyce występuje.

Badania i poszukiwania nowych materiałów ciernych, prowadzone przez ośrodki naukowo-badawcze w kraju, uwieńczone zostały pewnymi konkretnymi osiągnięciami, które w skrócie zostaną omówione poniżej.

IV. KRÓTKA CHARAKTERYSTYKA OSIĄGNIĘĆ OŚRODKÓW KRAJOWYCH

modyfikacji i poszukiwania nowych gatunków żeliwa,
poszukiwania nowych wysokociernych materiałów niemetalowych lub metalowo-źywicznych o optymalnych własnościach cierno-zużyciowych.

W wyniku zrealizowanych w Instytucie prac [3, 4, 5, 6, 7], dotyczących pierwszego kierunku badań, dla żeliwa oznaczonego symbolem P14, o podwyższonej zawartości fosforu w granicach 1,35 - 1,45 %, wyznaczono charakterystykę ciernozużyciową, która okazała się znacznie korzystniejsza w porównaniu do tejże żeliwa szarego, powszechnie stosowanego dotychczas na wstawki hamulcowa pojazdów szynowych.

Opracowania częściowe z tego zakresu doświadczeń ogłoszone zostały również w publikacjach [37-44].

Żeliwo P14 zostało wdrożone do produkcji wstawek hamulcowych, przynosząc w skali rocznej oszczędności rzędu 160 mln zł. Wyniki wdrożenia omówiono w pracy [8], zakończonej wnioskami ogólnymi i szczegółowymi. Wnioski ogólne potwierdzają przydatność żeliwa P14 na wstawki hamulcowe. W porównaniu do żeliwa szarego żeliwo P14 wykazuje mniejsze zużycie /około 2 razy/, nieznacznie wyższe zużycie obręczy /do 5%/ oraz skrócenie dróg hamowania o około 60 - 80 m.

W ramach drugiego kierunku badań wykonano w Instytucie dwie prace [14,15], w ramach których przebadano kompleksowo ponad 40 odmian i gatunków tworzyw niemetalowych, głównie nowych, uzyskanych w oparciu o własne receptury. Drogą kolejnych eliminacji uzyskano dwa tworzywa o najkorzystniejszych własnościach cierno-zużyciowych, oznaczone symbolami Koral KR5 i Tarkol TK7. Składy chemiczne tych tworzyw i technologia ich wytwarzania, przedstawiono w pracy [15], a wyniki badań eksploatacyjno-wdrożeniowych w pracy [36].

Z tego zakresu badań opublikowano również szereg prac, m.in. prace [45, 46, 47] .

Na uwagę zasługują wyniki badań prowadzonych w Wojskowej Akademii Technicznej. Wypracowano tu odpowiednią metodykę, opisaną w pracach [25, 50, 51] . Zgromadzono specjalistyczne stanowiska badawcza, zwłaszcza: w aspekcie badania materiałów ciernych, przydatnych dla różnych typów pojazdów mechanicznych. Uzyskanie przez ten ośrodek m.in. tworzywa P10, o bardzo korzystnych własnościach cierno-zużyciowych, przewyższających pod tym względem tworzywa firm zagranicznych, należy zaliczyć do poważnych osiągnięć. O osiągnięciach WAT-u mogą również świadczyć pozytywnie liczne publikacje, m.in. [50-55].

W Akademii Górniczo-Hutniczej badania z zakresu tribologii są prowadzone głównie w aspekcie drgań układów mechanicznych, zwłaszcza samowzbudnych [56 - 62] .

Z innych ośrodków na wyróżnienie zasługują prace prowadzone w Politechnice Śląskiej przez S. Ścieszkę [63-67] , [70-73], w Politechnice Poznańskiej prowadzone przez J. Nowickiego [16], oraz M. Kasowskiego [23, 68, 69] w Instytucie Chemii Przemysłowej.

optymalizacja własności tworzyw sztucznych obróbką cieplną,
uwagi o hipotezach tarcia tworzyw ciernych,
tworzywa o podwyższonej cierności przy pracy w ośrodku ciekłym,
problem doskonalenia tworzyw ciernych hamulców tarczowych,
uwagi o mechaniźmie metalizowania powierzchni tarcia tworzyw ciernych /przeznaczonych na hamulce tarczowe samochodu/,
niektóre problemy metodyki badań tworzyw ciernych hamulcowych.

Ze względu na przejrzystość poszczególnych tematów, w zakończeniu każdego podrozdziału podano dodatkowy wykaz literatury, cytowanej w danym podrozdziale, bezpośrednio dotyczącej tematu; są to przede wszystkim niektóre publikacje, w których poruszane tu problemy opisane są szczegółowiej.

1. OPTYMALIZACJA WŁASNOŚCI CIERNYCH TWORZYW SZTUCZNYCH PRZEZ OBRÓBKĘ CIEPLNĄ

Ogromnym problemem w praktyce jest zarówno stabilność charakterystyki ciernej pary ciernej /naturalnie na odpowiednim poziomie jednocześnie/ oraz problem uzyskania odpowiednio dużej cierności tworzywa i oporności na zjawisko destrukcji termicznej, polegającej na "topieniu" składników, co prowadzi do częściowego lub strefowego przechodzenia od tarcia zewnętrznego do tarcia "przy smarowaniu". Powszechne jeszcze kilkanaście lat temu było zjawisko nieoczekiwanego nagłego, z reguły chwilowego spadku wartości współczynnika tarcia, jak i zjawisko podwyższania cierności pary w czasie jej eksploatacji, naturalnie jedynie do osiągnięcia cierności optymalnej.

Badania* dowiodły jednocześnie /potwierdzając powszechne obserwacje eksploatacyjne/, że w praktyce wytwarzania tworzyw nie uzyskuje się rzeczywistego końcowego produktu, a produkt jakiś przejściowy, który w toku wygrzewania eksploatacyjnego ciepłem, wydzielanym przy tarciu /np. przy holowaniu/ hamowaniu/ samoulepsza się. Badania te sugerowały, że proces prasowania prowadzony jest albo w warunkach, nie wystarczająco prowadzących do pełnego skonsolidowania tworzywa /pełnego usieciowania lepiszcza/, albo też jest w ogóle zbyt krótkotrwały, by tworzywo mogło się "zahartować" do granicy optymalizacji, wynikającej ze składu tworzywa i własności jego składników.

^*J. Janecki: Wpływ obróbki cieplnej hamulcowych tworzyw fenoloformaldehydowych na zmiany ich cierności na zużycie, Biuletyn WITP1S. Z. l/1968.

Przeprowadzono więc eksperyment*, polegający na badaniu odporności na zużycie i cierności tworzyw, opartych o lepiszcze - polimer /termoutwardzalny/ po normalnym procesie produkcyjnym oraz po dodatkowym długotrwałym wygrzewaniu produkcyjnym w temperaturze, gwarantującej zachodzenie procesu usieciowywania żywic termoutwardzalnych. Wyniki cierności oraz odporności na zużycie pokazano na rys. rys. 1 i 2. Wynika z nich jednoznacznie, że i cierność i odporność na zużycie tworzyw ciernych poddawanych dodatkowej obróbce cieplnej są większe, niż tworzywa wyprodukowanego na pozór w optymalnych warunkach, które winny były gwarantować uzyskanie optimum własności.

Rys. 1. 1. Poglądowe zestawienie charakterystyki tarciowej tworzyw P-12 i AKF przed i po wygrzewaniu.

Rys. 1.2. Zestawienia zużycia liniowego próbek badanych i przeciwpróbki.

badań wpływu wygrzewania tworzywa na zwiększenia stopnia usieciowania żywicy; niewygrzane i wygrzane próbki tworzyw badanych poddano badaniom na spektrofotometrze typu UR-10, na pryzmatach: KB , NaCl oraz LiF, w pasmach od 400 do 5000 cm^-1. Uzyskane widma próbek o wyraźnie wykształconych pasmach absorpcji /i licznych liniach widmowych/, które można jednoznacznie przypisać poszczególnym grupom funkcyjnym i rodnikom, występującym w żywicach fenoloformaldehydowych. Ostateczne wyniki obserwacji pozwalają stwierdzić, że szczególnie istnieją różnice w charakterystyce widm absorpcji w zakresie fal od 1100 do 1200 cm^-1 . Powstaje po wygrzewaniu szerokie, silnie zarysowane pasmo, dowodzące powstania wiązań dwumetylenoeterowych - CH₂-O-CH₂, - kosztem p o l i m e r y z a c j i grup metylowych.
Następuje więc wzrost stopnia usieciowania: tak więc w toku produkcji - prasowania tworzywa nie osiąga się pełnego usieciowania, i to m.in. jest przyczyną uzyskania nieoptymalnych charakterystyk eksploatacyjnych;

Zestawienie pasm absorpcji w podczerwieni żywic fenyloformaldehydowych prasowanej oraz wygrzewanych po prasowaniu
Próbka	Z a k r e s cm^-1
1. Wzorcowa bez wygrzewania	435	460, 550, 605
	pierścień aromatyczny	wiązania eterowe
	735, 770	830, 860, 880
	grupy metylenowe	pierścień aromatyczny
	970, 1020, 1080	1145, 1170
	grupy metylowe	wiązania eterowe
	1210, 1280	1610, 1660
	grupy metylowo-fenolowe	woda związana
2. Wygrzewana 2 godziny	435 s, 460 s, 550 m, 605 m, 770 s, 850 m, 880 s, 970 s, 1020 s, 1080 s, 1160 m, 1170 m, 1172 m, 1210 s, 1280 s, 1605 m.
3. Wygrzewana 5 godzin	435 s, 460 s, 550 m, 605 m, 740 s, 770 s, 850 m, 880 s, 970 s, 1020 s, 1080 s, 1160 m , 1210 s, 1280 s, 1605 m.
4. Wygrzewana 10 godzin	435 s, 460 s, 550 m, 605 m, 740 s, 770 s, 850 m, 880 s, 970 s, 1020 s, 1160 m, 1210 s, 1280 s, 1610 s.
Oznaczenia:	s - silne pasmo absorpcji, m - słabe wykształcenie pasma.

badań zjawiska chemisorpcji żywicy na azbeście w wyniku procesu wygrzewania.
U podstaw badań leżało założenie, zgodne z teorią chemisorpcji: jeśli proces prasowania /wygrzewania produkcyjnego/ był zbyt krótki, mogło nie zajść do końca "wysycenie" możliwości chemisorpcyjnych żywicy na azbeście co naturalnie doprowadziło do uzyskania nieoptymalnego tworzywa z określonego tłoczywa.
Proces chemisorpcji zachodzi wyraźnie zawsze z efektem egzotermicznym, za wyjątkiem ostatniej fazy wysycania wiązań dla osiągnięcia której potrzebne jest doprowadzenie ciepła. Wobec tego przy wygrzewaniu /powolnym podnoszeniu temperatury próbki/ powinno zaistnieć w temperaturze ok. 150°C przyspieszenie wzrostu temperatury /wydzielanie ciepła/ a w temp. ok. 210-280 - spóźnienie wzrostu temperatury /pochłanianie ciepła dla zajścia ostatniej fazy powstawania wiązań chemisorpcyjnych żywicy na azbeście/. Eksperyment, opisany w publikacji*, dowiódł tego w sposób jednoznaczny, jak to wynika z załączonego rysunku /1.3/.

Wykrycie faktu i wyjaśnienie mechanizmu możliwości zoptymalizowania własności cierno-zużyciowych tworzyw ciernych, sztucznych, poprzez obróbkę cieplną, są oryginalnym dorobkiem polskiego trybologa.

Rys. 1.3.Temperatura tworzyw przy wygrzewaniu : 1- próbka badana, 2 - ośrodek /także próbka wzorcowa w pełni usieciowana/

2. UWAGI O HIPOTEZACH TARCIA TWORZYW CIERNYCH

Problemami zakresu stosowalności i wiarygodności hipotez tarcia zewnętrznego tworzyw ciernych zajmuje się literatura światowa dotychczas bardzo rzadko. Jedynie niektóre prace Kragielskiego poruszają i bardzo zresztą ogólnie problemy przydatności jednej z trzech hipotez, stosowanych dla tarcia zewnętrznego metali: mechanicznej, molekularno-mechanicznej i molekularnej. W praktyce jednak przeważa ogólny pogląd, że istnieje tutaj zarówno oddziaływanie mechaniczne w klasycznym tego słowa zrozumieniu /pokonywanie mikrochropowatości i chropowatości powierzchni, zaczepianie wierzchołków nierówności trących partnerów o siebie, nawzajem/ jak i w specyficznym: wysoka cierność pary tłumaczy się powszechnie faktem wielokrotnego głębokiego przedeformowywania tworzywa ciernego sztucznego, co stwarza dodatkowe o p o r y tarcia, wpływając na wyraźne podwyższenie współczynnika tarcia pary trącej. Pewnym potwierdzeniem słuszności tej hipotezy jest powszechnie spotykany wzrost wartości współczynnika tarcia w miarę podwyższania w umiarkowanych granicach temperatury warstwy wierzchniej, co jest równoznaczne z wchodzeniem w sferę przedeformowywania głębszych warstewek warstwy wierzchniej; naturalnie wzrost powyżej temperatury początku destrukcji szczególnie lepiszcza, jest na ogół czynnikiem powodującym malenie cierności pary.

Wszystkie te rozważania są jednak oparte o dedukcje logiczne, bez przytaczania dowodów bezpośrednich i bez uzasadnienia matematycznego. Tworzywa cierne sztuczne jak na razie nie poddają się żadnym regułom gry, którym już dość precyzyjnie w sensie teorii podporządkowujemy procesy i zjawiska tarcia tworzyw metalowych.

Znane hipotezy tarcia zewnętrznego bazują przede wszystkim na tarciu metali, co umożliwia w pewnym stopniu fakt wysokiego poziomu nauk podstawowych głównie fizyki metali, a także daleko zaawansowana fizyko-chemia powierzchni. Gorzej znacznie jest z tworzywami sztucznymi i teoria tarcia tych tworzyw chociażby z tego względu, że przebieg zjawisk cieplnych determinujących przebieg /i kształt/ charakterystyki cieplnej tarcia oraz mechanizm zjawisk przy tarciu tego specyficznego materiału, jest skrajnie inny niż w przypadku tworzywa klasycznego, metalu. Tutaj np. wysoka cierność metali przy tarciu fizycznie suchym tłumaczy jednoznacznie /przynajmniej dość jednoznacznie/ teoria adhezyjnego sczepiania i zrywania mostków sczepień, zaś np. wysoka cierność pary staliwo-żeliwo oprócz zjawisk adhezyjnych, duża kruchość żeliwa i duży w związku z tym udział czynnika mechanicznego zaczepiania chropowatych nierówności.

W nauce o tarciu duże uwagi poświęca się problemowi antycierności i cierności tworzyw. Antyciernym tworzywem /np.Fiedorenko [2] / stawia jednoznacznie wymagania dużej odporności na płynięcie plastyczne, a także, obok innych cech, wymaganie dużego przewodnictwa cieplnego. Takimi własnościami nie dysponują na ogół tworzywa sztuczne /polimery lub wiązane polimerami/, nie mówiąc już o skrajnej odmienności ich budowy od budowy metali. Trudno zatem mówić dzisiaj o tarciu zewnętrznym tworzyw sztucznych w klasycznym pojęciu tego słowa. W przypadkach technologicznych skojarzeń jest to już w tak dużym stopniu farcie wewnętrzne w dość grubej warstwie wierzchniej, że trudnym jest przyporządkowywanie praw tarcia takich skojarzeń klasycznym hipotezom tarcia zewnętrznego. Tutaj jedynie przyjmować można, że - jak u wszystkich par trących, siła tarcia jest proporcjonalna do nacisku i współczynnika tarcia, który jest po prostu stosunkiem arytmetycznym siły tarcia do obciążenia normalnego: to prawo /Amontonsa/ służyć może jedynie do oznaczeń wartości jednej z trzech wielkości wchodzących we wzór przy dysponowaniu dwoma pozostałymi, ale nie wyjaśnia bynajmniej mechanizmu tarcia. Tworzywa cierne poddają się także ogólnym regułom powstawania przyczyny tarcia; przy dostatecznie wysokiej temperaturze lepiszcza w najlepszym przypadku zwęgla się - co powoduje przejście od "cierności" do tarcia wewnętrznego /płynnego/ w fazie stałej, przynajmniej we fragmentach.

Tworzywa cierne pracują przy bardzo ostrych warunkach i z reguły tarcie ich jest tarciem patologicznym [3]. Jedną z ważniejszych cech tych tworzyw - wskaźników cierności - jest duża jednostkowa wartość pracy tarcia, co wiąże się z wydzielaniem ciepła i nagrzewaniem do bardzo wysokiej temperatury warstwy wierzchniej.

Wywołuje to drastyczne zmiany składu chemicznego, struktury i stanu naprężeń, co prowadzi do znacznych zmian własności warstwy wierzchniej, do małej stabilności współczynnika tarcia, dużego niszczenia materiału warstwy wierzchniej i naruszania geometrii /i jakości/ powierzchni tarcia. Przebiegi tarcia są wybitnie niestacjonarne. Dla opisania tego typu tarcia przydatna może być chyba jedynie hipoteza czwartej rodziny - hipoteza energetyczna [3].

przy tarciu zewnętrznym normalnym istnieje równowaga dynamiczna między procesami tworzenia struktur wtórnych, a procesami niszczenia powierzchni i warstwy wierzchniej; współczynnik tarcia zmienia się skokowo przy naruszeniu tej równowagi;
istnieje transformacja pracy mechanicznej w energię procesów wewnętrznych;
istnieje bilans energetyczny procesów tarcia zewnętrznego, zgodny z I. zasadą termodynamiki;
uniknięcie teksturowania warstwy wierzchniej /szczególnie przy tarciu technicznym" jest niemożliwe;
istnieje praca szeregu więzów /równoznaczne z działaniem sił tarcia/ tarciowych, kwalifikujących się do kilku grup:
1. w obszarze gazohydrodynamicznym /dotyczy to także warstewki adsorbowanej/ :
  1. T₁ wewnętrznym tarciem w warstwie granicznej oraz w cienkiej warstwie przy powierzchni,
  2. T₂ poślizgiem quasihydrodynamicznym;
2. w normalnym procesie tarcia zewnętrznego:
  1. T₃ poślizg warstwy granicznej,
  2. T₄ teksturowanie przypowierzchniowe /nm/;
  3. T₅ procesy sprężysto-drganiowe ww.,
  4. T₈ współoddziaływanie molekularne pól faz stałych /Van der Valsa/,
  5. T₁₀ zewnętrzna dyssypacja energii,
  6. T₉ mechanizm uszkodzeń przez nagromadzenie uszkodzeń i dyspersję struktur wtórnych;
3. w patologicznym procesie tarcia:
  1. T₆ deformacja makroskopowa ww. /składowa mechaniczna/,
  2. T₇ niszczenie połączeń dyfuzyjnych /składowa adhezyjna/,
  3. T₈ , T₉ różne mechanizmy niszczenia makroskopowych objętości ciała w.w.

W procesie tarcia normalnego istnieje obiektywna możliwość opisania teoretycznego współzależności między poszczególnymi wielkościami /parametrami/. W procesie tarcia patologicznego /a takim jest jednak w zasadzie tarcie tworzyw ciernych/ opisanie takich współzależności jest niemożliwe /być może, przy obecnym stanie wiedzy/.

Istota hipotezy energetycznej została podana przez Kuźniecowa , a rozwinięta przez cały szereg badaczy. Wg tej hipotezy cała praca tarcia idzie na kształtowania nowej powierzchni tarcia, z czego wynika, że:

µ = T/N = (C • M • s/ (N • d)
gdzie:
C - współczynnik zależny od rozmiarów cząstek zużycia,
M - masa zużytego materiału,
s - energia przypadająca na jednostkę powierzchni tarcia,
d - gęstość materiału pary trącej.

Wg tej hipotezy nie można fizyki i mechanizmu tarcia zewnętrznego rozpatrywać w izolacji od jego skutków /form i cech zużycia/.
Analiza powyższych rozważań została podana w szeregu publikacji [3]. Podamy jedynie, że a/ większa część pracy tarcia idzie na odkształcanie materiału warstwy wierzchniej, b/ znikoma część energii jest rozproszona: rozproszenie jest stosunkowo większe przy naruszaniu normalności procesu tarcia.

Kostecki [4] sformułował ogólną formułę hipotezy energetycznej tarcia zewnętrznego :

E_T = Q + E_sm + DE_we + DE_p + E_d
gdzie: E_T - praca sił tarcia, Q - ciepło wydzielone przy tarciu, E_sm - praca przesunięć i poślizgu warstwy granicznej, DE_we - przyrost energii wewnętrznej metalu, DE_p - przyrost energii powierzchniowej, E_d - energia rozpraszana /zewnętrznie/.

Każdy składnik tej formuły związany jest ze ściśle określony procesem, tzn. odzwierciedla pracę, traconą na pokonanie odpowiednich więzów tarcia /normalnego/. Oznacza to, że siła tarcia jest operatorem szeregu parametrów:

/27/

Kolejnym członom w tym wzorze odpowiadają określone więzy tarciowe. Indeks "n" wskazuje na to, że zależność słuszna jest dla tarcia normalnego.

Jak wspomnieliśmy, tarcia tworzyw ciernych, szczególnie sztucznych , nie można traktować jako tarcie w pełni normalne : zachodzą przecież w tym tarciu pewne jakoby patologiczne cechy, jeśli nawet pominąć fakt głębokiego naruszania ww., takie jak np. głębokie wyrywanie, głębokie przedeformowywanie, metalizowanie /skokowa zmiana wartości współczynnika tarcia w pewnej strefie/. Jednak, jeśli potraktować tarcie tworzyw ciernych w skali i czasie "makro" - to i tutaj istnieje "stacjonarność" procesów i równowaga między - już teraz mówiąc prostym językiem - narastaniem zmian w głąb warstwy wierzchniej a intensywnością ubytku materiału. Jedynie w "mikroprocesach" stacjonarności tej nie daje się wyraźnie zauważyć.

Jak wynika z powyższych rozważań /także i rozważań dotyczących popularnie opisanych cech szczególnych tarcia tworzyw ciernych/ drastyczne zmiany struktury, temperatury, wielokrotne przedeformowywanie materiału, głębokie itp., opisane hipotezą jakąkolwiek ze znanych, poza być może energetyczną ma nikłą szansę powodzenia. Złożoność zjawisk przy tarciu tworzyw ciernych /para cierna/ poglądowo przedstawia schemat 1. Jak wynika z analizy zjawisk i analizy zależności i Kuźniecowa i Kosteckiego,

Rys. 1. Schemat zależności pracy tarcia od procesów przebiegających w roboczych warstwach trących, ciernych

siła tarcia /opory tarcia/ będzie zawierała głównie tylko trzy więzy składowe:

T_{tw. ciernych} = T₄ + T₅ + T₈
gdzie zgodnie z wcześniejszymi obliczeniami :

T₄ -
więzy dotyczące procesu teksturowania powierzchni i w.w.,

T₅ -
sprężysto drganiowe procesy w warstwie wierzchniej,

T₈ -
molekularne oddziaływania pól faz stałych /także pewien sens hipotezy molekularnej !!/,
Można by przypuszczać, że w grę wchodzić mogą jeszcze:

T₇ -
niszczenie więzów dyfuzyjnych, jednak chyba wyłącznie wówczas gdy do takiej "jednoimiennej" adhezji może dojść /możliwe raczej przy parze ciernej metalowej staliwo-żeliwo/,

T₉ -
niszczenie makroobjętości materiału warstwy wierzchniej, raczej jedynie przy gwałtownym naruszeniu warunków quasi trwałego tarcia /uznać trzeba, że wielokrotne przedeformowywanie wg Kragielsklego nie jest niszczeniem makroobjętości w pełnym słowa tego znaczeniu.

Niestety nie ma dokładniejszych - w literaturze - analiz słuszności tak sformułowanej hipotezy /propozycji zależności od określonych więzów/ energetycznej dla par ciernych. Jedynie Kragielski próbował wyjaśnić pewne mechanizmy tarcia: stwierdził m.in., że w zasadzie brak tutaj adhezji, ale jednocześnie stwierdził, że nie istniała stacjonarność warunków tarcia i że wobec tych faktów mogą istnieć zjawiska quasiadhezyjne, występujące na razie w bliżej nieokreślonych sytuacjach.

W sumie należy stwierdzić, że aczkolwiek istnieją przesłanki do formułowania ogólnej hipotezy tarcia suchego tworzyw ciernych w oparciu o hipotezę energetyczne, to brak na razie jakiegokolwiek niemal dorobku w tej dziedzinie, brak potwierdzenia eksperymentalnego prawdopodobieństwa słuszności takiego formułowania hipotezy, i brak niestety prowadzenia badań w tym kierunku [3]. Wstępne przygotowania eksperymentu z tego zakresu, które miały by poprzeć ewentualną słuszność przyjęcia tylko określonych więzów, jako więzów decydujących w procesie tarcia par ciernych, jako zaledwie zarysowane i stanowczo przedwcześnie jest o nich mówić, a już stanowczo wróżbiarstwem byłoby przewidywanie efektów takich badań.

Literatura:

Kragielski I. W. - Trenije i iznos. - Moskwa, "Maszinostrojenije", 1968.
Fiedorczenko I. M. - Probliema antifriktionnych matieriałow w sowromiennoj technikie. - W sbornikie: "Powiższenije iznosostojkosti i sroka służby maszin" - t. III, Kijów, Izd. NTO Maszprom, 1966.
Janecki J. - Krytyczny przegląd hipotez tarcia suchego oraz ich fizyko-mechaniczne uzasadnienia.- Materiały IV.Szkoły Trybologicznej - Złoty Potok.
Kostecki W. I. - Trenija, iznos i smazka w maszinach - Izd. Technika. Kijew, 1970r.

3. TWORZYWA O PODWYŻSZONEJ CIERNOŚCI PRZY PRACY W OŚRODKU CIEKŁYM

Problem drogi hamowania /a także niezawodnego przenoszenia energii przez sprzęgło - element cierny/ jest nadal problemem nr 1 w kształtowaniu własności tworzyw ciernych, szczególnie hamulcowych, dla pojazdów mechanicznych. W przypadku pojazdów terenowych zadawalają optymalne osiągnięcia w kształtowaniu tworzyw ciernych jedynie w pewnym stopniu. Tworzywa te wykazują małą skuteczność hamowania w przypadku powszechnie spotykanej pracy pojazdu w wodzie, przy poruszaniu się przez płytkie przeszkody wodne i przez teren, pocięty miejscami podmokłymi. Wówczas, jak pokazuje praktyka, para hamulcowa /a niekiedy i sprzęgło suche !!!/ pracuje niemal w ciągłej styczności z wodą, co prowadzi w znacznym stopniu do istnienia tarcia mieszanego, a w każdy razie - innego niż normalnie suche w parze ciernej. Stad też oryginalne zresztą polskie poszukiwania sposobów podwyższenia takiej "okazyjnej" cierności tworzyw hamulcowych, sztucznych.

Badania nad rozwiązaniem tego problemu wszczęto w WAT /Katedra Eksploatacji Pojazdów Mechanicznych/ w latach 62- 63 we współpracy z Zakładami Chemicznymi w Boryszewie. Analiza warunków pracy oraz studia literaturowe i badania własne tworzyw hamulcowych, sztucznych, dowiodły, że nie wystarcza dla zrealizowania celu badań podwyższyć cierność tworzyw przez zwiększenie ilości klasycznych "ciernych" napełniaczy, ale że trzeba zastosować napełniacz mineralny o dużej kruchości i twardości, tworzący na powierzchni tworzywa ciernego swoistą "szczoteczkę" cierną, która by wchodziła we współpracę z metalem przeciwpartnera /bęben/ nawet wówczas, gdy powierzchnie trące omywane będą wodą. Świadomie naturalnie badacze szli na kompromis - zwiększenia zużywalności przeciwpartnera metalowego.

Zastosowano w wyniku wielu badań napełniacz w formie proszku /piasku/ elektrokorundowego /Janecki, Spaliński [1] - [2]/, optymalizując jego ilość i przeciętne rozmiary cząstek elektrokorundu. Wyniki badań opisane w szeregu publikacji, m.in. w [1], [2]. Dobroć tworzywa z dodatkiem elektrokorundu zaszyfrowanego na rys. 2.1 symbolem P-12/ w porównaniu do innych stosowanych tworzyw nie ulega wątpliwości. Podwyższono jego przeciętną cierność - i - co ważne - stabilność charakterystyki ciernej /co ma znaczenie szczególne/. Przy pracy "na mokro" cierność tworzywa spadła o ok. 20 % - podczas gdy tworzywa z dodatkiem kauczuku /AKF/ traciły tę cierność w 60-70-ciu %, a tworzywa bezkauczukowe, ale i bez elektrokorundu, traciły ją w ok. 40-tu procentach /dla określonych warunków badań na stanowiskach badawczych/. Pomiary drogi hamowania samochodów i badania eksploatacyjnej skuteczności hamowania potwierdziły ogólnie wyniki badań laboratoryjnych. Niestety, wspomnieć o tym należy, odporność na zużycie przeciwpartnera spadła o niemal 30 %. Ten fakt stał się bodźcem do poszukiwań dalszych: a/ w WAT K. Spaliński - do optymalizowania ilości i jakości domieszki ciernej - elektrokorundu /uzyskano dalsza dość pokaźna optymalizację tworzywa na tej zasadzie/,

Rys. l. Zależność współczynnika tarcia tworzyw: P-12, P-11, AK, AKF od wartości temperatury /pomiar temperatur warstwy wierzchniej próbki w odległości l ±0,1 mm od powierzchni tarcia/ bęben podgrzewany stałym naciskiem próbki dodatkowej.

oraz b/ w WITPiS w latach 1968-74/ Banaszkiewicz, Janecki /3/ /. W WITPiS podstawowym kierunkiem badań nad uzyskiwaniem tworzywa ciernego o podwyższonej cierności stał się - po niezadowalających nas próbach badań nad doborem skuteczniejszego rodzaju i ilości korundu czy elektrokorundu - kierunek próby zastosowania ciętego włókna szklanego - o dużej cierności, stosunkowo dużej łamliwości, ale jednocześnie dużej wytrzymałości na zrywanie. Uzyskano w ten sposób tworzywo o podwyższonej udarności, jednocześnie wyższej elastyczności dużej cierności i przy pracy na sucho i przy pracy w wodzie. Jednocześnie pokaźnie obniżono zużywalność przeciwpartnera metalowego - bębna /samochód rodziny STAR/, doprowadzając go do stanu, na którym można było zachować proporcje żywotnościowe: 1 bęben na co najmniej 3 zmiany nakładek hamulcowych /przy tworzywie z elektrokorundem bęben wytrzymywał zwykle współpracę z dwoma kolejnymi kompletami nakładek hamulcowych/. Orientacyjne wyniki badań pokazują rys. rys. 2-4.

Rys.2. Zależność współczynnika tarcia od temperatury /aparat I-47/ dla tworzyw AKF; P-12n; P-12w; VIII.

Rys. 3. Zależność współczynnika tarcia od temperatury /aparat I-47/ dla tworzyw AKF; P-12w; VIII.

Rys. 4. Zużycie liniowe nakładek i bębnów na samochodzie Star 660 po przebiegu 10 000 km.

Należy wspomnieć, że wyniki badań laboratoryjnych, na których przeplatały się elementy trybologii i inżynierii materiałowej, zostały w pełni potwierdzone przez badania eksploatacyjne, a wyniki tych ostatnich badań wdrożono do produkcji i eksploatacji. -Stworzenie tworzywa o podwyższonej cierności przy pracy w wodzie jest w sunie osiągnięciem, nie wykazywany przez literaturę krajowa ani też zagraniczne. Wyniki naszych obserwacji dowodzą, że w przypadkach pojazdów z nakładkami hamulcowymi wykonywanymi za granicę dla pojazdów terenowych - nie stosuje się nakładek z tłoczywa o podwyższonej cierności. Tak więc należy te badania i ich efekty uznać za pionierskie - i za oryginalne osiągnięcia badawcze.

Literatura

J. Janecki, K. Spaliński: Badania własności ciernych i wytrzymałości powierzchniowej niektórych organicznych tworzyw hamulcowych. Zagadnienia Tarcia, Zużycia i Smarowania, Z.3 /67 r.
J. Janecki, K. Spaliński: Eksploatacyjne badania własności ciernych organicznych tworzyw hamulcowych. Mat. Sympozjum Tarcie i zużycie tworzyw ciernych, WAT-KB Masz. PAN, W-wa, 1967 r.
S. Banaszkiewicz, J. Janecki, St. Zawalski: Opracowanie tworzywa na nakładki hamulcowe samochodu terenowego, o podwyższonej cierności przy pracy w wodzie. WITPiS, sprawozdanie z pracy n. - b., 1975 r.
/także: Niektóre aspekty badań nad ulepszaniem fenoloformaldehydowych tworzyw ciernych. Zagadnienia tarcia, zużycia i smarowania. Zeszyt 12/ 1972.

4/ PROBLEM DOSKONALENIA TWORZYW CIERNYCH HAMULCÓW TARCZOWYCH

Duże energie hamowania, wynikłe z dużych maksymalnych szybkości pojazdów, spowodowały konieczność poszukiwań w ostatnich latach skuteczniejszych niż dotychczas stosowane tworzyw ciernych, wiązanych lepiszczem organicznym /polimery/ przeznaczonych dla skutecznych hamulców tarczowych. Dla tych hamulców stosowanie tworzyw z lepiszczem-kauczukiem jest naturalnie nie możliwe; wysokie temperatury w końcu hamowania pojazdu, nierzadko przekraczające tysiąc stopni Celsjusza, wymagają stosowania lepiszcz o wysokiej odporności termicznej oraz takich, których chemisorpcja na azbeście daje trwałe, odporne na temperaturę połączenie /nie negując także wartości chemisorpcji na innych napełniaczach/. Niezależnie od tego konieczne jest także stosowanie innych /obok klasycznych/ napełniaczy, które powodują w sumie: zwiększenie wartości współczynnika tarcia, stabilność charakterystyki ciernej z temperaturą oraz mały ubytek wagowy w procesie tarcia /stabilność masy tworzywa/.

docelowo - stworzenia skutecznego tworzywa, co najmniej tak skutecznego jak Textar czy Jurid / których pewne szczegóły produkcji okryte są tajemnicą/.
dla osiągnięcia tego, poszukiwać właściwych lepiszczy, nowych napełniaczy oraz właściwych proporcji składników i warunków produkcji.

Wszczęte zatem poważniejsze badania, także podstawowe. Poza problemami związanymi z wyborem napełniaczy i lepiszcz, pozostawał do rozstrzygnięcia problem świadomego doboru składników tak, by już na tym etapie mieć w przybliżeniu rękojmię uzyskania tworzywa o znanej, należytej charakterystyce. Zajęto się zatem badaniami mającymi na celu:

wstępne określenie przydatności poszczególnych składników - na zasadzie określenia ich odporności na temperaturę /w sensie ubytku masy/ - przez ocenę deriwatograficzną;
określenie charakterystyk tarciowych wybranych składników w połączeniach 2-3 składnikowych /azbest-lepiszcze + badany napełniacz ;
określenia charakterystyk tarciowych tworzyw 4,5 ... wieloskładnikowych.

Powszechnie stosowane w tworzywach hamulcowych są żywice fenolowo-formaldehydowe. Jednak temperatura destrukcji termicznej tych żywic jest stosunkowo niska /200 - 300°C/. Dlatego też podjęte próby modyfikowania tych żywic, zarówno melaminą /tworzywo termoutwardzalne/ jak i polimerami termoplastycznymi /np. poliakrylonitryl/, takimi, których temperatura topnienia leży bezpośrednio blisko temperatury zwęglania. Poliakrylonitryl modyfikowany żywicą fenolowo-formaldehydową, w procesie tarcia usieciowuje się w sposób drobinkowy; - a więc następuje wyraźne ulepszenie, wzmocnienie warstwy wierzchniej.
Osiągnięcia w dziedzinie doboru i modyfikowania żywic podano w publikacjach [1], [2], [3], [4] ; charakterystyki podstawowych żywic pokazano na rys. l, na rysunku tym brak charakterystyki poliakrylonitrylu której zdjęcie jest bez wymieszania polimeru z odpowiednim napełniaczem /-ami/ jest bardzo trudne /charakterystykę tworzywa poliakrylonitrylowego pokazano na rys. 2/. Uderza wyjątkowa stabilność charakterystyki tego tworzywa i brak jakichkolwiek śladów destrukcji termicznej do temperatury rzędu 800-900 °C.

Wspomnieć trzeba, że zaadaptowano do wstępnej oceny przydatności zarówno żywic jak i napełniaczy, metodę deriwatograficzna, która pozwala Jednocześnie wytypowywać składniki o pozytywnych i zadawalających własnościach, na podstawie oceny ubytku masy. Przykład takiego deriwatogramu dla tworzywa dwuskładnikowego siarczan baru-łupek mielony pokazano na rys. 2.
Jak widać, ubytek przy temperaturze 1000 °C wynoszący zaledwie 2,7 % masy, mówi o pełnej przydatności tych składników - jako elementów składowych tworzywa ciernego hamulców tarczowych. Tak mały ubytek jest równoznaczny z dużą odpornością termiczną tworzywa oraz z dobrymi własnościami antyściernymi /naturalnie w masie tworzywa, w połączeniu z odpowiednim lepiszczem/. Wspomnieć trzeba, że dla lepiszczy ubytki masy są większe już przy niższych temperaturach, dla najlepszych żywic, będących wynikiem badań WITPiS, są one znikome do

Rys. l. Poglądowe zestawienie charakterystyk tarciowych żywicy opracowanej /rezomel/ z klasycznymi:
l - Nowolak nr 18,
2-Nowolak FK,
3 - Pololit Z,
4-2ywica BA,
5 - Rezomel.

temperatury rzędu 350°C, dopiero m. in. chemisorpcji żywicy na napełniaczach, jak również synergizm składu - zapewniają małe ubytki masy całego tworzywa przy wysokiej temperaturze, o wysokości której decyduje jednak raczej zespół napełniaczy o wysokiej odporności termicznej.

Rys. 2. Deriwatogram mieszaniny: siarczan baru - fyllit (łupek mielony).
Naważka: 5 x 450 mg; DTA-1/10, DTG-1/10, TG-200 mg, T-1000 c,d - 10°/min.

W badaniach stwierdziliśmy, że klasyczne napełniacze bez napełniaczy dodatkowych dają w efekcie tworzywo o niezbyt wysokich własnościach. W pracach nastawiono się zatem na badania składu jakościowego, ale i ilościowego napełniaczy. M.in. zbadano /a później zastosowano/ łupek mielony niestosowany w tworzywach hamulcowych, a także zastąpiono klasyczne opiłki mosiężne brązem. Dało to w efekcie wysokie własności cierne i termiczne tworzywa końcowego.
Charakterystyki niektórych tworzyw, także w tym tworzywa opatentowanego przez nas /ZK-6-19/, zawierającego i łupek mielony i brąz /także szereg klasycznych napełniaczy/ pokazano na rys. 3.

Rys.3. Zależność współczynnika tarcia od temperatury różnych tworzyw hamulcowych:
1-żywica + azbest = ZK-2,
2-żywica + azbest+brąz = ZK-I-4,
3-żywica + azbest +brąz + łupek mielony = ZK-II-6,
4-źywica+azbest+ brąz+łupek mielony + baryt = ZK-III-9,
5-żywica +azbest +brąz+łupek mielony+baryt + czerwień żelazowa = ZK-IV-12,
6-składniki j.w. + sadza = ZK-V-15;
7- ZK-VI-19,
8-ZK-VI-20.

Przeprowadzono także prace, które miały na celu stworzenie charakterystyk tworzyw dwu składnikowych, co pokazano na rysunkach 4 i 5. Mieszano w odpowiednich proporcjach lepiszcze oraz dany napełniacz prasowano i dokonywano badań szczególnie charakterystyki tarciowej /także i inne badania uzupełniające/.

Rys. 4 Zależność współczynnika tarcia (M) układów dwuskładnikowych od temperatury; p = 10 kC/cm²; V = 9 m/s;
3 - opiłki ołowiane;
4 - opiłki brązu;
5 - opiłki mosiężne;
8 - proszek żeliwny;
9 - proszek stalowy;
12 - opiłki cynku;
16 - sadza HAF;
17 - grafit.

Rys. 5. Zależność współczynnika tarcia (M) badanych układów dwuskładnikowych od temperatury; p - 10 kG/cm²; v = 9 m/s;
l - korund;
2 - węglik krzemu;
6 - czerwień żelazowa;
7 - łupek mielony;
10 - talk;
11 - kreda;
13 - baryt;
14- azbest;
15 - mika

Dalsze próby dowiodły, że na podstawie takich charakterystyk, uzupełnionych pewnymi danymi dotyczącymi tworzyw trójskładnikowych /prasowanych z azbestem/ można na zasadzie addycji i uśredniania określić niezbędny skład tłoczywa dla uzyskania tworzywa o żądanej charakterystyce. Tę oryginalna metodę kształtowania zadanych własności tworzywa wypróbowano z powodzeniem i zastosowano zarówno przy ukształtowaniu opatentowanego tworzywa 2K-VI-19. jak i przy kształtowaniu tworzyw dla trakcji kolei górniczych, a ostatnio w rozwojowej pracy nad stworzeniem tworzywa na hamulce tarczowe dla kolei szybkich [5].

w strefie wdrażania - opracowania utylitarnego - kształtowania i optymalizowania tworzywa na hamulce kolei szybkich,
w sferze prac podstawowych poszukiwań nad odpowiednimi modyfikacjami substancji wiążących, szczególnie o strukturze drabinkowej - co rokuje w perspektywie nadzieję otrzymania o znacznie wyższej, niż obecnie, temperaturze destrukcji.
w tej samej sferze - prace poszukiwawcze nad tworzywem bezazbestowym, w celu wyeliminowania rakotwórczego azbestu /zresztą importowanego.

Wnioski

W efekcie dotychczasowych prac badawczych uzyskano pewne efekty, które pozwalają na oszacowania dorobku kolektywu WITPiS w sferze trybologii i inżynierii materiałowej tworzy ciernych jako dorobku oryginalnego;

opracowano metodę optymalizowania składu tłoczywa i uzyskiwania zadanej charakterystyki na podstawie addycji i uśredniania charakterystyk dwu i trójskładnikowych tworzyw,
opracowano lepsze tworzywa w wyniku modyfikacji lepiszczy, nie używanych klasycznie, oraz użycia napełniaczy dotychczas niestosowanych, wreszcie w wyniku odpowiedniego doboru jakościowego i ilościowego napełniaczy, w tym także środków smarujących /zmniejszanie drgań i obniżania intensywności mikroskrawania/.
Jedno z tworzyw przewyższających tworzywa produkowane w kraju, opatentowano i uruchomiono produkcję w spółdzielczości.
Umożliwiono prognozowanie charakterystyki tworzywa na podstawie oszacowania przebiegu deriwatografu /zarówno napełniaczy, jak i całego tworzywa/ - jeszcze przed dokonaniem prób tarciowo-zużyciowych, które są jedynie potwierdzeniem tego oszacowania.

Literatura

S. Zawalski - Optymalizacja tworzywa na nakładki hamulca tarczowego samochodu. Praca doktorska, Politechnika Poznańska, 1974 r.
T. Jakubiuk, J. Janecki, S. Zawalski: Badania nad optymalizacją tworzywa na nakładki hamulców tarczowych. Polimery tworzywa wielkocząsteczkowe. Warszawa. Z. Luty-Marzec-Kwiecień - 1975.
J. Janecki, S. Zawalski - Gestaltung der Reibkunstoffe in Anlehnung an ein neues Füllstoffe. Materiały II. Europejskiego Kongresu Tribologicznego-Düsseldorf, 1977 - Band II/III.
S. Zawalski - Sprawozdanie z pracy nauk.-bad. WITPiS nr 71/Z-7/76 /Archiwum WITPiS/.
J. Szumniak, S. Banaszkiewicz - Dobór tworzywa krajowego na okładziny cierne do hamulca tarczowego pojazdów szynowych. Sprawozdanie 125/2-7/76 /Archiwum WITPIS/.
5/ UWAGI O MECHANIŹMIE METALIZOWANIA TWORZYW HAMULCOWYCH

Przy długotrwałej pracy tworzyw hamulcowych w hamulcach, szczególnie tarczowych, przy wysilonych warunkach tarcia, pojawia się zjawisko częściowej utraty cierności; jak wykazał szereg badań [1, 2] , jest to następstwo zjawiska metalizowania tworzywa ciernego metalem przeciwpartnera. Badania wcześniejsze [3], przy braku w latach 60-tych odpowiednio czułych metod dla identyfikacji tych metalicznych plam; wprawdzie je stwierdzały, jednak nie udowadniały, że jest to metal, i że jest to metal przeniesiony z metalowego przeciwpartnera /tarczy hamulcowej/. Dopiero badania wykonane w latach 70-tych, przy użyciu mikroskopu scaningowego i czułych sond analizujących /także W. Rakowski/ przez S. Ścieżkę [1, 2] dowiodły niezbicie, że jest to metal i to metal pochodzący z przeciwpartnera. Te obserwacje i dowodowe badania należy uznać za oryginalny dorobek naukowy polskiej szkoły trybologicznej.
Analiza literatury dowodzi, że nie zbadano dotychczas wyczerpująco mechanizmu metalizowania. Wydawała się słuszna jedna z dwu hipotez /lub obie/:
1. że jest to następstwo adhezyjnego sczepiania jednoimiennych metali /żelaza/ zawartych w tworzywie ciernym /azbest, czerwień żelazowa, opiłki żelazne/ oraz metalu przeciwpartnera /zwykle tarcza staliwna/; przebieg hipotetycznego przenoszenia tłumaczy wówczas teza Bowdena o sczepianiu i zrywaniu mostków sczepień z przenoszeniem cząstek często wyrwanych z np. metalu na powierzchnię /warstwę wierzchnią/ tworzywa ciernego;
2. że jest to następstwo zwykłego mechanicznego oddziaływania procesu ścierania i wykruszania cząstek żelaza z przeciwpartnera i wtłaczania ich, a następnie rozmazywania na powierzchni /w warstwie wierzchniej/, lub też namazywania mechanicznego na powierzchni tworzywa ciernego wierzchołków nierówności przeciwpartnera, nadtopionych w wyniku wysokiej temperatury.
O ile by słuszna była hipoteza pierwsza - to można by zjawiska metalizowania unikać, przynajmniej w skali makro, przez wyeliminowanie ze składu tłoczywa ciernego napełniaczy żelaznych lub zawierających żelazo w dużych ilościach /np. czerwień żelazowa; azbest zawiera znikome ilości związków żelaza/. Jeśli słuszna jest hipoteza druga- nie można wyeliminować zjawiska droga składu tłoczywa ciernego, a jedynie przez unikanie skrajnie wysilonych warunków pracy /problem odpowiedniego konstruowania, obniżania nacisków jednostkowych, formowania wytrzymałych partnerów/ odpornych na destrukcje temperaturowe, /wprowadzanie lepszych warunków chłodzenia hamulców/.
W związku z tym przeprowadzono badania, związane z poszukiwaniem dowodów jednej z omówionych hipotez. Zastosowano [4] dla badań tarciowych takie materiały partnerów trących, by wykluczyć powinowactwo chemiczne między ich składnikami. Tworzywo cierne pozbawiono wszelkich składników metali kolorowych, zaś tarczę hamulcowe wykonano z mosiądzu. Na stanowisku badawczym w WITPiS zaaplikowano takie warunki badań, przy których w badaniach klasycznych skojarzeń występowały wyraźne oznaki metalizowania.
Badania, wykonane na mikroskopie scaningowym oraz mikroanalizatorze Rtg wykazały jednoznacznie istnienie plam /warstewek/ metalu na powierzchni tworzywa ciernego /rys. 1 i 2/, przy czym stwierdziły jednoznacznie, że są to plamy mosiądzu przeciwpartnera /określono obecność miedzi i cynku/.

Rys.1 Wtrącenie metalu na roboczej powietrzni tworzywa ciernego. Obraz w elektronach odbitych BEJ. Pow. x 1000

Rys.2 Intensywność rozłożenia miedzi wtrącenia metalu pokazanego na rys. 1. Mikroanalizator RTG. Pow. x 1000 MAR.

Powyższe badania są jednoznacznym dowodem na to, że słuszna jest hipoteza 2 - mówiąca o metalizowaniu w wyniku zwykłych mechanicznych działań, powodowanych zarówno procesem ścierania /wykruszanie cząstek i ich ugniatanie i rozmazywanie/, jak i efektem nadtapiania wierzchołków nierówności metalowego partnera i rozmazywaniem metalu na powierzchni tworzywa ciernego.
Powyższe należy uznać za oryginalne osiągnięcie polskiej szkoły trybologicznej w zakresie badań mechanizmu określonych zjawisk trybologicznych: w toku są badania, która by uściśliły, które ze zjawisk przenoszenia /nadtapianie czy wykruszanie/ ma decydujące znaczenie przy metalizowaniu tworzywa hamulcowego.
LITERATURA
1. S. Ścieżka: Badania i próby empirycznego zapisu zjawisk cierno-zużyciowych dla tarcia suchego w hamulcach. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn Z.1/17,
2. S. Ścieżka: Problemy hamowania maszyn wyciągowych. Studium ważniejszych zjawisk trybologicznych w parze ciernej: tworzywo hamulcowe - stal. Praca habilitacyjna, Pol. Śląska, 1977. /uwaga: także inne publikacje/.
3. J. Janecki: Wpływ obróbki cieplnej hamulcowych tworzyw fenolowoformaldehydowych na zmiany ich cierności i odporności na zużycie. Biuletyn WITPiS, Z.1/1978.
4. J. Janecki: Uwagi o mechaniźmie metalizowania powierzchni tarcia tworzywa ciernego. Informator WITPiS - Materiały Konf.Nauk.XXX-le-cia WITPiS. 1977.
  Uwaga: także materiały II Europejskiego Kongresu Trybologicznego, RFN. 1977, Band. II/III. str. 37 / 1-37/ 4.
6. NIEKTÓRE PROBLEMY METODYKI BADAŃ TWORZYW CIERNYCH HAMULCOWYCH
Jednym z podstawowych problemów, od których uzależniony jest prawidłowy dobór, wybór i kształtowanie cech tworzyw hamulcowych, jest problem doboru właściwej metodyki i metod oceny rzeczywistych własności tworzyw ciernych. Dotychczas przyjęty był system doboru na podstawie badań próbek na maszynie Kragielskiego /zmodyfikowanej/, zarówno w jednostkach badawczych, jak i w przemyśle /FOC/, a potem niekiedy na stanowiskach bezwładnościowych. Przyjęto tutaj reżim badań - szczególnie uogólnione obciążenia, które należy uznać za łagodne.
Próba hamulców, szosowa i imitacja jej, próba stanowiskowa, są próbami zgodnie z polską normą - łagodnymi, przy których gradient temperatury i maksymalna temperatura, zarówno warstwy wierzchniej jak i objętościowa, są stosunkowo nieduże. W praktyce spotyka się później przypadki utraty zdolności do hamowania pojazdu, szczególnie po dłuższej jeździe w terenie górskim lub nawet miejskiej, przy częstych hamowaniach awaryjnych. Polska norma branżowa określa warunki badań tworzyw na aparacie Ranci /lub Kragielskiego/ przy takich warunkach, w wyniku których temperatura warstwy wierzchniej oscyluje około wartości 100 °C /szczególnie dotyczy to badań odporności na ścieranie/.
Istnieję znaczne różnice w mechaniźmie zużywania przy łagodnych i wysilonych warunkach, wpływających na zjawiska cieplne. Przy łagodnych hamowaniach /odpowiadają one warunkom badań, powszechnie stosowanych/ gradient temperatury warstwy wierzchniej nie jest duży, energie cieplne pochłaniane przez materiał cierny - umiarkowane, występuje b. płytkie przedeformowywania materiału warstwy wierzchniej, a przyrost temperatury "objętościowej" jest znikomy. Nie spotyka się nadtapiania powierzchni i topnienia np. opiłków metalowych /stanowiących często napełniacz/, nie ma także zjawiska metalizowania. Przy wysilonych warunkach pracy hamulca /np. częste hamowanie awaryjne/ sytuacja jest odmienna: występują nawet objawy destrukcji termicznej makroobjętości tworzywa. Wyciągnięto w WITPiS tezę o nieprawidłowościach ocen rzeczywistej przydatności tworzywa ciernego do określonych hamulców na podstawie badań "łagodnych", zalecanych przez PN branżowa i stosowanych powszechnie /uwaga: problem jest istotny przez wszystkim dla hamulców tarczowych pojazdów/.

Rys. 1. Zużycie tworzyw ciernych tartych w warunkach przeciętnych badań / v = 5m/sek/ oraz w warunkach ciężkich / V- 10 m/sek i granicznych /v = 15 m/sek/; Aparat I-47; k - 490 kN/m²
Przeprowadzono badania porównawcze /na stanowisku Kragielskiego oraz na bezwładnościowym/ [1] aplikując przy ustabilizowanej wartości nacisku jednostkowego, trzy wartości prędkości: 5 m/sek /warunki łagodne/, 10 m/sek. /warunki ciężkie/, i 15 m/sek. warunki bardzo ciężkie, odpowiadające /w sensie wydzielania ciepła i wysokości temperatury tworzywa przy tych badaniach/ częstym hamowaniem awaryjnym z dużej szybkości, /nacisk, jednostkowy 490 kN/m²/. Wyniki badań podano na rys. l. Przy reżimie łagodnym temperatura w.w. wynosiła nieco powyżej 100°C, przy warunkach ciężkich sięgała ok. 250°C , co odpowiada w przybliżeniu, w praktyce, warunkom próby hamowania na gorąco wg obowiązującej PN. Natomiast w warunkach ciężkich temperatura przekraczała wyraźnie 400 °C, co w praktyce częstego hamowania samochodu Fiat 125 przy względnie "ostrej" jeździe w mieście jest powszechnie spotykane. Jak widać z rys. l, przy podobieństwie /skład/ dwóch badanych materiałów różnice początkowe są nieduże, a dopiero w bardzo ciężkich warunkach pracy uwypuklają się one ogromne. Praktycznie na podstawie badań prowadzonych w warunkach łagodnych, a nawet ciężkich oba tworzywa zakwalifikować można jako tworzywa o podobnych własnościach; dopiero badania w warunkach wysokiej temperatury pokazuje, że tworzywo oznaczono nr 3 zaczyna wyraźnie destruować /temperatura ok. 450°C/, podczas gdy tworzywo 1 jakoby "stabilizuje" się i jeszcze przy temperaturze rzędu 700°C nie wykazuje oznak destrukcji. Trzeba nadmienić, że istniały przypadki dwóch tworzyw o podobnym składzie, z których tworzywo uznane jako lepsze, na podstawie prób "łagodnych" stawało się wyraźnie "brakiem" przy zastosowaniu ciężkiego reżimu badań.
Jak wynika z powyższego, stosowanie przy ocenie tworzyw na hamulce tarczowe samochodów osobowych warunków badań zgodnych z obowiązującymi normami/branżowymi w zakresie oceny tworzywa i PN w zakresie badań drogi hamowania / jest niezadowalajace i może prowadzić do mylnych, tragicznych w skutkach informacji.
Powyższe dowodzi, że metodyka badań tworzyw ciernych wymaga jednak wyraźnej modyfikacji, także w zakresie warunków ustalanych odpowiednimi normami. Normy te zadawalające dla powszechnie stosowanych w Polsce w latach 60-tych wyłącznie hamulców bębnowych, nie zapewniają formułowania należytych wymagań tworzywom przeznaczonym na hamulce tarczowe. Istnieje jakże dość duża dowolność w budowaniu programu badań testowych okładzin /klocków/ ciernych. Na podstawie szeregu przeprowadzonych badań na rozmaitych stanowiskach badawczych, po konfrontacji wyników z wynikami uzyskanymi w eksploatacji, kolektyw WITPiS [2] zaproponował potraktowanie badań ocenowych przy ustabilizowanej produkcji tworzyw ciernych jako badań testowych, pozwalają one w znacznym stopniu wyeliminować kosztowne i długotrwałe badania eksploatacyjne /chodzi szczególnie o badania trwałościowe/.
Zdaniem naszym badania testowe powinny obejmować następujące próby prowadzone na trzech kompletach okładzin /klocków/, wybranych losowo z danej partii tworzywa:
1. docieranie: cel uzyskanie w 80-ciu %-tach przylegania powierzchni, dla tworzyw współczesnych wymaga to ok. 150 zahamowań przy warunkach obowiązujących dla badań stanowiskowych /stanowisko bezwładnościowe/,
2. pomiary czasu i momentu hamowania w funkcji nacisku /v = const. T_p = 50 °C/,
3. j.w. - w zależności od prędkości,
4. pomiar temperatury okładzin efektu piętnastu kolejnych przyhamować /z prędkości maksymalnej do 0,5 v_max - co 45 sekund/ oraz pomiar czasu i momentu hamowania w wyżej opisany sposób nagrzanych okładzin.
  Próba ta nawiązuje do próby hamowania "na gorąco" wg PN-71/S-47000/,
5. pomiar zużycia obydwu elementów pary trącej w trzech kolejnych seriach zahamowań, składających się każda z 250-ciu hamowań /linowy i wagowy/,
6. dla przypadku hamulców tarczowych - badania jak w p-cie e.) - przy skróceniu czasu przerw /częstotliwość hamowań zdwojona/.
Wydaje się, że tak sformułowane warunki badań testowych pozwalają wystarczająco ocenić jakość tworzyw hamulców i prognozować zachowywanie się ich w eksploatacji.
Literatura :
1. S. Banaszkiewicz, J. Janecki: Badania materiałów ciernych na graniczne warunki eksploatacji: Materiały IV Krajowego Sympozjum Eksploatacji Urządzeń Technicznych, tom 6, Katowice - 1977.
2. J. Janecki, R. Marczak, T. Pasteruk, Testowa metoda oceny jakości eksploatacyjnej pary hamulcowej samochodu na podstawie programowanych badań stanowiskowych.
  Materiały KON-MOT 1977. wyd. Ossolineum.
V. KIERUNKI BADAŃ TWORZYW WYSOKOCIERNYCH
Z punktu widzenia doboru tworzyw niemetalowych lub metalowo-żywicznych, można rozróżnić następujące, uszeregowanie:
1. Wg ilości składników w kompozycie :
  1. tworzywa dwuskładnikowe,
  2. tworzywa trójskładnikowe,
  3. tworzywa wieloskładnikowe;
2. Wg systemu wprowadzonych zmian składu :
  1. stopniowa zmiana jednego składnika w stosunku do drugiego komponentu w kompozycie dwuskładnikowym,
  2. stopniowe, częściowe zastępowanie jednego składnika innym komponentem trój- lub wieloskładnikowym,
  3. dodawanie jednego składnika w różnych ilościach do kompozytu o określonym składzie,
  4. wariancje trzech składników w tworzywie trójskładnikowym.
Większość współczesnych tworzyw ciernych to kompozyty wieloskładnikowe. Dodawanie jednego składnika do tłoczywa stosuje się np. podczas zaburzeń technologicznych, jeżeli zachodzi potrzeba doraźnego wprowadzenia nieznacznych zmian własności tworzywa. Przykładem świadomego komponowania ze względu na cechy, jest badanie kompozytów trójskładnikowych w układzie trójkąta stężeń Gibbsa. Wychodzi się bowiem z założenia, że tworzywo cierne składa się z trzech komponentów : lepiszcza, nośnika włóknistego i modyfikatora własności. Wprowadza się zatem zmianę trzech składników równocześnie. Dzięki temu można wyznaczyć obszary przetwórstwa, w których występują kompozyty o najbardziej przydatnych własnościach. Metoda ta daje pewne wskazówki, jak należy dochodzić do właściwego tworzywa trójskładnikowego w sposób planowy i uporządkowany. Z kolei przy komponowaniu tworzyw wieloskładnikowych, o określonych własnościach, należy brać pod uwagę następujące fakty:
- typowanie określonych składników tworzywa powinno być przeprowadzone na podstawie analizy własności chemicznych i fizycznych różnych substancji chemicznych,
- należy zwrócić uwagę na efekty reakcji chemicznych, które mogą towarzyszyć pracy tarcia oraz na wyniki analizy termicznej,
- należy również rozważyć wpływ komponentów na zmiany w kompozytach dwu-, trój- i wieloskładnikowych.
W ramach eliminacji wstępnych należy dokonać prób sprawdzających oraz analizować te właściwości spoiw tworzyw dwu i trójskładnikowych, które mogłyby być wzięte pod uwagę przy konstrukcji tworzywa zasadniczego.
Przemiany mechaniczno-destrukcyjne, reakcje tribochemiczne oraz termoutleniające prowadzą do zmian fizykochemicznych w warstwie wierzchniej. W procesie tarcia warstwa wierzchnia zużywa się ciągle i na nowo odtwarza. Istnieje hipoteza, że wspólne wartości współczynnika tarcia warstwy wierzchniej mogą być wynikiem wyżarzania lepiszcza i spiekania składników, w wyniku czego warstwa ta zdobywa nowa własności, warunkujące zmiany charakterystyk cierno-zużyciowych.
W szczególnie ciężkich warunkach tarcia zachodzi, prócz destrukcji polimeru, nanoszenie metalu /metalizacja/ na tworzywa, co jest zjawiskiem szczególnie niekorzystnym. Cząsteczki metalu grupują się, następuje "spawanie na zimno", zwiększa się zużycie metalicznego przeciwpartnera. Badania wykazują, że w strefie tarcia powstają mikrokondensatory. Polimery elektrododatnie, np. tworzywo fenolowo-formaldehydowe, podczas tarcia o metal przenoszą swoje produkty destrukcji na przeciwpartnera; przy tarciu o polimer elektroujemny następuje przenoszenie metalu na tworzywo cierne [29].
Wiadomym jest, że dla większości materiałów przy wzroście nacisku bardziej miękkie tworzywo nanosi się na twardsze, następuje dekohezyjna destrukcja.
Zachodzące w warstwie wierzchniej procesy zależą od wydzielającego się ciepła, temperatury kontaktu, chropowatości powierzchni ciernej kontaktujących się elementów i charakteru ich sprzężenia, prędkości, nacisku siły adhezji między metalem a tworzywem, czasu trwania kontaktu i fizyko-mechanicznych własności partnerów [4] . Ze względów przeciwzużyciowych tworzywo cierne powinno mieć na tyle dużą przewodność cieplna, by w pierwszym okresie udar cieplny nie był równoznaczny z destrukcją zbyt grubej warstwy wierzchniej. W związku z wydzielaniem się dużej ilości ciepła podczas procesów tarcia technicznie suchego, które powoduje wzrost temperatury warstwy wierzchniej, zarysowuje się potrzeba wprowadzania do tworzyw ciernych składników powodujących obniżenie temperatury na powierzchni tarcia.
Niezależnie od starannego doboru materiału ciernego, również ważny jest dobór materiału przeciwciernego. Doświadczenia wykazały, że najlepszym materiałem przeciwciernym jest drobnoziarniste żeliwo szare lub żeliwo stopowe. Cechą mającą również istotny wpływ na ostateczną ocenę materiału jest brak tendencji do nagłych skoków wartości współczynnika tarcia. Również zakres odkształceń plastycznych materiału, spowodowanych naciskiem jednostkowym, powinien być względnie mały. Chcąc sprostać wymienionym wymaganiom technicznym, konieczna jest kompleksowa znajomość technologii wytwarzania materiału ciernego oraz wpływ stosowanych surowców na własności gotowego wyrobu.
Metodyka badań wysokociernych materiałów winna być tak opracowana, aby przy najmniejszym wkładzie środków technicznych i pracy twórczej, zapewniała osiągnięcie zamierzonego celu, jakim jest najczęściej uzyskanie nowego materiału o optymalnych własnościach cierno-zużyciowych. Dostosowanie tej metodyki do istniejących warunków, a zwłaszcza posiadanych stanowisk badawczych, często postarzałych jest zjawiskiem niekorzystnym, chociaż dość często praktykowanym ze względu na ograniczone możliwości ekonomiczne i techniczne. Najbardziej ogólny schemat kompleksowych badań materiałów ciernych, uwzględniający zwłaszcza niemetalowe materiały cierne, przedstawia rys. l. W trakcie przygotowania i prowadzania badań należy zawsze uwzględniać najnowsze osiągnięcia ośrodków krajowych i zagranicznych.
Tak przedstawiony schemat ogólny metodyki badań ujmuje w sposób kompleksowy całokształt problematyki badawczej oraz jest uzasadniony ekonomicznie. Większość badań, zwłaszcza eliminacyjnych, na dużej ilości tworzyw, jest prowadzona w skali laboratoryjnej. Dotyczy to zarówno badań pierwiastkowych, prowadzonych na wszystkich tworzywach wytypowanych do badań, jak i badań modelowych, prowadzonych na materiałach, które pomyślnie przeszły przez badania pierwiastkowe. Są to badania najmniej kosztowne i pracochłonne, a dają szeroki pogląd na badane materiały. Badania poligonowe i eksploatacyjno-wdrożeniowe, obejmujące tylko wyselekcjonowaną grupę materiałów o najkorzystniejszych własnościach cierno-zużyciowych, prowadzone są na normalnych pojazdach lub urządzeniach. Taki sposób prowadzenia badań pozwala na uzyskanie materiałów ciernych o optymalnych własnościach na drodze kolejnych eliminacji materiałów o mniejszej przydatności, przy użyciu najmniejszych nakładów finansowych i pracy twórczej. Metody badań pod względem własności fizyko-chemicznych prowadzone są w oparciu o istniejące zasady i normy i nie nasuwają w ich realizacji większych problemów. Natomiast metody badań pod względem własności tarciowo-zużyciowych nasuwają wiele problemów, związanych zwłaszcza ze stanowiskami badawczymi, określeniem parametrów i warunków badań. W zależności od środków badawczych, jakimi dysponujemy w metodach badań, należy uwzględnić m. in. skalę modelu, kształt, powierzchni współpracy, stopień pokrycia, możliwość rejestracji podstawowych i pomocniczych parametrów oraz możliwości obserwacji wzajemnego oddziaływania na siebie. Badania tego typu prowadzone są na różnego rodzaju urządzeniach, jak np.:
- badania zmian zachodzących w elementach ciernych na maszynie Amslera,
- badania na aparacie Grasseli /tarcie o płótno ścierne/,
- badania odporności tworzyw sztucznych na ścieranie w urządzeniu, przy użyciu sprężonego powietrza i piasku /cykliczność tarcia, możliwość ustawienia próbki pod różnymi kątami/.
Rys.1 Ogólny schemat kompleksowych badań materiałów ciernych
Prowadzone są również badania jednorodności struktury materiału, która decyduje o wielkości współczynnika tarcia, trwałości filmów smarnych. Badania te pozwalają również wizualizować niejednorodności energetyczne powierzchni. Odkształcenia plastyczne powierzchni bada się metodę nanoszenia siatek. Ocenę niejednorodności struktury materiału badamy również metodą obserwacji pasm poślizgu oraz rozkładu mikrotwardości. Badanie rozkładu wielkości ziaren, oprócz metod stosowanych w metalografii, wykonuje się metodami autoradiografii i mikroanalizy rentgenowskiej. Mikrotopografię rozkładu aktywnych elektrycznie miejsc powierzchni bada się za pomoce tzw. dekoracji, stosowanej najczęściej do kryształów. Innymi metodami badań jednorodności struktury materiału są: trawienie chemiczne, cieplne oraz nakładanie elektrolityczne, a więc laboratoryjne metody badań chemicznych i fizycznych. Przeprowadza się coraz to nowsze badania, opracowuje się coraz lepsze stanowiska badawcze, w celu uzyskania również innych informacji, np. o:
- aerodynamicznym, aerostatycznym smarowaniu łożysk /badania w USA/,
- otrzymywanie warstw i powłok przeciwzatarciowych /WKk Wlk. Brytania/, Politechnika Łódzka/,
- nowych materiałów syntetycznych pracujących w temperaturach powyżej 500°.
Badania tworzyw ciernych różnią się obecnie od siebie dość znacznie tak, że porównywanie wyników osiąganych jest częstokroć niemożliwe. Ośrodki badawcze dążą więc do tego, aby badania nad tarciem i zużyciem oraz metody badawcze mogły być znormalizowane przez ujednolicenie kształtów, wymiarów, stopnia pokrycia próbek i przeciwpróbek oraz parametrów badań laboratoryjnych, a osiągane wyniki były porównywalne.

VI. ZAKOŃCZENIE

Wzrastające wymagania techniczno-eksploatacyjne poszczególnych ośrodków determinują; konieczność prowadzenia kompleksowych badań i poszukiwań nowych rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych w zakresie hamulców i sprzęgieł.
Badania te obejmuję również poszukiwanie nowych, względnie modernizowanie dotychczasowych materiałów ciernych oraz rozwiązywanie zagadnień związanych ze współpracą elementów pary ciernej.
Poznanie złożonych zagadnień tarcia i zużycia było od dawna przedmiotem badań i doświadczeń, prowadzonych przez wiele ośrodków naukowych. Obecnie badania z tego zakresu są prowadzone dość systematycznie zarówno w aspekcie zmniejszania zużycia elementów pary ciernej, jak i poszukiwania i doboru nowych materiałów o optymalnych własnościach ciernych. Niejednokrotnie jednak są to doświadczenia o charakterze wynikowym, realizowane pod kątem poszczególnych użytkowników. Często wyniki tych badań, jak już wspomniano, ze względu na stosowanie różnej metodyki, stanowisk badawczych i aparatury kontrolno-pomiarowej, są mało porównywalne. Mając na uwadze te trudności, należy dążyć do uzyskiwania wyników na drodze badań kompleksowych, tzn. laboratoryjnych, modelowych i poligonowych. Takie badania, mimo ich złożoności i wysokich kosztów, przynoszę najlepsze efekty, a uzyskane wyniki są najbardziej miarodajne i porównywalne.
Dalsze prace z tego zakresu powinny być prowadzone w wielu kierunkach, obejmujących różna cele naukowe i utylitarne. Czekają na głębsze opracowania takie problemy jak:
- modelowanie tarcia w parze tworzywo cierne-metal,
- elektryzowanie się par tworzywo cierne-metal i ładunków elektrostatycznych na przebieg procesu tarcia w tych parach ciernych,
- optymalizacja struktury różnych węzłów tarcia.
Kontynuowania i rozwijania tych badań należy uznać za pilne i uzasadnione. Wskazana jest również współpraca poszczególnych ośrodków badawczych, zajmujących się ww problemami.

VII. LITERATURA
1. J. Jaworski - Nowoczesne okładziny cierne. Przegl. Mech. nr 24. 1976.
2. J. Broś, J. Zbertek - Kierunki i metody badań wysokociernych materiałów hamulcowych. I Kraj. Konf. Hamulce w pojazdach" IPSz PK, Kraków, 1977.
3. Praca zbiorowa IPSz pod kierownictwem naukowym J. Brosia - Wymagania stawiane tworzywom na klocki hamulcowe pojazdów szynowych z punktu widzenia ich własności mechanicznych ze szczególnym uwzględnieniem własności tarciowo-zużyciowych. IPSz PK, Kraków, 1973.
4. Praca zbiorowa IPSz pod kierown. nauk. J. Brosia - Wyniki badań porównawczych niektórych rodzajów żeliw w zastosowaniu na wstawki hamulcowe pojazdów szynowych. IPSz PK, Kraków, 73.
5. Praca zbiorowa IPSz pod kierown. nauk. J. Brosia - Studium możliwości zastosowania żeliwa szarego z dodatkami stopowymi na wstawki hamulcowe pojazdów szynowych. IPSz PK, Kraków, 1974.
6. Praca zb. IPSz pod kier. nauk. J. Brosia - Analiza własności użytkowych wstawek hamulcowych z żeliwa o zwiększonej zawartości fosforu w świetle badań laboratoryjnych, modelowych, poligonowych oraz eksploatacyjnych. IPSz PK, Kraków, 1974.
7. Praca zb. IPSz pod kier. nauk. J. Brosia - Badania laboratoryjne na stanowisku bezwładnościowym oraz badania poligonowe wstępnych serii klocków hamulcowych. IPSz PK, Kraków, 1975.
8. Praca zb. IPSz pod kier. nauk. J. Brosia - Badania wdrożeniowe wstawek z żeliwa P14 w pociągach osobowych, towarowych, jednostkach trakcyjnych oraz ustalenie wartości i granic ciężarów hamujących wyznaczonych typów pojazdów trakcyjnych i wagonów. Opracowania częściowe I i II, IPSz, Kraków, 1976.
9. St. Korcyl - Charakterystyki tarciowo-zużyciowe nowych gatunków żeliwa przeznaczonych na klocki hamulcowa. I Kraj. Konf. "Pojazdy Szynowe", Kraków, Zawoja. 1973.
10. Praca zbiorowa - Wymagania techniczne dla wstawek ciernych z tworzyw sztucznych hamulców pojazdów szynowych. Temat Mn-68/66 COBiRTK Warszawa, 1966.
11. A. Orlik - Badania tworzyw sztucznych w zastosowaniu na hamulcowe wstawki cierne. Temat M-58. Prace COBiRTK, z. 23, Warszawa, 1966.
12. Wł. Orzechowski - Drogi hamowania pojazdów szynowych wyposażonych we wstawki hamulcowe z tworzyw sztucznych. Temat M-72. Prace COBiRTK, z.20, Warszawa.1966.
13. A.Orlik - Zarys rozwoju i stan badań elementów ciernych hamulców pojazdów szynowych. COBiRTK. Problemy Kolejnictwa, z. 40, Warszawa, 1967.
14. Praca zb. pod kier.nauk. J. Brosia - Badania tłoczyw i tworzyw sztucznych pod względem przydatności dla potrzeb kolejnictwa. IPSz PK, Kraków,"1970.
15. Praca zb. pod kierown. nauk. J. Brosia - Badanie przydatności tworzyw niemetalowych na klocki hamulcowa pojazdów szynowych. IPSz PK, Kraków, 1974.
16. J. Nowicki - Badania tworzyw sztucznych przeznaczonych na wstawki hamulcowe dla dużych prędkości jazdy. Rozprawa doktorska, Poznań, 1970.
17. A. Sadowska - Wyniki badań nad niektórymi tworzywami wysokociernymi w zastosowaniu na klocki hamulcowa. PAN. Zagadnienia Tarcia, Zużycia i Smarowania, z. 7/70.
18. A. Sadowska - Badania warunków współpracy klocek hamulcowy-koło przy zastosowaniu różnych skojarzeń materiałowych. Mater. V. Kraj. Konf. Wytrzymałości, SIMP-PK, Kraków, 1970.
19. J. Janecki, K. Spaliński - Badania własności ciernych i wytrzymałości powierzchniowej niektórych organicznych tworzyw ciernych. PAN. Zagadn. Tar.Zuż. i Smar. z.3/67.
20. J. Janecki, K.Spaliński - Badania laboratoryjne charakterystyki tarciowej i zużycia tworzyw hamulcowych. Mater. Seminarium Sekcji Tarcia, Zużycia i Smarowania, 1967.
21. J. Janecki - Wpływ obróbki cieplnej hamulcowych tworzyw fenoloformaldehydowych na zmiany ich cierności i odporności na zużycia. Biuletyn WITPIS, z. 1, 1968.
22. A. Sadowska - Ocena przydatności wybranych tworzyw niemetalowych na wstawki cierne hamulców pojazdów szynowych w świetle badać laboratoryjnych. Rozprawa doktorska. Politechnika Krakowska, Kraków, 1972.
23. M. Krasowski - Badanie wpływu niektórych żywic i napełniaczy na własności cierno-zuźyciowe tworzyw na klocki hamulcowe pojazdów szynowych. Rozprawa doktorska. Politechnika Krakowska, Kraków, 1977.
24. S. Zawalski - Badania nad optymalizację tworzywa na nakładki hamulców tarczowych. Praca doktorska. Politechnika Poznańska, Poznań 1973.
25. K. Spaliński - Badania własności tarciowych tworzyw ciernych stosowanych na nakładki hamulcowe. Praca doktorska. Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, 1973.
26. T. Jakubiuk, J.Janecki, S. Zawalski - Badania nad optymalizacją tworzywa na wkładki hamulców tarciowych.
27. J. Broś. A. Sadowska - Próba oceny wpływu napełniacza metalowego na charakterystyki cierno-zużyciowe tworzyw wysokociernych. Mat. VI Konf. Wytrzy. i Bad. Mater., Poznań, 1972.
28. J. Broś, A. Sadowska - Baryt jako składnik tworzyw wysokociernych stabilizujący współczynnik tarcia i zjawiska cieplne na powierzchniach współpracujących par. III Kraj. Symp. Eksploat, Urządz. Techn,, Gdańsk-Cetniewo, 1972.
29. J. Janecki - Wpływ tarcia ślizgowego na własności warstwy podpowierzchniowej. Przegląd Mechaniczny, nr 13, 1962.
30. J. W. Kragielskij - O prirodie trienija polimerów. Mechanika polimerów, 5, 1972.
31. G. M. Bartieniew. W. W. Ławrientiew - Trienije i iznos polimerow. Izd. Chimija, Leningrad, 1972.
32. A. M. Pojmanow, A. R. Bielnik - Wlijanije prirody powierchnosti napołnitiela na swojstwa fenołformaldehydnych press-preszkow. Mechanika polimerow 4. 1968.
33. J. Banasik, S.Ziemba - O prawach tarcia suchego. Biuletyn WAT. 1959.
34. J. Janecki, M. Hebda - Tarcie, smarowanie i zużycie części maszyn. WNT, Warszawa, 1969.
35. J. W. Kragielskij - Trienije i iznos. Maszgis, Moskwa, 1969.
36. W. Kupracz - Badania eksploatacyjno - wdrożeniowe wstawek hamulcowych wykonanych z tworzyw niemetalowych Koral KR5 i Tarkol TK7.
37. J. Broś, H. Knutel, M. Sorochtej - Problemy technologiczne doboru materiałów na wstawki hamulcowe pojazdów szynowych. IV Symp. Nauk. Pojazdy Szynowe, Warszawa - Halin, 1975.
38. M. Sorochtej - Analiza przydatności żeliwa szarego na wstawki hamulcowe pojazdów przystosowanych do zwiększonych prędkości. II Kraj. Konf. "Pojazdy Szynowe, Kraków-Piwniczna, 1977.
39. J. Smereka - Kryteria doboru wstawek hamulcowych w pojazdach szynowych w aspekcie własności tarciowo-zużyciowych o podwyższonej zawartości fosforu. II K. K. "Po j. Szyn." Kraków-Piwniczna, 1977.
40. J. Broś - Ocena przydatności tworzyw ciernych w aspekcie zastosowania na wstawki hamulcowe pojazdów szynowych. II K. K. "Poj. Szyn"., Kraków-Piwniczna, 1977.
41. Z. Haduch - Pewne metody badań tribologicznych żeliwa szarego przeznaczonego na klocki hamulcowe. II. K. K. "Poj. Szyn" Kraków-Piwniczna, 1977.
42. J. Broś - Ocena skojarzeń ciernych hamulców pojazdów szynowych w aspekcie badań laboratoryjnych i poligonowych. IV Kraj. Symp. Eksploat. Urządz. Techn. Katowice. 1977.
43. J. Broś, M. Sorochtej - Badania nad poprawą charakterystyki tarciowo-zużyciowej wstawek ciernych w układach hamulcowych pojazdów szynowych. IV Kraj. Symp. Ekspl. Urz. Techn. t. 6. Katowice 1977.
44. J. Broś, M. Sorochtej - Własności tarciowo-zużyciowe niektórych gatunków żeliwa niskostopowego przeznaczonego na wstawki hamulcowe pojazdów szynowych. I Kraj. Konf. "Hamulce w Pojazdach" IPSz, Kraków. 1977.
45. J. Broś, H. Migas, J. Zbertek - Niektóre wyniki badań zużycia i stanu powierzchni wysokociernych tworzyw niemetalowych i żeliwa. III Kraj. Symp. Ekspl. Urz.Techn. Zagadnienia Tribologiczne, t. 4. Gdańsk-Cetniewo, 1972.
46. J. Broś - Charakterystyka skojarzeń ciernych przy zastosowaniu tworzyw niemetalowych na wstawki hamulcowe pojazdów szynowych. I Kraj. Konf. "Hamulce w Pojazdach", IPSz, Kraków, 1977.
47. J. Zbertek - Wybrane zagadnienia filologiczne par ciernych "tworzywo niemetalowe- stal". II Kraj. Konf. "Poj. Szyn." Kraków-Piwniczna, 1977.
48. J. Janecki - Dorobek zespołu tribologii Sekcji Podstaw Eksploatacji Maszyn i perspektywy jej rozwoju. IV Kraj. Symp. Ekspl. Urz.Techn, t. 7. Katowice, 1977.
49. J. Janecki, B.Wojciechowicz - Dorobek Sekcji Podstaw Eksploatacji Maszyn Komitetu Budowy Maszyn PAN. IV Kraj. Symp. Ekspl.Urz. Techn., t.7., Katowice. 1977.
50. M. Hebda, K. Spaliński - Niektóre problemy i metodyki badania tarcia elementów maszyn na przykładzie nakładek hamulcowych pojazdów mechanicznych. Biuletyn WAT, nr 2,1970.
51. M. Hebda, K. Spaliński - Metodyka badania nakładek hamulcowych pojazdów szynowych. V Kraj. Konf. Wytrzym. i Bad. Mat. Kraków, 1969.
52. K. Spaliński - Wpływ niektórych wypełniaczy na charakterystyki tarciowo-zużyciowe tworzyw ciernych. Symp. IPMiMR WAT, 1969.
53. K. Spalińki - Wpływ metalowych wypełniaczy na własności tarciowo-zuzyciowe tworzyw ciernych. Mater. III Kraj. Symp. Ekspl. Urządz. Techn. t. 4, Gdańsk-Cetniewo, 1972.
54. K. Spaliński - Eksperymentalne zasady komponowania składu tworzyw ciernych na nakładki hamulcowe. Mater. Konf. Nauk.-Tachn. NT. Problemy trwałości i niezawodności pojazdów mechanicznych w eksploatacji, Żegiestów, 1971.
55. M. Hebda, J. Janecki - Badania zależności między niektórymi parametrami procesów zużywania a umacnianiem warstwy podpowierzchniowej. Biuletyn WAT, nr l, 1963.
56. W. Bogusz, S. Bednarz, J. Giergiel - Drgania samowzbudne klocków hamulcowych. Zaszyty Naukowe AGH, nr 14.
57. S. Bednarz - Dynamika układów za sprzężeniem ciernym. Zesz. Nauk. AGH, nr 58/439/1974.
58. J. Giergiel - Wpływ tarcia /konstrukcyjnego/ na oscylacyjny charakter drgań. Zesz. Nauk. AGH. nr 18 / 168 / 1967.
59. J. Giergiel, S. Bednarz, S. Sędziwy - Wpływ sprzężeń ciernych na drgania układów mechanicznych. Zesz. Nauk. AGH, nr 18/158/1969.
60. W. Lenkiewicz, Z. Olesiak - Aspekty metodyczne testowych badań tribologicznych tworzyw konstrukcyjnych. IV Kraj. Symp. Ekspl. Urz. Techn., Katowice, 1977.
61. W. Lenkiewicz - Wpływ drgań wymuszonych na procesy tarcia metali. Praca habilitacyjna. Zeszyty Naukowe AGH, Elektr. i Mechan. Górnictwa i Hutnictwa, z. 28, Kraków, 1976.
62. Z. Olesiak - Wpływ wybranych czynników na specyfikę procesów tarcia niektórych tworzyw ciernych. Praca doktorska. AGH, Kraków, 1976.
63. S. Ścieszka - Problemy tarcia suchego w hamulcach maszyn wyciągowych. Praca doktorska. Gliwice, 1972.
64. S. Ścieszka - Zagadnienia drgań samowzbudnych w badaniach tribologicznych. I Kraj. Konf. "Hamulce w Pojazdach". IPSz, Kraków, 1977.
65. S. Ścieszka - Problemy tarcia suchego w hamulcach maszyn wyciągowych. Praca ZKMPW nr 92. Katowice, 1974.
66. S. Ścieszka - Drgania samowzbudne wywołane tarciem suchym w hamulcach. Biulet.OBROiUT, Bytom, nr l, 1974.
67. S. Ścieszka - Drgania samowzbudne w maszynowych węzłach tarcia. Biul. ZUT "Zgoda" 2/1974/56.
68. M. Krasowski - Okładzina klocków hamulcowych z tworzyw sztucznych dla kolejnictwa. Opis patentu nr 21937. Warszawa, 1961.
69. M. Krasowski - Perspektywy rozwoju materiałów ciernych. Technika Motoryzacyjna. Lipiec 1976.
70. S. Ścieszka - Studium ważniejszych zjawisk tribologicznych w parze ciernej tworzywo hamulcowe-metal. Z. Nauk. Pol. Śląskiej nr 484 - Gliwice, 1976.
71. J. Broś, J. Czaplicki, S. Ścieszka - Badania charakterystyk cierno-zużyciowych tworzyw hamulcowych w warunkach modelowych. Zagadn. Eksploat. Masz. Zesz. 4 /28/ , 1976.
72. J. Broś, J. Janecki, S. Ścieszka - Tribological Problems in Friction Brakes. Eurotrib 77. Düsseldorf, 1977.
73. J. Broś, S. Ścieszka - The Inveatigation of factors Influencing dry friction in brakes. Wear. 41. 1977/ 271-286.
74. P. Solski, S. Ziemba - Zużycie elementów maszyn spowodowane tarciem. PWN, Warszawa, 1969.
75. J. Janecki, S. Gołąbek - Zużycie części zespołów pojazdów samochodowych. WKŁ, Warszawa, 1974.
1. S. Mazurkiewicz; "O zagadnieniu, kontaktowym pomiędzy metalem i tworzywem sztucznym". Zagadnienia Eksploatacji Maszyn Zeszyt 2/50/ 1977
2. H. Krause, B. Christ; "Rentgenograficzne pomiary naprężeń własnych - Wyznaczenie naprężeń własnych na powierzchni rolek i kół kolejowych". Zagadnienia Eksploatacji Maszyn Zeszyt 1/29/ 1977
3. L. Gasiński, W. Leszek; "Metoda równoczesnego badania zużycia obu partnerów pary ślizgowej". Zagadnienia Eksploatacji Maszyn Zeszyt 1/29/ 1977
4. W. Gąsowski: "O pewnych, zależnościach występujących w ciernych amortyzatorach uderzeń". Zagadnienia Eksploatacji Maszyn Zeszyt 1/29/ 1977
5. J. Kosicki, W. Leszek: "Niektóre aspekty metody oznakowania warstwy wierzchniej poliamidów" Zagadnienia Eksploatacji Maszyn Zeszyt 5/27/ 1976
6. W. Mróz : " O konieczności uwzględnienia okresu docierania w badaniach tribologicznych". Zagadnienia Eksploatacji Maszyn Zeszyt 1/55/ 1978
7. J. E. Kosicki : "Badania wpływu obróbki cieplnej Tarnamidu. T-27 na jego podstawowe własności tribologiczne". Zagadnienia Eksploatacji Maszyn Zeszyt 1/33/ 1978
8. A. Neyman., O.Olszewski, J. Sikora; " Stanowisko do badań łożysk ślizgowych poprzecznych smarowanych czynnikiem smarującym zawierającym zanieczyszczenia". Zagadnienia Eksploatacji Maszyn Zeszyt 1/55/ 1978
9. Z. Banasik, M. Machel: " Badanie modelowe zużycia kół zębatych za pomocą atomów znaczonych" Technika Smarowania Nr 2 ss. 55-55
10. T. Breczko : " W sprawie pewnego założenia o stałości temperatury w łożysku ślizgowym" Rozpr. Inż. IPPT-PAN z. 3 ss. 519-529.
11. R. Galikowski, M.Paprzycki : "Kontrola połączeń ciernych wspomagana komputerem" Przegląd Mechaniczny z.20 ss. 692-695
12. Ł. Chomiak, R. Będziński, F. Szymkiewicz: " Elastooptyczna analiza stanu napięcia w sprzęgłach zębatych". Przegląd Mechaniczny z.22 ss. 770-775.
13. B. Folwarczny, J. Spałek : "Przyspieszone badania trwałościowe przekładni zębatych" Przegląd Mechaniczny z.25, ss.806-808.
14. P. Gadaj, S. Ziemba, S. Żakowski: "Rola warstwy wierzchniej w procesach odkształceń i dekohezji". Prace IPPT, Nr 31/1976, ss. 1-55.
15. J. Hajduk : " Zjawisko przeprężenia w napędach cierno-cięgłowych w świetle ostatnich badań", ZEM, z. 4, ss. 397-411.
16. W. Hendysiak, M. Gaszyński, J. Kłosowicz: " Cyfrowy miernik poślizgu" Prz. Mat. Konstr. Nr 4, ss. 88-89.
17. J. Jaworowski : " Fading krytyczny w hamulcach samochodowych" Biul. Inf. Przemysłu. Motoryz. Nr 2, ss. 1-4.
18. J. Jaworski : " Próba eliminacji zjawiska fadingu krytycznego" Biul. Inf. Przem. Motoryz. Nr 5, ss. 5-8.
19. J. Jaworski : " Przyczyny powstawania fadingu krytycznego w hamulcach, samochodowych" Biul. Inf. Przem. Motoryz. Nr 2 ss. 1-4.
20. J. Kaźmierczak, J. Maćkiewicz : " Trwałość łożysk tocznych w mostach, napędowych maszyn roboczych". Przegląd Mech. z. 14 ss. 477-480 część I, z.15. ss. 523-526, część II.
21. B. Klimsa, A. Wachal: " Szkolenie specjalistów z zakresu tribologii" Techn. Smarów. Nr 2 ss. 45-50.
22. J. Kosicki, W. Leszek : " Niektóre aspekty metody oznakowania warstwy wierzchniej poliamidów" ZEM, z. 3/27/ ss. 323-330.
23. M. Machel, Z. Banasik: " Badania temperatury współpracy elementów maszyn metodą kryptonatów" Techn. Smar. Nr 5-6, ss. 129-133.
24. Z. Malinowski: " O pewnej metodzie analizy wpływu tarcia w procesie plastycznego ściskania próbki walcowej" Mech. Teor. i Stosowana z. 3 ss. 129- 133.
25. J. Marciniak : " Ocena stopnia zużycia części i podzespołów elektrycznego zespołu trakcyjnego EN-57" Przegląd Kolej. Mech. Nr 11/12 ss. 330-336.
26. W. Olszewski : "Mechaniczne wzmacnianie warstwy wierzchniej wyrobów spiekanych z proszków żelaza". Mechanik z. 6. ss. 298.
27. J. Orlacz, S. Ścieszka : " Badania nad wpływem nominalnej powierzchni styku na pracę hamulca tarczowego" ZEM, z. 2/26/ ss.169-177.
28. A. Osiecki, J. Niegoda: "Tarcie w węźle tłoka maszyn wielotłoczkowych osiowych" Prz. Mechan. z.6. ss. 184-189.
29. W. Rakowski, A. Siedler: " Zastosowanie klocków hamulcowych z tworzyw sztucznych w przewozie dołowym" ZN-AGH, Nr 590/86 ss.235-248.
30. K. Schmidt : " Działanie i obsługa hamulców w trudnych warunkach zimowych". Przegląd Kolej. Mech. Nr 1, ss. 6-14.
31. K. Schmidt : " Obsługa hamulców w warunkach zimowych" Przegląd Kolej. Mech. Nr 10, ss. 291-294.
32. A. Sobański, E. Hadosik, J. Łukawski: " Ocena niektórych metod wyznaczania współczynnika tarcia". ZN - Polit. Śląskiej Nr 440/6, ss. 133-140.
33. J. Stycyński, S.Wądewski : " Konstrukcja i budowa hamulca tarczowego pojazdów szynowych". Prz. Kolej. Mech. Nr 7/8 ss. 222- 229.
34. S. Ścieszka, Z. Barecki, A. Jankowski: " O pewnej metodzie badania statycznych charakterystyk hamulcowych materiałów ściernych". Techn. Smar. Nr 4. ss. 106-110.
35. H. Metz : " Zużycie materiałów przy udziale ziarnistycznych materiałów mineralnych". ZEM, z. 1 ss. 7-29.
36. M. Warszyński, J. Radło, K. Szyjecki: " Optymalizacja konstrukcji węzłów łożyskowych, pracujących w temperaturach 200-500 °C " ZN. AGH, Nr 558/79, ss. 13-21.
37. E. Barg : " Technologia tworzyw sztucznych" PWT W-wa 1957.
38. S. Czukmasow, W. Jesontow : " Eksploatacja kompozicionnych tormoznych kołodok" Żeleznodorożnyj Transport, nr 7, 1973.
39. P.Denzin : " Leiffaden der Bremstechnik ". Transpress, nr 7. 1973.
40. S. Dulinicz, A. Kamiński : " Sprawdzenie możliwości szerszego zastosowania tworzyw sztucznych w wagonach PKP". Temat nr 3075/11 COBiRTK W-wa 1972.
41. H. Ehlers : " Die Fermische Berechnung der Klotzbremse" Archiv für Eisenbahntechnik. Monachium 1963.
42. I. Farvacque : " Les matieres composites au service du freinage ferroviaire". Usine nouvelle Ed supl. 1965.
43. M. Gradys : " Współpraca przy wdrażaniu elementów z tworzyw sztucznych w wagonach osobowych typu 104A". Temat SCX-10. COBiRTK W-wa 1970.
44. I. Gribowa, A. Winogradow : " Issledowanija fizikochimiczeskich processow pri tieorii antifrikcjonnych materiałow". Wysokomolekularnyje sojedininija 1973.
45. M. Hebda, J. Janecki : " Tarcie smarowanie i zużycie części maszyn" WNT W-wa 1972.
46. J. Janecki : " Krytyczny przegląd hipotez tarcia suchego oraz fizyko-mechaniczne ich uzasadnienie." Materiały III Sympozjum Trybologiczne. Informator WITPiS 1973.
47. J. Janecki : " O pewnych cechach poszczególnych badań własności tarciowo-zużyciowych tworzyw sztucznych", Zagadnienia tarcia Zużycia i Smarowania 27/1970.
48. W. Lenkiewicz, E. Żakowski, Z. Popławski : " Problemy konstrukcyjne związane z projektowaniem stanowisk badawczych do badań tarcia ślizgania i zużycia ściernego." Zagadnienia trybologiczne Tom IV Gdańsk-Cetniewo 1972.
49. J. Law : " Non-ferrons brake materials" REJ 1975 nr 4.
50. I. P. Sitkowskij, W. I. Majewskij: " Polimernyje materiały na zarubieżnych żeleznych dorogach". Wydz.Transp. Moskwa 1973 r.
51. W. Spurgzon, A. Spencer: " Relbility and durability odantomotive frictcion materials". Bendix technical journal nr 2 1969.
52. R. Sworzyński : " Metoda badania niektórych właściwości użytkowych materiałów ciernych", Praca doktorska PW W-wa 1973.
53. G. Heller, J. Vajda: " Bremskletze aus traditionalen und aus P-14 Gusseisen" Glassers Annalen 1973 t. 97.
54. G. Polzin : "Reinbungs und Verschleissuntersuchungen an Werkstotfen für Klotzbremzen von Schienfahrzeugen" Glasers Annalen 87/1963 nr 4 6/7.
55. J. Broś, M. Sorochtej : " Wyniki badań modelowo-bezwładnościowych jako kryterium oceny żeliwa o zwiększonej zawartości fosforu w zastosowaniu na wstawki hamulcowe pojazdów szynowych". Zagadnienia eksploatacji maszyn - zeszyt nr 3/1975/.

#

Janusz JANECKI,

*UKŁADY FRYKCYJNE - ZJAWISKA TARCIA I ZUŻYWANIA ORAZ KSZTAŁTOWANIE WŁASNOŚCI TWORZYW CIERNYCH

I. WPROWADZENIE

II. INŻYNIERIA MATERIAŁOWA ORAZ PROCESY TRIBOLOGICZNE

IV. KRÓTKA CHARAKTERYSTYKA OSIĄGNIĘĆ OŚRODKÓW KRAJOWYCH

1. OPTYMALIZACJA WŁASNOŚCI CIERNYCH TWORZYW SZTUCZNYCH PRZEZ OBRÓBKĘ CIEPLNĄ

2. UWAGI O HIPOTEZACH TARCIA TWORZYW CIERNYCH

Literatura:

3. TWORZYWA O PODWYŻSZONEJ CIERNOŚCI PRZY PRACY W OŚRODKU CIEKŁYM

Literatura

4/ PROBLEM DOSKONALENIA TWORZYW CIERNYCH HAMULCÓW TARCZOWYCH

Wnioski

Literatura

5/ UWAGI O MECHANIŹMIE METALIZOWANIA TWORZYW HAMULCOWYCH

LITERATURA

6. NIEKTÓRE PROBLEMY METODYKI BADAŃ TWORZYW CIERNYCH HAMULCOWYCH

Literatura :

V. KIERUNKI BADAŃ TWORZYW WYSOKOCIERNYCH

VI. ZAKOŃCZENIE

VII. LITERATURA

Litaratura niecytowana

^#

^*UKŁADY FRYKCYJNE - ZJAWISKA TARCIA I ZUŻYWANIA ORAZ KSZTAŁTOWANIE WŁASNOŚCI TWORZYW CIERNYCH