SIMPRESS

Polskie Towarzystwo Tribologiczne

Instytut Technologii Eksploatacji
2002 01 02 03 04 05 06
2003 01 02 03 04 05 06
2004 01 02 03 04 05 06
2005 01 02 03 04 05 06
2006 01
Adres Redakcji Tribologii:
ul. K. Pułaskiego 6/10, 26 600 Radom, tel: 048 364 42 41 ; fax: 048 364 47 65
e-mail: tribologia.itee.radom.pl, e-mail: marian.szczerek@itee.radom.pl

Redaktor naczelny : prof. dr hab. inż. Marian Szczerek,

Publikacja dofinasowana przez MNiI

5-2005 TRIBOLOGIA

ZALECENIA IRG-OECD W SPRAWIE OPISU EKSPERYMENTU TRIBOLOGICZNEGO

RECOMMENDATIONS FOR DESCRIBING EXPERIMENTAL CONDITIONS IN TRIBOLOGY WORKED OUT BY THE IRG-OECD GROUP

Dear Prof. Marian Szczerek

The International Research Group on Wear of Engineering Materials (IRG-OECD) had its 25th meeting 13-14th June, 2005 in the Angstróm Laboratory in Uppsala, Sweden. The Group expressed its concern about shortcomings in describing experimental conditions in the tribology literature. These shortcomings, which make the reported work of little or no value to interested readers, stem from neglecting to report parameters such as contact geometry, a description of the coutersurface, reporting the surface roughness of the contacting surfaces, reporting observed wear products etc. The Group decided to approach the tribology journals with a recommended minimum list of parameters to be used when reporting experimental results.
The Group has produced this short minimum list of characteristic parameters with which a tribological contact can be described. The list below has been worked out, based on the discussion at the meeting, by a smaller group (Kenneth Holmberg, VTT, Finland; Mark Gee, NPL, UK; and Steve Shaffer, Battelle, USA) and has been sent as a recommendation to tribology journals listed below. Our suggestion is that the list will be used as a check list especially by the referees of the tribology journals.
We also think it is neither possible nor reasonable to have a very strict formal list of minimum requirements. It is of course the task of a referee to consider what is adequate and suitable for the specific article he/she is refereeing. But we think it is appropriate to draw the attention of the tribology journal referees to the problem described above.
Helsinki 20.10.2005

On bfehalf of the IRG OECED Wear Group
Kenneth Holmberg, Professor, Chairman of the Group
VTT Technical Research Centre of Finland
P.O.Box 1702
FIN-02044 VTT
Finland
E-mail: kenneth.holmberg@vtt.fi
Electronic version of this letter is sent separately by e-mail.

Distribution list:
Wear
Tribology International
Tribology Transactions - STLE
Tribology Lubrication Technology - STLE
Journal of Engineering Tribology, Part J - IMechE
Industrial Lubrication and Tribology
Tribology Letters
Tribotest
Tribologia - Finnish Journal of Tribology
Tribologia - Teoria i Praktyka
Tribologie und Schmierungtechnik
Surface and Coatings Technology
Thin Solid Films
Surface Engineering
Trenie I Iznos

List of recommended minimum specifications for describing experimental conditions in tribology articles and reports, worked out by the IRG-OECD Group on Wear of Engineering Materials
(Adopted at the IRG OECD meeting in Uppsala 14.6.2005):
    Description oftest device
  • a brief description of the test system or in case of commercially available device, its code.
    Geometry
    For both surfaces in contact:
  • macrogeometry: given typically as radius or diameter of a curved surface, or contact spot dimensions for flat contacts, so that stresses can be determined from loads,
  • microgeometry: surface roughness, given as appropriate for the application, but also as Ra-value for comparison.
    Energy input
  • load (or stress),
  • speed.
    Materials
    For both surfaces in contact:
  • materiał specification: metallurgical, physical or chemical; including processing method when appropriate,
  • any coating material, coating thickness and deposition or surface treatment method,
  • hardness and Young's modulus,
  • fracture toughness, when possible.
    For abrasion and erosion
  • abrasive or erodent materiał, size, size distribution and shape,
  • speed and direction of fluid stream for erosion.
    Environment
  • lubricant: viscosity and chemical composition/specification of fluid and additives,
  • humidity,
  • temperature,
  • possible gases, radiation etc.
    Results
  • friction as coefficient of friction; typically the steady state value and the maximum value,
  • wear for both surfaces as:
  • wear rate (e.g. 10-6 mm³/N-m) and/or
  • wear volume per time or per sliding distance and/or
  • wear depth per time or per sliding distance,
  • for fatigue wear the endurance life time,
  • graphs of friction and wear versus time when appropriate,
  • surface observations of both surfaces in contact, including observations of surface layers and their extent,
  • observations of wear debris and when possible their average size and size distribution.

TRIBOLOGIA ROK XXXVI NR 1/2005 (199)
  1-2005 Tribologia

Jan SADOWSKI

Politechnika Radomska, ul. Malczewskiego 29, 26-600 Radom.

NOWE MIARY ZUŻYCIA, ZUŻYWANIA I ODPORNOŚCI NA ZUŻYWANIE TRIBOLOGICZNE

NEW MEASURES OF WEAR, WEARING AND RESISTANCE ON TRIBOLOGIC WEARING

Key-words: measure of wear and wearing, volume of wearing material, resistance of tribologic wear, nominał and real surface of contact point, Thickness and hardness of material
Słowa kluczowe: miary zużycia i zużywania, objętość zużytego materiału, odporność na zużywanie tribologiczne, nominalna i rzeczywista powierzchnia styku, gęstość i twardość materiału

Summary

In literature of object pretends one, that thickness of friction energy and specific work wearing, as energetistic parameters of tribologic wearing resistance which can be about several times bigger than value of heat of fusion and heat of vaporisation investigated material, which are measures his energy of atomie bonds. So big energy density occurrence during tribologic wearing can not explain on field of phisics. In that way the author see advisability to work out new measures of wear wearing and resistance of wearing, which can ex­plain insoluble the problem mentioned above. At the base of includeed the author's avareneses, which designate as volume increase effect occurrence during tribologic wearing. It is conditioned by contact of bodies in irregularity sufrace of contact. One analysed it's essence and on the ground of it one worked out new measures of wear wearing and resistance of wearing. By selected exaple of tribo­logic reserch autor has compared some measures to new measures presented in this work.

Streszczenie

W literaturze przedmiotu podaje się, że gęstość energii tarcia i praca wła­ściwa zużycia, jako energetyczne mierniki odporności na zużywanie tri­bologiczne, mogą osiągać wartości przekraczające o kilka rzędów warto­ści ciepła topnienia i ciepła parowania badanego materiału, które pośred­nio charakteryzują energię jego wiązań na poziomie molekularnym. Tak duże gęstości energii, występujące podczas zużywania tribologicznego nie dają się wyjaśnić na gruncie fizyki. W tej sytuacji autor widzi celo­wość opracowania nowych miar zużycia, zużywania i odporności na nie, przy zastosowaniu których będzie możliwe wyjaśnienie i rozwiązanie wspomnianej na początku kwestii. U podstaw rozważań zawarto spo­strzeżenie autora, które określono jako efekt przyrostu objętości mate­riału występującego podczas zużywania tribologicznego. Jest on uwarun­kowany kontaktowaniem się ciał stałych w obszarach styku nierówności ich powierzchni. Zanalizowano jego istotę i na tej podstawie opracowano nowe miary zużycia, zużywania i odporności na zużywanie. Nowym ele­mentem przy ustalaniu miar zużycia jest odniesienie się do zmiany stanu materiału, który ulega zużywaniu, a nie tylko do jego ilości. Na wybra­nym przykładzie badań tribologicznych dokonano porównania ze sobą niektórych miar z nowymi miarami opracowanymi w niniejszej pracy.

1-2005 Tribologia

Ewa PAWELEC, Jolanta DRABIK

Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel. (048)36-442-41, fax (048)36-447-65; www.itee.radom.pl

WPŁYW RODZAJU ANTYOKSYDANTA NA TRIBOLOGICZNE WŁAŚCIWOŚCI OLEJU ROŚLINNEGO

EFFECT OF KIND ANTIOXIDANT ON THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES VEGETABLE OIL

Key-words: antyoksydant, właściwości tribologiczne, olej roślinny, stabilność oksydacyjna, różnicowa kalorymetńa skaningowa
Słowa kluczowe: antioxidant, tribological properties, vegetable oils, stability oxidative, dirferential scanning calorimetry

Summary

Ihe influence of the applied phenol antioxidants and thermo oxidation time on the change of tribological properties of oil compositions was assessed. It has been stated that there is an influence of the quantity and quality composition and its thermo oxidation time on fce change of antiwear properties, whereas the value of welding load mnains stable.
When doing thermal testing by the method of Differential Scanning Calorimetry (DSC) the initial time of thermo oxidizing decomposition was set and the activity of inhibitors applied in the oil composition was assessed. It has been stated that the BHT inhibitor shows very low antioxidizing effectiveness in conditions of the executed experiment. Propyl gallate is an inhibitor with higher antioxidizing activity, slightiy varying with the prolongation of thermo oxidation time.

Streszczenie

Oceniono wpływ zastosowanych antyoksydantów fenolowych i czasu termooksydacji na zmianę właściwości tribologicznych kompozycji ole­jowych. Stwierdzono wpływ składu ilościowo-jakościowego kompozycji i czasu jej termooksydacji na zmianę właściwości przeciwzużyciowych przy nie zmienionej wartości obciążenia zespawania.
Wykonując badania termiczne metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC), wyznaczono czas początku rozkładu termoutleniającego i oceniono aktywność zastosowanych antyoksydantów w kompozycjach olejowych. Stwierdzono, że zastosowany BHT wykazuje niską skutecz­ność przeciwutleniajacą w warunkach prowadzonego eksperymentu. Galusan propylu jest antyoksydantem o wyższej aktywności przeciwutleniającej, zmieniającej się nieznacznie z wydłużeniem czasu termooksy­dacji.

1-2005 Tribologia

Piotr GŁĄB, Dariusz M. BIELIŃSKI

Politechnika Łódzka, Instytut Technologii Polimerów i Barwników, ul. Stefanowskiego 12/16. 90-924 Łódź, tel: (042) 631-32-14; fax: (042) 636-25-43.

TRIBOLOGICZNE KONSEKWENCJE SEGREGACJI POWIERZCHNIOWEJ ALIFATYCZNYCH ALKOHOLI Z WULKANIZATÓW KAUCZUKU BUTADIENOWO-STYRENOWEGO

TRIBOLOGICAL CONSEQUENCES OF THE SURFACE SEGREGATION OF ALIPHATIC ALCOHOLS FROM STYRENE-BUTADIENE RUBBER VULCANISATES

Key-words: rubber, surface segregation, friction, dissipated energy
Słowa kluczowe: guma, segregacja powierzchniowa, tarcie, energia rozpraszana

Summary

Paper concerns an influence of the surface segregation of low molecular weight components of rubber mix on tribological characteristic of vulcanisates. The surface segregation of aliphatic alcohols (from dodecanol up to docosanol) from peroxide vulcanisates of styrene-butadiene rubber (SBR) was investigated by infrared internal reflection spectroscopy (FTIR-IRS). Kinetics of migration were calculated from FTIR data, applying a final element method, formely used for analysis of diffusion phenomenon in rubber [L. 7]. From results obtained it follows that blooming rate of alcohol increases with an increase of carbon atoms present in its molecule, reaching maximum for pentadecanol, and afterwards decreases. The increase of migration rate is a result of decrease of its solubility limit in rub­ber with an increase of aliphatic chain length. The latter is responsible for a decrease of mobility of alcohol molecules in rubber. A decrease of the solubility limit facilitates an increase of a driving force for diffusion, whereas a decrease of molecules mobility causes an opposite effect.
Method for energy dissipation analysis during friction, based on a simplified spring-like model, bas been presented. The method does not allow to calculate an exact amount of energy dissipated in a material studied during friction test. However, it provides a useful parameter of energy lost, applicable for samples comparison. The coefficient of friction of SBR vulcanisates decreases with an increase of an alcohol bloom thickness, what is the result of lubrication phenomenon. If solid lubrication of alcohol is efficient the hysterical component of friction force could be significantly reduced. However, if an alcohol bloom being formed on the surface of vulcanisate is not thick enough to eliminate bułk deformations of the material, friction can be higher due to plastification of the rubber matrix. It means that the surface segregation causes also changes to the bułk properties of SBR vulcanisates, being the result of the surface gradient of alcohol concentration in the rubber matrix. Its presence can strongly influence tribological performance of the rubber sample.

Streszczenie

Artykuł dotyczy wpływu zjawiska powierzchniowej segregacji po­wierzchniowej małocząsteczkowych składników mieszanki na charakterystykę tribologiczną gumy. Segregacja powierzchniowa alkoholi alifatycznych (od dodekanolu aż do dokozanolu) w nadtlenkowych wulkanizatach kauczuku butadienowe-styrenowego (SBR) była badana za pomocą spektroskopii w podczerwieni, wykorzystującej całkowite wewnętrzne odbicie (FTIR-IRS). Kinetyki migracji obliczano na podstawie widm FTIR, stosując metodę elementów skończonych, zaproponowaną wcze­śniej do analizy zjawiska dyfuzji [L. 7]. Z przeprowadzonych badań wy­nika, że szybkość wykwitania alkoholu wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomów węgla obecnych w jego cząsteczce, osiągając maksimum dla pentadekanolu, po czym obniża się. Wzrost szybkości migracji małoczą-steczkowego dodatku w SBRjest związany z obniżeniem się granicy jego rozpuszczalności w kauczuku, który wynika ze wzrostu długości łańcu­cha alifatycznego. Ten ostatni jest odpowiedzialny za obniżoną mobil­ność cząsteczek alkoholi w kauczuku. Obniżenie granicy rozpuszczalno­ści sprzyja wzrostowi siły napędowej dyfuzji, podczas gdy obniżenie ruchliwości cząsteczek powoduje efekt odwrotny. Zaprezentowano me­todę analizy energii rozpraszanej w procesie tarcia przez materiał próbki, opartą na uproszczonym modelu sprężyny. Metoda nie umożliwia do­kładnego obliczenia ilości energii rozproszonej w badanym materiale podczas testu tarcia. Dostarcza natomiast informacji na temat strat ener­getycznych, które można zastosować w celu porównania materiałów. Współczynnik tarcia wulkanizatów SBR maleje wraz ze wzrostem gru­bości wykwitów alkoholi alifatycznych, co jest przejawem zjawiska sma­rowania. Jeśli smarowanie jest efektywne, umożliwia znaczne obniżenie składowej histerezyjnej siły tarcia. Jednakże, jeśli wykwit uformowany na powierzchni wulkanizatu nie jest wystarczająco gruby, aby wyelimi­nować odkształcenia objętościowe, tarcie materiału może wzrosnąć w wyniku plastyfikacji matrycy kauczuku. Oznacza to, że segregacja po­wierzchniowa powoduje również zmianę właściwości objętościowych wulkanizatu SBR, która jest konsekwencją istnienia powierzchniowego gradientu stężenia alkoholu w matrycy kauczuku. Jego obecność może w znaczący sposób wpływać na zachowanie się gumy w procesie tarcia.

1-2005 Tribologia

Władysław CZUPRYK, Jerzy KOBRYN

Akademia Ekonomiczna, Katedra Aparatury i Inżynierii Procesowej, ul. Komandorska 118/120, 53-345 Wrocław.

CIERNE PRZENOSZENIE PRODUKTÓW ZUŻYCIA JAKO CZYNNIK ZMIAN ZUŻYCIA ELEMENTÓW PARY ŚLIZGOWEJ STAL 45 SUROWA-STAL 45 ULEPSZANA CIEPLNIE

FRICTIONAL TRANSFER OF WEAR PRODUCTS AS A FACTOR EFFECTING CHANGES IN WEAR OF COMPONENTS OF STEEL 45/TOUGHENED STEEL 45 SLIDING PAIRS

Key-words: improvers, oxidative wear, frictional transfer
Słowa kluczowe: dodatki uszlachetniające, zużywanie utleniające, cierne przenoszenie

Summary

The wear of the components of crude steel 45/toughened steel 45 sliding pairs depending on the lubricating oil used was investigated and the results are reported. The investigations concentrated on the oxidative wear area. The standard for wear testing in the Amsler machine recommends the use of mineral oil Lux-10 without addi­tives. Oil Lux-10, because of its tendency to form weak boundary layers, is used in practice to a limited extent. It has found application in not too heavily loaded mechanisms. The research was undertaken since the wear of the components of the crude steel 45/toughened steel 45 sliding pair lubricated with oils with additives in oxidative wear conditions was considered not to be fully explored.
The experiment was conducted in a SMT-1 friction machine (made in the former Soviet Union). The tests were carried out in ac­cordance with PN 82/H-04332. Commercially available engine oils, i.e. Mobil 5W/50, Lotos 15W/40, Lotos 10W/40 and ELF 15W/40 were used in the tests. Oil Lux 10 was used as the reference oil (in accordance with the Polish Standard).
The wear of the components of the crude steel 45/toughened steel 45 sliding pair lubricated with mineral oil Lux-10 was typical. The larger component made from crude steel 45 would wear most. The wear of the component made from toughened steel 45 was five times smaller. The introduction of the above mentioned oils containing additives into the friction zone caused anomalies in the wear of the components of the steel/steel sliding pairs.
The harder components, made of toughened steel 45, would wear more than the soft components made of crude steel 45.
This atypical wear of the components of the crude steel 45/toughened steel sliding pairs lubricated with the oils containing additives can be explained by the formation of composite structure including hard wear particles (oxide and others) in the surface layers of the soft component and the secondary frictional action of this structure on the harder component.

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań zużycia elementów par śliz­gowych stal 45 surowa-stal 45 ulepszana cieplnie, w zależności od rodzaju zastosowanego oleju smarnego. Badania prowadzono w obszarze zużywania utleniającego. Norma opisująca badania zużycia na maszynie Amslera zaleca stosowanie oleju mineralnego Lux-10 bez iodatków uszlachetniających. Olej Lux-10 ze względu na jego skłonności do tworzenia słabych warstw granicznych stosuje się w praktyce eksploatacyjnej w ograniczonym zakresie. Znalazł zastosowanie w niezbyt silnie obciążonych mechanizmach. Z powodu braku pełnych informacji na temat zużycia elementów pary ślizgowej stal 45 surowa-stal 45 ulepszana cieplnie w warunkach zużywania utleniającego przy smarowaniu olejami z dodatkami uszlachetniającymi podjęto takie nadania.
Eksperyment prowadzono na stanowisku badawczym typu SMT-1, 3rodukcji byłego ZSSR. Próby wykonano zgodnie z PN 82/H-04332. Do badań zastosowano oleje silnikowe ogólnie dostępne na rynku, tj. Mobil 5W/50, Lotos 15W/40, Lotos 10W/40, ELF 15W/40. Jako oleju porównawczego użyto zgodnie z zaleceniami PN oleju Lux-10.
Zużycie elementów pary ślizgowej stal 45 surowa-stal 45 ulepsza­nej cieplnie, smarowanej olejem mineralnym Lux-10 było typowe. Najbardziej zużywał się element miększy wykonany ze stali 45 suro­wej. Zużycie elementu wykonanego ze stali 45 ulepszanej cieplnie było pięciokrotnie mniejsze. Wprowadzenie do strefy tarcia ww. olejów sil­nikowych zawierających dodatki uszlachetniające wywołało anomalię w zużywaniu się elementów par ślizgowych stal-stal.
Elementy twardsze wykonane ze stali 45 ulepszanej cieplnie zuży­wały się więcej od elementów miękkich wykonanych ze stali 45 surowej.
Ten nietypowy sposób zużywania się elementów zestawów ślizgo­wych stal 45 surowa-stal 45 ulepszana cieplnie przy smarowaniu ole­jami z dodatkami uszlachetniającymi można tłumaczyć tworzeniem się w warstwach wierzchnich elementów miękkich struktury kompozyto­wej z udziałem twardych cząstek zużycia (tlenkowych i innych) i wtór­nym, ściernym oddziaływaniem takiej struktury na element twardszy.

1-2005 Tribologia

Eugene FELDSHTEIN*, Nikolaj GREBNEY**, Igor BARSHAJ***, Uladzislau KULBITSKI***

*Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn, 65-246 Zielona Góra, ul. Podgórna 50.
**Instytut Metalurgii Proszków Narodowej Akademii Nauk, 220071 Mińsk, ul. Płatonova 41, Republika Białoruś.
***Białoruski Narodowy Uniwersytet Techniczny, Wydział Budowy Maszyn, 220027 Mińsk, pr. F.Skońny, 65, Republika Białoruś.

BADANIA TRIBOLOGICZNE SPIEKANYCH MATERIAŁÓW PRZECIWCIERNYCH

THE TRIBOLOGICAL STUDIES OF SINTERED ANTIFRICTION MATERIALS

Key-words: sintered materials, grinding, momentary coefficient of friction, tempera­ture, relative wear
Słowa kluczowe: materiały spiekane, szlifowanie, chwilowy współczynnik tarcia, tempe­ratura, zużycie względne

Summary

In the paper the results of researches of the tribological properties of sintered antifriction materials, which are used for plate bearings, are described. The materials on the basis of iron powders (FeC2 and FeC2Cu20Pb10) and bronze powder (CuSn9C4) after grinding were studied. The results of researches using the tester T-05 demonstrate ad­vantages of sintered materials in comparison with traditional bearing alloy - founding bronze CuSn5Zn5Pb5. These materials have consid­erably smaller levels of friction coefficient and are characterized by smaller relative wear in comparison with founding bronze. Grinding with true parameters influences noticeably on the friction conditions and the intensity of rub surface wear.

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych oraz stereometrii powierzchni elementów wykonanych ze spiekanych mate­riałów przeciwciernych stosowanych do łożysk ślizgowych. Badano ma­teriały na bazie proszków żelaza i brązu po obróbce szlifowaniem. Wyni­ki badań na testerze T-05 świadczą o przewadze materiałów spiekanych nad tradycyjnym materiałem łożyskowym - brązem odlewniczym Cu-Sn5Zn5Pb5. Wyżej wymienione materiały charakteryzują się znacznie mniejszymi wartościami współczynnika tarcia oraz mniejszym zużyciem względnym w porównaniu z brązem CuSn5Zn5Pb5. Skuteczny dobór warunków szlifowania w sposób znaczący wpływa na warunki tarcia oraz intensywność zużywania powierzchni trących.

1-2005 Tribologia

Janusz KRAWCZYK, Artur ZAKRZEWSKI

Akademia Gómiczo-Hutnicza, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, AL Mickiewicza 30, 30-059 Kraków; e-mail: jkrawczy @ metal.agh.edu.pl

MECHANIZM ZUŻYWANIA SIĘ ROLEK W PROCESIE CIĄGŁEGO ODLEWANIA STALI

THE WEAR MECHANISM OF ROLLS USED IN CONTINUOUS CAST OF STEEL PROCESS

Key-words: CCS rolls, tribology, wear mechanisms, oxidation
Słowa kluczowe: rolki COS, tribologia wysokotemperaturowa, mechanizmy zużycia, utle­nianie

Summary

This paper describes the wear mechanism of rolls used in continuous cast of steel process (CCS). The investigations were carried out on the samples taken from the used up rolls of CCS equipment, Instal­led in PHS SA Katowice Steelwork.
Obtained results will be used in designing of the new material for rolls.

Streszczenie

W pracy zbadano mechanizm zużywania się rolek w procesie ciągłego odlewania stali (COS). Badania wykonano na próbkach pobranych z wy­eksploatowanych rolek urządzenia COS, pracującego w PHS SA Oddział Huta Katowice.
Wyniki badań mają posłużyć w zaprojektowaniu nowego tworzywa na rolki COS.

1-2005 Tribologia

Karol KRZEMIŃSKI, Leszek RUDNIAK

Politechnika Warszawska, Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa, Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, ul. Nowowiejska 24, 00-665 Warszawa.

ANALIZA PORÓWNAWCZA PARAMETRÓW PRACY STAWU BIODROWEGO CZŁOWIEKA Z PANEWKĄ POROWATĄ ORAZ NIEPRZEPUSZCZALNĄ

COMPARATIVE ANALYSIS OF OPERATING PARAMETERS FOR HUMAN HIP JOINT WITH POROUS AND IMPERABILE ACETABULUM

Key-words: human hip joint, pressure distribution, load capacity, oil gap, newtonian and non-newtonian fluid flow
Słowa kluczowe: staw biodrowy człowieka, rozkład ciśnienia, nośność, szczelina smarna, newtonowski i nienewtonowski przepływ cieczy

Summary

Calculations presented in this paper consern pressure distribution in the joint gap and load capacity for human hip joint with impermeable acetabulum thet has hitherto been used and porous acetabulum. The analysis includes calculations for newtonian models basing on constand viscosity of synovial fluid and also non-newtonian models of synovial fluid flow of varying viscosity which is depending of shear velocity.

Streszczenie

W pracy przedstawiono obliczenia rozkładów ciśnienia w szczelinie smarnej i nośność stawu biodrowego z panewką nieprzepuszczalną, jaką dotychczas stosowano w implantach oraz z panewką porowatą. Analiza obejmuje obliczenia dla modelu newtonowskiego przy założeniu stałej lepkości cieczy synowialnej, jak również dla nienewtonowskiego prze­pływu cieczy synowialnej, której lepkość zależy od prędkości ścinania.

TRIBOLOGIA ROK XXXVI NR 2/2005 (200)
  2-2005 Tribologia

Vukić ŁAZIĆ, Milorad JOVANOVIĆ, Dragan ADAMOVIĆ, Nada RATKOVIĆ

Faculty of Mechanical Engineering, University of Kragujevac, Sestre Janjić 6, 34000 Kragujevac, Serbia, Serbia and Monte Negro, Phone: ++381-34-335990, Fax: ++381-34-333192,e-mail: vlazic @ kg.ac.yu, adarn @ uis.kg.ac.yuor vlazic @ microsky.nct

SELECTION OF THE OPTIMUM TECHNOLOGY OF THE FORGING DIES REPARATION FROM THE ASPECT OF TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS

WYBÓR OPTYMALNEJ TECHNOLOGII REGENERACJI MATRYC KUŹNICZYCH Z PUNKTU WIDZENIA CHARAKTERYSTYK TRIBOLOGICZNYCH

Key-words: hard facing, forging dies, filler materiał, micro hardness, microstructure, wear, friction coefficient
Słowa kluczowe: napawanie, matryce kuźnicze, materiał napawany, mikrotwardość, mikrostruktura, zużycie, współczynnik tarcia

Summary

This paper presents a preceding procedure that should be conducted in order to successfully regenerate damaged forging dies by the hard facing process. After the tool damage types identification, as well as their causes, we have chosen the procedurę and the parameters of hard facing that we further corrected by conducting the test hard facings on models. Thus, we were able to relate the output results with the repair technology, taking as a criterion the quality of the surface layers wear resistance, micro hardness, level of residual stresses and strains, etc. This enabled the selection of the optimum technology of hard facing for the adopted pro­cedure and filler material, as well as the selected thermal-treating regime. Our tribological and other investigations have shown that the working lite of the hard-faced tool can be longer than that of the new tool.

Streszczenie

W artykule przedstawiono procedurę, która powinna poprzedzać regenerację uszkodzonych matryc kuźniczych metoda napawania. Po zidentyfikowaniu rodzajów zużycia matryc kuźniczych i jego przyczyn, autorzy wybrali procedure i parametry napawania, a następnie zweryfikowali je na próbkach modelowych. Badano wpływ technologii regeneracji na odporność na zużycie, mikrotwardość, poziom naprężen szczątkowych, odksztatceń itp. Pozwoliło to na wybór optymalnej technologii napawania oraz materiału elektrody, a także warunków obróbki cieplnej. Wykonane badania wykazały i potwierdziły, że trwałość narzędzi regenerowanych napawaniem moze być wyższa niż narzędzi nowych.

2-2005 Tribologia

Jan SADOWSKI

Politechnika Radomska, ul. Malczewskiego 29, 26-600 Radom.

UOGÓLNIONA MIARA ZUŻYCIA

GENERALIZED MEASURE OF WEAR

Key-words: voluminal and mass wearing; resistance of wearing; generalized measure of wear; tribologic researches
Słowa kluczowe: zużycie objętościowe i masowe; odporność na zużywanie, uogólniona miara zużycia, badania tribologiczne

Summary

Wear is measuring in respect of volume, linear or mass. Voluminal decrease conditions also change of linear dimensions, what means sometimes change of value of plays and friction conditionses and dis­qualify the kinematic pair from normal work. Beside volume wear­ing appears the mass wearing - which is important for physical in­terpretation of processes during friction. In this work the Author worked out and proposes put the new, generalized measures of wear­ing and its derivatives. Need of usage the generalized mease of wear results from observed ambiguous estimations of wearing on the ground of measurements volume of mass of wearing products. In peculiarities, at different density of investigated materials once ap­pear difficulties with settlement, which material showed greater wearing in given conditionses. Theoretical considerations presented in this work one supplemented with examples of experimental re­searches, illustrating quantitative differences and ambiguous result­ing from comparisons voluminal with mass wearing. One showed advantages in estimation of wear and its derivatives at usage new measures - generalized wearing.

Streszczenie

Zużycie mierzy się objętościowo, liniowo lub wagowo. Ubytek objęto­ściowy warunkuje także zmianę wymiarów liniowych, co oznacza nie­kiedy zmianę wartości luzów i warunków tarcia oraz wykluczenie pary kinematycznej z normalnej pracy. Obok zużycia objętościowego występu­je zużycie masowe - ważne dla interpretacji fizycznej procesów zachodzą­cych podczas tarcia. Autor w niniejszej pracy opracował i proponuje wprowadzenie nowej, uogólnionej miary zużycia i jego pochodnych. Po­trzeba stosowania uogólnionej miary zużycia wynika z obserwowanej niejednoznaczności ocen zużycia na podstawie pomiarów objętości i masy produktów zużycia. W szczególności, przy różnych gęstościach badanych materiałów, pojawiają się trudności przy ustaleniu, który mate­riał wykazał w danych warunkach większe zużycie. Rozważania teore­tyczne przeprowadzone w niniejszej pracy uzupełniono przykładami ba­dań eksperymentalnych, ilustrującymi ilościowo różnice i niejedno­znaczności wynikające z porównania ze sobą zużycia objętościowego i masowego. Pokazano korzyści w ocenie zużycia i jego pochodnych przy stosowaniu nowej miary - zużycia uogólnionego.

2-2005 Tribologia

Marian W. SUŁEK*, Monika CELUCH**, Anita BOCHO-JANISZEWSKA*

*Politechnika Radomska, Wydział MiTO, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom.
**Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, ul. Dorodna 16, Warszawa.

EFFECT OF MONO- AND POLYOLS ON MOTION RESISTANCE IN THE STEEL-ALUMINA SYSTEM

WPŁYW ALKOHOLI MONO- ORAZ POLIHYDROKSYLOWYCH NA OPORY RUCHU W SKOJARZENIU STAL-TLENEK ALUMINIUM

Key-words: lubrication, ceramics, friction coefficient, alcohols
Słowa kluczowe: smarowanie, ceramika, współczynnik tarcia, alkohole

Summary

In this research an effect of alcohols applied as lubricants on motion resistance in the friction couple: steel-alumina was investigated. The tests were performed in a point contact: steel ball-ceramic disc (tribometer T-11) under load of 40 N with sliding velocity 0.1 m/s. The test duration was 900 s. Pure mono- and polyhydric alcohols of various alkyl chain lengths were used as lubricants. The chemical structure of these alcohols was analysed to assess its influence on motion resistance. The effect of alkyl chain length, number of hydroxyl and methyl groups on the friction coefficient was assessed. The tests revealed significant influence of compound structure on motion resistance in steel-ceramics contact. Reduction of friction coefficient goes with increase of alkyl chain length in the rów: ethanediol, propanediol, butanediol. The character of chemical interactions between the alcohol molecule and alumina surface can explain the action of alcohols in the steel-ceramics contact. One can suppose that creation of bonds between hydrogen atoms from hydroxyl groups and oxygen atoms present at ceramic surface results in chemical adsorption.

Streszczenie

W pracy badano wpływ alkoholi, stosowanych jako substancje smarowe, na opory ruchu w skojarzeniu materiałowym; stal-tlenek aluminium. Badania prowadzono w styku skoncentrowanym: stalowa kulka-tarcza ceramiczna (tribometr T-ll), przy obciążeniu 40 N i prędkości poślizgu 0,1 m/s. Czas testu wynosit 900 s. Substancję smarową stanowiły czyste alkohole mono- oraz polihydroksylowe, o różnej długości łańcucha alkilowego. Analizowano wpływ struktury chemicznej alkoholu na opory ruchu. Badano zależność współczynnika tarcia od długości łańcucha alkilowego, liczby grup hydroksylowych oraz liczby grup metylowych w cząsteczce alkoholu.
Przeprowadzone badania wykazały istotny wpływ budowy związku na opory ruchu w skojarzeniu stal-ceramika. Obserwowano obniżenie współczynnika tarcia wraz ze wzrostem długości łańcucha alkilowego w szeregu: etanodiol, propanodiol, butanodiol. Również wzrost liczby grup hydroksylowych wpływał na obniżenie oporów ruchu. Działanie alkoholi w obszarze tarcia stal-ceramika może wynikać z chemicznego charakteru oddziaływań cząsteczki alkoholu z powierzchnią ceramiki tlenkowej. Można przypuszczać, że badane związki ulegają adsorpcji chemicznej na powierzchni tlenku aluminium w wyniku tworzenia wiązań między atomami wodoru grup hydroksylowych a atomami tlenu obecnymi na powierzchni ceramiki.

2-2005 Tribologia

Tomasz GŁOGOWSKI, Dariusz OZIMINA

Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Katedra Inży­nierii Eksploatacji, Al. 1000-lecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, tel. (0-41) 342-44-92.

ZASTOSOWANIE I PERSPEKTYWY ROZWOJU CIECZY ELEKTROREOLOGICZNYCH

APPLICATIONS AND PERSPECTIVE OF ELECTRORHEOLOGICAL FLUIDS DEVELOPMENT

Key-words: electrorheological fluids, viscosity, electric field, non-Newtonian liquid
Słowa kluczowe: ciecze elektroreologiczne, lepkość, pole elektryczne, ciecz nienewtonowska

Summary

The article presents structure, basic features and possibilities of practical application of electrorheological liquids. Moreover func­tioning and characteristics of heterogeneous and homogeneous elec­trorheological liquids were presented. The article includes simplified models of chains creation in ERF liquid. The attention was also drawn to the possibility of flow resistance reduction by leading the system to the state of null potential. Such action strongly influences increase of efficiency, improvement of exploitation features and sav­ing of energy.
Despite the long-term research on electrorheological effect, this issue has not been fully explained so far. Intensive research in this area, give on opportunity to create intelligent” liquids of universal characteristics.

Streszczenie

W artykule przedstawiono budowę i podstawowe właściwości oraz moż­liwości praktycznego zastosowania cieczy elektroreologicznych. Przed­stawiono sposób działania oraz charakterystykę heterogenicznych i ho­mogenicznych cieczy elektroreologicznych. Ponadto przedstawiono uproszczone modele tworzenia łańcuchów w cieczy ERF. Zwrócono uwagę na możliwość zmniejszenia oporów przepływu poprzez doprowa­dzenie układu do stanu potencjału ładunku zerowego. Takie oddziaływanie na układ może wpłynąć w sposób kluczowy na wzrost sprawności, poprawie właściwości eksploatacyjnych i zaoszczędzeniu energii.
Pomimo wieloletnich badań nad zjawiskami elektroreologicznymi, problematyka ta nie została jeszcze w pełni wyjaśniona. Intensywne ba­dania nad tym problemem dają duże nadzieje na stworzenie cieczy „inteligentnych” o właściwościach uniwersalnych.

2-2005 Tribologia

Marzena PODREZ-RADZISZEWSKA,
Maciej LACHOWICZ, Krystyna HAIMANN,
Włodzimierz DUDZIŃSKI

Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, ul. Smoluchowskiego 25, 50-370 Wrocław.

ANALIZA MIKROSKOPOWA MECHANIZMU ZUŻYCIA POLIETYLENU O ULTRA WYSOKIEJ MASIE CZĄSTECZKOWEJ W ENDOPROTEZACH STAWÓW

MICROSCOPIC ANALYSIS OF ULTRA HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE WEAR MECHANISM IN ENDOPROSTHESIS COMPONENTS

Key-words: wear, UHMWPE, hip endoprosthesis, knee endoprosthesis
Słowa kluczowe: zużycie, UHMWPE, endoproteza stawu biodrowego, endoproteza stawu kolanowego

Summary

Results of microscopic analysis of artificial joint wear made of ul­tra high molecular weight polyethylene are presented in this work. Different mechanism of polyethylene wear in hip and knee endopros-thesis was stated, as a consequence of different construction and na­ture of functioning of artificial joint. Occurrence of process engineer­ing defects in new parts of polyethylene endoprosthesis were ob­served. The defects can initiate destructive process in the endopros­thesis.

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki analizy mikroskopowej mechanizmu zużycia komponentów sztucznych stawów wykonanych z polietylenu o ultra wysokiej masie cząsteczkowej. Stwierdzono zróżnicowany mechanizm zużycia polietylenu w endoprotezach stawu biodrowego i kolanowego, wynikający z odmiennej konstrukcji i charakteru pracy sztucznego stawu. Zwrócono uwagę na obecność na nowych, polietylenowych elementach endoprotez wad wynikających z technologii ich wykonania i sprzyjających inicjacji procesu ich niszczenia.

2-2005 Tribologia

Piotr ZARICZNY

Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, 80-952 Gdańsk, ul. Narutowicza 11/12, tel. (058) 347-28-27.

HYDRODYNAMICZNE ŁOŻYSKA ŚLIZGOWE POPRZECZNE Z WŁASNYM ZASILANIEM - OGRANICZENIA STOSOWANIA

SELF-FEEDING HYDRODYNAMIC PLAIN JOURNAL BEARINGS - CONSTRAINS OF APPLICATION

Key-words: plain bearings, disc feed, bearing speed limit, load carrying capacity constraints, hydrodynamic guide
Słowa kluczowe: łożyska ślizgowe, smarowanie pierścieniem stałym, prędkość graniczna, ograniczenia obciążalności, prowadnica hydrodynamiczna

Summary

Applied methods of non-pressure feeding of hydrodynamic journal bearing have been presented in the paper. Most often used design variants of self-feeding bearing systems with use of feeding ring or disc and their operation principles have been showed and analyzed. Characteristics of supplied oil quantity versus rotational speed are presented for both ring and disc feeding systems. A limit rotational speed in dependence on journal diameter for both systems are con­sidered as well. Reasons why the load carrying capacity of the disc feed journal bearing is constrained have been analyzed. A new con­cept of disc feed journal bearing with oil hydrodynamic guide has been proposed as a mean for increasing the application of self-feeding bearing systems.

Streszczenie

W artykule przedstawiono stosowane sposoby „samozasilania" hydrodynamicznych łożysk poprzecznych. Opisano budowę i działanie najczęściej wykorzystywanych rozwiązań konstrukcyjnych zasilania za pośrednictwem luźnych i stałych pierścieni smarujących. Przeanalizowano ograniczenia tych rozwiązań oraz przyczyny ich występowania. Zwrócono uwagę na wąski obszar stosowania „samozasilania" w łożyskach poprzecznych. Zasygnalizowano podjęcie pracy nad opracowaniem koncepcji smarowania łożyska poprzecznego pierścieniem stałym z dodatkowym wspomaganiem hydrodynamicznym.

2-2005 Tribologia

Elżbieta ROGOŚ

Instytut Technologii Eksploatacji - P1B, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel. (048) 364-42-41.

WŁAŚCIWOŚCI SMARNE MODYFIKOWANEGO OLEJU RZEPAKOWEGO

LUBRICATING PROPERTIES OF MODIFIED RAPE OIL

Key-words: vegetable oils, lubricant additives, antiwear properties, antiseizure properties
Słowa kluczowe: oleje roślinne, dodatki smarne, właściwości przeciwzużyciowe, właściwości przeciwzatarciowe

Summary

This paper presents the effectiveness of the operation of antiwear and antiseizure additives put into the thermooxidized rape oil. The operation results of antiwear additives with different chemical struc­ture and antiwear additives based on zinc dialkyl dithiophosphate were investigated. It has been stated that the most effective antiwear effect have additives based on organic sulfur compounds. There ad­ditives were characterized by favorable antiwear properties, also in conditions of scuffing. The results analysis of testing the effectiveness of antiwear additives enabled to select the most effective one in rela­tion to termooxidixed rape oil.

Streszczenie

W pracy zaprezentowano wyniki badań efektywności działania dodatków smarnych wprowadzonych do termooksydowanego oleju rzepakowego. Badano skutki działania dodatków przeciwzatarciowych o różnej budowie chemicznej oraz dodatków przeciwzużyciowych opartych na dialkiloditiofosforanie cynku. Stwierdzono, że najkorzystniejsze działanie przeciwzatarciowe wykazywały dodatki oparte na organicznych związkach siarki. Dodatki te charakteryzowały się również korzystnymi właściwościami przeciwzużyciowymi, także w warunkach zacierania. Analiza wyników badań skuteczności działania dodatków przeciwzużyciowych umożliwiła wybór najefektywniejszego z nich w odniesieniu do termooksydowanego oleju rzepakowego.

2-2005 Tribologia

Kazimierz BACZEWSKI

Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, tel. (022) 683-97-59, e-mail: k.baczewski @ wme.wat.edu.pl

STUDYJNE I EKSPERYMENTALNE BADANIA WPŁYWU LEPKOŚCI OLEJU NA PROCES SMAROWANIA ŁOŻYSK ŚLIZGOWYCH SILNIKÓW SPALINOWYCH

THEORETICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS THE IMPACT OF VISCOSITY OF OILS ON LUBRICATION PROCESS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE JOURNAL BEARINGS

Key-words: engine, oils, viscosity of oils, internal combustion engine journal bearings
Słowa kluczowe: oleje silnikowe, lepkość olejów, łożyska ślizgowe silników spalinowych

Summary

A theoretical analysis is presented for journal bearings lubrication problems of modern internal combustion engines. More and more frequently low viscosity multigrade oils are used in these engines. It was shown that journal bearings of such engines mostly are lubri­cated predominantly in the mixed, boundary and even elastohydro-dynamic regimes. These conditions required engine oils with very high viscosity parameters. Besides it necessary to take into consid­eration varries of engine oils viscosity with increase of time operation in engines.
Test results of viscosity parameters of new engine oils, changes of these during normal driving conditions in engines and resulting ef­fects for lubrication of engines have been presented.

Streszczenie

W artykule przedstawiono analizę studyjną problemów związanych ze smarowaniem łożysk ślizgowych nowoczesnych silników spalinowych. Silniki te są coraz częściej smarowane olejami o bardzo małej lepkości. Wykazano, że łożyska te pracują z dużym udziałem smarowania granicznego, mieszanego, a nawet elastohydrodynamicznego. Stwarza to bardzo ostre wymagania w stosunku do parametrów reologicznych olejów silnikowych. Przy doborze olejów należy brać pod uwagę zmianę ich lepkości ze wzrostem czasu użytkowania w czasie pracy w silniku. Podano także wyniki badań parametrów lepkościowych olejów świeżych, ich zmiany w funkcji czasu użytkowania w silnikach oraz wynikające z tego implikacje dla procesu smarowania silników.

2-2005 Tribologia

Czesław KAJDAS*, Agnieszka KARPIŃSKA**

* Centralne Laboratorium Naftowe, Al. Żwirki i Wigury 31, 02-091 Warszawa, tel. (022) 668-95-33.
** Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu Rafineryjnego, ul. Chemików 5, 09-411 Płock, tel. (024) 365-74-64.

MECHANIZM TRIBOKATALITYCZNEGO ROZKŁADU KWASU MRÓWKOWEGO

MECHANISM OF TRIBOCATALYTIC FORMIC ACID DECOMPOSITION

Key-words: formie acid, tribochemistry, tribocatalysis, heterogeneous catalysis, NIRAM, exoelectrons
Słowa kluczowe: kwas mrówkowy, tribochemia, tribokataliza, kataliza heterogeniczna, NIRAM, egzoelektrony

Summary

Decomposition of formic acid proceeds on metals, for example on silver, to generate H2 and C02. Some 40 years ago this reaction was used in the research carried out to determine an influence of defects and surface structure of a catalyst on the reaction course. At that time it was believed, that the decomposition took place on undefined active centers [*] according to the following simple mechanism:

HCOOH + 2[*] → CO2 + 2H• → CO2 + H2 + 2[*]

The rate-determining slow step was presumed to be the simultaneous abstraction of the two hydrogen atoms from physically adsorbed, or weakly chemisorbed, formic acid molecule, and the transi­tion state was invoked:
It was shown that adsorbed species other than hydrogen atoms are present on the surface during the decomposition, e.g. adsorbed formate ion HCOO". The decomposition process of the adsorbed ion or radical species, was presented as follows:

O=CH-O•+ 2[*] → O=C•-O•+ H•

This work attempts to link the mechanism of formic acid decom­position with the NIRAM approach (Negative-Ion-Radical Action Mechanism), orientated towards interpretation of tribochemical re­action mechanisms. The NIRAM approach is based on the low-energy electron emission process under friction conditions. Taking into account the above-mentioned mechanisms of formic acid decomposition and considering the most recent data concerning model calculations of the emission of thermal electrons, we propose the fol­lowing mechanism of the formic acid decomposition:

~Ag-O-Ag~ → ~Ag-O• + +Ag~ + e;
HCOOH +e → [HCOOH]•-→ HCOO- + H•
HCOO- …… +Ag~ (chemisorption) → HCOOAg~
Ag-O•+ H• + HCOOAg~ → -Ag-O-Ag~ +CO2 + H2

As a preliminary confirmation of this mechanism we refer to the re­sults of the research on two simple reactions: water synthesis from mo­lecular hydrogen and molecular oxygen on a platinum catalyst initiated by heat and by friction and carbon dioxide synthesis reaction during rubbing of palladium against aluminum oxide. It is demonstrated that this mechanism also allows to account for results of work in which two types of active sites were suggested to be responsible for formic acid decomposition under scratching tests on steel.
Proposed mechanism of formic acid decomposition requires ex­perimental confirmation. Also a comparison needs to be made be­tween catalytic and tribocatalytic reactions on different catalysts. For that purpose a cooperation has been planned with Chiba Insti­tute of Technology in Japan.

Streszczenie

Praca zawiera przegląd światowej literatury związanej z mechanizmami katalitycznego rozkładu kwasu mrówkowego z ukierunkowaniem na inicjowanie reakcji rozkładu w wyniku tarcia oraz propozycję mechanizmu rozkładu kwasu mrówkowego inicjowanego elektronami o niskiej energii.
Zasadnicza różnica między reakcją katalizy a reakcją tribokatalizy leży w sposobie inicjowania. Wiąże się z tym emisja termoelektronów i triboelektronów, które aktywują cząsteczki reagentów. Wspólnym mianownikiem wydaje się być hipoteza NIRAM (Negative-Ion-Radical Action Mechanism), którą wykorzystano w celu zaproponowania nowego schematu mechanistycznego rozkładu kwasu mrówkowego na katalizatorze srebrowym. Wstępnym potwierdzeniem proponowanego mechanizmu mogą być wyniki badań dotyczące przebiegu reakcji syntezy dwutlenku węgla na palladzie i wody na platynie, wobec których podjęte zostały próby wyjaśnienia mechanizmu w oparciu o koncepcję NIRAM.
Zaproponowany mechanizm przebiegu reakcji katalitycznego rozkładu kwasu mrówkowego wymaga potwierdzenia eksperymentalnego. Jednocześnie należałoby dokonać porównania procesów katalitycznych z reakcjami tribokatalitycznymi na różnych katalizatorach.

2-2005 Tribologia

Aleksander NIEOCZYM

* Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin tel. 081 538-12-03, e-mail: a.nieoczym @ pollub.pl

EFFECT OF TIGHTENING METHOD ON TENSION IN BOLTS

WPŁYW CZYNNIKÓW TECHNOLOGICZNYCH NA STABILIZACJĘ POŁĄCZENIA GWINTOWEGO

Key-words: screw joint, protective coats, lubrication, friction moment, moment of torque, fatigue stress.
Słowa kluczowe: połączenie gwintowe, powłoka ochronna, smarowanie, moment tarcia, moment dokręcania, naprężenia zmęczeniowe.

Summary

The stabilization of screw joint and influence of factors protecting against loosening of the joint have been discussed in the present article. The results of experimental examinations associated with the effect of the type of protective coat on threaded section and lubrication on the value of tightening torque have been also presented.

Streszczenie

W połączeniu gwintowym zabezpieczeniem przed spadkiem siły zacisku są siły tarcia występujące na powierzchniach oporowych oraz powierzchni nagwintowanej. Wartość tych sił uzależniona jest od wartości momentu dokręcającego. Jego wartość nie jest stała, zaieży w głównej mierze od: obecności powłoki smarującej, rodzaju powłoki ochronnej, liczby dokręceń. W artykule przedstawiono wyniki badań stanowiskowych, mających na celu ilościowe określenie wpływu wyżej wymienionych czynników na wartość momentu do­kręcającego. Obiektem badań były śruby M6 bez powłoki ochronnej oraz z powłokami: tlenkową, cynkowo-chromianową, cynkową, miedziowo-niklową, niklową, miedziowo-niklowo-chromianową oraz kadmowo-chromianową. Dodatkowo przedstawiono wyniki badań zmęczeniowych śrub i wpływu technologii wykonania powierzchni gwintowej (gwint nacinany lub walcowany) oraz obróbki cieplnej na wartość naprężeń średnich oraz amplitudy napreżeń.

2-2005 Tribologia

Jerzy KORYCKI

Centralne Laboratorium Naftowe, 00-091 Warszawa, ul. Żwirki i Wigury 31.

ŚLADEM ENERGII OD DEFORMACJI DO STANU WZBUDZENIA CHEMICZNEGO

FROM DEFORMATION ENERGY TO CHEMICAL EXCITATION

Key-words: friction, wear, deformation of solids, deformation energy, excitation energy, exciton, phonon, polaron, bipolaron, soliton, tribochemical reaction
Słowa kluczowe: tarcie, zużycie, deformacja ciał stałych, energia deformacji, energia wzbudzeń, ekscyton, fonon, polaron, bipolaron, soliton, reakcja tribochemiczna

Summary

The opinion on the course of processes of the transfer of the energy in friction and wear processes had been presented in this paper.
As the source of energy was pointed friction process, causing de­formation process: of the metal core, surface layer, Langmuir -Blodgett layers and the bulk lubricant. These processes release the free energy to structures and molecules of the core, the surface layer, Langmuir - Blodgett layer and the lubricant, and in the form of chemical energy at fragmentation of structures or molecules, and additionally also by generating electrons plus quanta of the energy such as: photons, phonons, excitons, solitons… .

Streszczenie

W pracy naszkicowano pogląd na przebieg procesów przekazywania energii w procesach tarcia i zużycia.
Jako źródło energii wskazano procesy tarcia, powodujące procesy deformacji: rdzenia metalu, warstwy wierzchniej, warstwy Langmiura--Blodgett i cieczy smarującej. Procesy te uwalniają energię swobodną do struktur i molekuł rdzenia, warstwy wierzchniej, warstwy Langmiura-Blodgett i cieczy smarującej oraz w postaci energii chemicznej przy fragmentacji struktur czy molekuł, a też generując cząstki jako elektrony, kwanty energii jak: fotony, fonony, ekscytrony, soliony… .

2-2005 Tribologia

Jacek PRZEPIÓRKA, Marian SZCZEREK

Politechnika Radomska, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom.

WYKORZYSTANIE POROMERYCZNYCH POWŁOK KOMPOZYTOWYCH W POLIMEROWO-METALOWYCH WĘZŁACH TARCIA

AN APPLICATION OF COMPOSITE POROMER COATINGS FOR POLYMER-METAL FRICTION PAIRS

Key-words: polymer, poromer coating, friction pairs
Słowa kluczowe: polimer, cienkie powłoki poromeryczne, optymalizacja

Summary

A new conception of improving of polymer-metal friction pairs cha-racteristcs is presented. An idea is based on interaction of thin poromer coating and surface layer of metal element.

Streszczenie

W artykule przedstawiono koncepcję metody poprawy charakterystyk tribologicznych polimerowo-metalowych węzłów tarcia, bazującej na wykorzystaniu interakcji pomiędzy cienką, poromeryczną powłoką polimerową i warstwą wierzchnią elementu metalowego.

2-2005 Tribologia
MONOGRAFIE

Tadeusz BURAKOWSKI: Rozważania o synergizmie w inżynierii powierzchni. 379 str., 39 tabl., 145 rys., 324 póz. Bibl. Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Radom 2004. W listopadzie 2004 r. ukazała się nakładem Wydawnictwa Politechniki Radomskiej praca książkowa pod ww. tytułem, której autorem jest prof. dr hab. inż. Tadeusz Burakowski, pracownik Politechniki Radomskiej i wieloletni pracownik Instytutu Mechaniki Precyzyjnej w Warszawie, od lat zajmujący się problematyką inżynierii powierzchni, wybitny specjalista w tej dziedzinie, „ojciec polskiej inżynierii powierzchni", autor wielu prac z tej tematyki, autor lub współautor ponad 25 prac książkowych.

Recenzowana książka jest monografią nowatorską i specyficzną, oparta jest bowiem na wskroś oryginalnych wieloletnich przemyśleniach Autora, a ilustrowana przykładami synergizmu różnych właściwości, zaczerpniętymi z badań innych autorów, przy czym - domniemuję - autorzy badań raczej nie wiedzieli, że z ich badań wynika tenże synergizm.
Monografia składa się z 8 rozdziałów, poprzedzonych wprowadzeniem „Od autora” i „Słowem wstępnym” oraz „Wykazem częściej używanych wprowadzonych oznaczeń” oraz zakończonych „Słowem końcowym”.
W rozdziale 1 „Wprowadzenie” (2 str.) zawarte jest istotnie wprowadzenie w problematykę synergizmu, w oparciu o samoorganizację materii.
W rozdziale 2 „Rodzaje oddziaływań czynników układu” (10 str.) w oparciu o pojęcie układu czynników oraz o efekt ich wzajemnego oddziaływania omówiono ogólnie synergizm, neutralizm i antagonizm, a także wprowadzono i zdefiniowano pojęcie współczynnika oddziaływania.
W rozdziale 3 „Synergizm w technice” (28 str.) podano pojęcie, definicję i rodzaje synergizmu, synergizm dwu- i wieloczynnikowy jedno i wielowłaściwościowy układu fizycznego, głównie areologicznego oraz szczegółowo omówiono współczynnik synergizmu. Szczegółowo omówiono właściwości układu potencjalne i użytkowe, warstwy powierzchniowe technologiczne i eksploatacyjne i transformację pierwszych w drugie, synergizm wzrostu i zmniejszania oraz czynniki synergiczne: parametryczne, materiałowe, technologiczne i konstrukcyjne.
Rozdział 4 zawiera „Synergizm materiałów” (22 str.) i dotyczy dwóch ich grup: stopów - stanowiących wynik kompozycji pierwiastków i kompozytów - stanowiących wynik kompozycji materiałów.
W rozdziale 5 „Synergizm technologii wytwarzania” (129 str.), stanowiącym jeden z dwu podstawowych rozdziałów monografii, omówiono: proces technologiczny wytwarzania warstw powierzchniowych, wprowadzając na tej podstawie i definiując pojęcie systemu areologicznego traktowanego jako kompozyt warstwowy oraz wytwarzanie technologicznych warstw powierzchniowych. Szczegółowo omówiono: l) synergizm właściwości potencjalnych - zwłaszcza twardości i naprężeń własnych - wybranych systemów jedno- i wielokrotnie modyfikowanych warstw wierzchnich przez: kulowanie, obróbkę cieplną zwykłą, obróbkę cieplno-chemiczną i przez implantację jonów, ilustrując go wartościami współczynników synergizmu; 2) synergizm właściwości potencjalnych wybranych systemów warstw wierzchnich i powłok: galwanicznych, natryskiwanych cieplnie i osadzanych metodami PVD i CVD; omówiono również rolę i rodzaje połączeń powłok z podłożem.
W rozdziale 6 „Synergizm technologii eksploatacji” (118 str.) stanowiącym drugi, podstawowy rozdział monografii, w oparciu o proces technologiczny eksploatacji oraz o opracowany ogólny model systemu eksploatacji warstw powierzchniowych i o najważniejsze narażenia I właściwości użytkowe, omówiono synergizm właściwości użytkowych wybranych systemów: l) warstw wierzchnich modyfikowanych jedno i wielokrotnie oraz 2) warstw wierzchnich i powłok. Sposoby modyfikacji i rodzaje nanoszonych powłok były takie same, jak w rozdziale 5. We wszystkich przypadkach były podawane współczynniki synergizmu; nierzadko ich wartość liczbowa przekraczała kilkanaście.
Rozdział 7 „Synergizm właściwości użytkowych wybranych systemów areologicznych i środków smarowych” (27 str.) stanowi swego rodzaju rozszerzenie rozdziału 6 o współpracę tribologiczną elementów jak w tytule rozdziału. Przy tym omówiono oddziaływanie środków smarowych z systemami areologicznymi rozdzielonymi środkiem smarowym i wbudowanym w ten system. Zasygnalizowano wpływ prądu elektrycznego na właściwości systemów tribologicznych oraz impregnowania warstw powierzchniowych.
W rozdziale 8 „Synergizm konstrukcji” (3 str.) zasygnalizowano wybrane przykłady występowania synergizmu różnych elementów różnych konstrukcji.
    W monografii została poruszona problematyka nowa w polskiej literaturze technicznej, wprawdzie odniesiona do inżynierii powierzchni, ale w istocie dotycząca nie tylko tej dyscypliny. Na szczególne podkreślenie wartości monografii zasługują:
  • poprzez wprowadzenie autorskiej rozszerzonej definicji synergizmu (uwzględniający jednak definicje dotychczasowe), autorskiej definicji współczynnika oddziaływania (i wynikających stąd współczynników synergizmu, neutralizmu i anatagonizmu), autorskiej definicji areologii i systemu areologicznego - przedstawienie nowego spojrzenia na inżynierię powierzchni, spojrzenia z punktu widzenia synergizmu;
  • przez wprowadzenie współczynnika synergizmu i antagonizmu - stworzenie możliwości kwantyfikowania wpływu czynników układu areologicznego na określone właściwości układu;
  • przez przedstawienie podejścia systemowego i metodyki postępowania dla określania współczynników synergizmu określonych właściwości układu - stworzenie możliwości ich wykorzystania w innych dyscyplinach nauki.
Autorskie stwierdzenie, że synergizm - to filozofia rozwoju techniki, wydaje się być prawdziwa.
Monografia przeznaczona jest dla pracowników naukowych zajmujących się inżynierią powierzchni, ale również inżynierią materiałową, tribologią, wytrzymałością materiałów - ogólnie budową i eksploatacją maszyn i pojazdów. Mogą z niej również korzystać studenci kierunków mechanicznych wyższych uczelni technicznych oraz pracownicy przemysłu.

Prof. dr hab. inż. Jan SENATORSKI

2-2005 Tribologia

Praca zbiorowa pod redakcją George'a E. TOTTENA i Honga LIANGA: Mechanical Tribology. Materials, Characterization, and Applications. 496 s. Wydawnictwo Marcel Dekker, Inc. (USA), New York-Basel 2004

W pierwszej połowie 2004 roku ukazała się nakładem amerykańskiego wydawnictwa Marcel Dekker, Inc. książka pod ww. tytułem. Jest to praca zbiorowa pod redakcją naukową George'a E. Tottena oraz Honga Lianga. Praca napisana została w języku angielskim przez ponad 30 naukowców z różnych krajów, takich jak: Australia, Białoruś, Chiny, Holandia, Japonia, Niemcy, Polska, Singapur, Szwajcaria, USA. Autorami polskimi są profesorowie: Z. Rymuza, T. Burakowski, M. Szczerek oraz dr inż. W. Tuszyński. Praca dotyczy rozmaitych aspektów inżynierii powierzchni, tribologii oraz inżynierii materiałowej, zarówno zagadnień czysto naukowych, analitycznych, metodologicznych, jak i aplikacyjnych, opracowanych z mechanicznego punktu widzenia.

496-stronicowa praca składa się z dwóch części podzielonych na rozdziały, razem 14 rozdziałów. Poprzedzona jest słowem wstępnym, opracowanym przez redaktorów naukowych, oraz listą autorów z podaniem ich stopni naukowych i miejsca zatrudnienia. Zakończenie stanowi indeks haseł odsyłający Czytelnika na odpowiednie strony tekstu.
Część pierwsza - „Materiał and Tribological Characterization” - składa się z 8 rozdziałów. Rozdziały l i 2 dotyczą odpowiednio metod chemicznego i fizycznego charakteryzowania powierzchni w różnych skalach - od mikroskali do skali atomowej. Podano w nich krótką charakterystykę i przykładowe wyniki uzyskane za pomocą nowoczesnych technik analitycznych, takich jak np. AES, XPS, SIMS, LEED, RHEED, FTIR, XAS, PEEM, ISS, STM, AFM, SEM, TEM, XRD, XRF, VASE, EDS, NMR, RBS czy spektroskopia Ramana. Rozdział 3 to dogłębny opis właściwości powierzchni i tribologii tworzyw sztucznych. Kolejny, czwarty rozdział zawiera opis nowej, efektywnej metody charakteryzowania materiałów, szczególnie polimerów, a także cienkich powłok uzyskanych za pomocą polimeryzacji plazmowej. Nowa metoda polega na użyciu analizy mikrotermicznej wspomaganej mikroskopią sił atomowych (AFM). Sposoby charakteryzowania makro- i mikromechanicznych właściwości materiałów ceramicznych stanowią przedmiot rozdziału 5.
Kolejne trzy rozdziały części pierwszej dotyczą metodyki identyfikacji rozmaitych mechanizmów zużywania i smarowania. Rozdział 6, autorstwa Tadeusza Burakowskiego, Mariana Szczerka oraz Waldemara Tuszyńskiego, nosi tytuł: „Scuffing and Seizure - Characterization and Investigation”. Dotyczy zagadnień badania zacierania i zatarcia z uwzględnieniem zjawisk powierzchniowych w mikro- i nanoskali, hipotez zacierania, kryteriów zacierania i zatarcia, metodyki ich badań tribologicznych oraz sposobów zapobiegania zacieraniu i zatarciu na drodze technologicznej modyfikacji powierzchni lub właściwego doboru środka smarowego. W rozdziale tym scharakteryzowano stosowane obecnie techniki technologicznej modyfikacji powierzchni, np. poprzez nakładanie powłok, a także tribochemiczną modyfikację powierzchni, tj. spowodowaną oddziaływaniem środka smarowego w warunkach tarcia.
W rozdziale 7 opisano zastosowanie tzw. „map zużycia” dla przewidywania mechanizmów zużywania narzędzi skrawających przy różnych parametrach obróbki, zwłaszcza narzędzi pokrywanych cienkimi, twardymi powłokami. Ostatni, ósmy rozdział części pierwszej dotyczy metodyki badania tzw. „smarowania cienkim filmem”, stanowiącego obszar przejściowy pomiędzy smarowaniem EHD a smarowaniem granicznym.
Część druga - „Tribological Applications” - składa się z 6 kolejnych rozdziałów. Rozdział 9 wprowadza do tribologii procesów obróbki skrawaniem z uwzględnieniem narzędzi pokrywanych cienkimi, twardymi powłokami. Rozdział 10 dotyczy tribologii procesów obróbki plastycznej, metod laboratoryjnych badań zjawisk występujących w czasie tej obróbki oraz sposobów modyfikacji powierzchni narzędzi do obróbki plastycznej z użyciem twardych powłok, zarówno cienkich, jak i grubych. Rozdział 11 dotyczy rzadziej poruszanych zagadnień tribologii w przemyśle włókienniczym i przedstawia sposoby modyfikacji powierzchni rozmaitych włókien dla osiągnięcia ich optymalnych właściwości tribologicznych i elektrostatycznych. Rozdział 12 dotyczy tzw. „biotribologii”, a więc tribologii materiałów na zastosowania medyczne i kliniczne (są to tzw. „biomateriały”). Zawiera obszerny przegląd stosowanych biomateriałów, cieczy synowialnych, mechanizmów zużywania biomateriałów i sposobów ich tribologicznego testowania. Zagadnienia te kontynuowane są w rozdziale 13, gdzie opisane są wymagania co do właściwości biomateriałów (np. implantów) oraz czynniki, na które są one narażone w ludzkim organizmie. Przedstawiono także sposoby modyfikacji powierzchni biomateriałów dla zapewnienia ich tzw. „biokompatybilności” z organizmem człowieka. Ostatni, czternasty rozdział autorstwa Zygmunta Rymuzy, nosi tytuł „Epilamization/Barrier Films” i sygnalizuje rzadko poruszane zagadnienia tribologii mikrołożysk wystepujących np. w zegarkach. W szczególności dotyczy sposobów zapobiegania wyciekaniu oleju z takich łożysk poprzez stosowanie specjalnych filmów barierowych. Autor zestawia wymagane właściwości, głównie powierzchniowe, takich filmów i współczesne sposoby ich osadzania.
Wartość tej pracy przejawia się w przedstawieniu najnowocześniejszych metod analizy powierzchni w mikro- i nanoskali, aspektów mikro- i nanotribologii, biotribologii, technik osadzania mikro- i nanopowłok wraz z ich konkretnym zastosowaniem. Dodatkowo praca, charakteryzując najnowsze trendy rozwojowe w wymienionych obszarach, wpisuje się w nurt planowanego, 7 Programu Ramowego Unii Europejskiej (formuła „bio-nano-info”) i może stanowić cenną bazę wiedzy przy formułowaniu wniosków projektów finansowanych przez UE.
Praca przeznaczona jest dla pracowników naukowych zajmujących się inżynierią powierzchni, tribologią, biotribologią, inżynierią materiałową, obróbką skrawaniem, obróbką plastyczną, włókiennictwem, mechaniką precyzyjną i medycyną. Może być także przydatna dla studentów kierunków mechanicznych wyższych uczelni, związanych z budową i eksploatacją maszyn, w szczególności z tribologią, a także pracowników przemysłu.

Marian SZCZEREK
Waldemar TUSZYŃSKI

TRIBOLOGIA ROK XXXVI NR 3/2005 (201)
 
3-2005 Tribologia

Janina ADAMUS*, Piotr LACKI*
* Politechnika Częstochowska.
WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WARSTW UTWARDZONYCH NA STOPIE TYTANU WE WSPÓŁPRACY Z KOŚCIĄ

TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF THE HARDENING LAYERS ON TITANIUM ALLOY DURING COLLABORATION WITH THE BONE
Słowa kluczowe
narzędzia medyczne, warstwy utwardzające, badania tribologiczne, para trąca: metal-kość
slowa-kluczowe
medical tools, hardening layers, tribological tests, frictional pair: metal-bone
Streszczenie
W pracy zwrócono uwagę na możliwości zwiększenia trwałości narzędzi medycznych wykonanych ze stopów tytanu poprzez obróbkę powierzchniową. Podano wyniki badań tarciowo-zużyciowych pary trącej typu: stop Ti6Al4V-kość. Próbki ze stopu tytanu poddano utlenianiu wysokotemperaturowemu i azotowaniu jarzeniowemu. Stwierdzono większą skuteczność azotowania jarzeniowego.
Summary
In the paper an attention was paid to the possibility of the increase in durability of the medical titanium tools by some surfacing methods. The results of the frictional and wear tests for the frictional pair: Ti6Al4V alloy-animal bone were given. Titanium samples have been subjected to the surfacing such as: high temperature oxidation and glow discharge nitriding. It was stated that glow discharge nitriding is more effective.

 

3-2005 Tribologia

Dymitry CAPANIDIS*, Wojciech WIELEBA*
* Politechnika Wrocławska.
BADANIA ODPORNOŚCI NA ŚCIERANIE WYBRANYCH GATUNKÓW STALI TRUDNOŚCIERALNYCH ORAZ WYSOKOWYTRZYMAŁYCH

ABRASION RESISTANCE TESTING OF SOME SELECTED HIGH ABRASION RESISTANCE AND HIGH STRENGTH STEELS
Słowa kluczowe
stal, ścieralność, blacha, stale narzędziowe, rozdrabnianie, opona
Key-words
steel, abrasion, sheet, tool steel, disintegration, tyre
Streszczenie
Przedstawiono wyniki badań ścieralności wybranych gatunków blach trudnościeralnych (występujących np. w postaci płaskownika o grubości od 10 do 12 mm) oraz stali wysokowytrzymałych (występujących w postaci płyt o grubości 50 mm). Badania te miały na celu wytypowanie gatunków stali najbardziej odpornych na ścieranie podczas mechanicznego rozdrabniania zużytych opon samochodowych. Odpowiednio do tych warunków procesu tarcia przyjęto metodę badań ścieralności wytypowanych stali, które przeprowadzono na stanowisku badawczym Tester T-07 produkcji Instytutu Technologii Eksploatacji w Radomiu.
Summary
The service life and reliability of machines depends significantly upon the proper selection of materials for tools. In machinery for a tyre disintegration line (disintegrators, granulators) these tools are subject to high abrasion from rubber and hard steel cord (tyre carcass). The tooling such as cutters, cutter holders, sieves, disintegration chambers shall be fabricated of high abrasion resistant steel and shall be sufficiently strong. Additionally, some of the materials involved (a sieve or a chamber casing) shall be fabricated by welding using steel sheets.
In the paper the results of abrasion resistance tests of some selected high abrasion resistance steel sheets (0 to 12 mm in thickness) were presented. These were: 18G2A, HTK 700 H, HTK 900 H, 23N (designation according to Hut-Trans Katowice), HTK 1000 H, S690QL, RAEX AR 400, FORA 400 and high strength cutter holder (available in sheets 50 mm in thickness) like Q45 (Q&T), 40H (normalised), NC10 (tool steel for cold operation), D2 (tool steel for cold operation), WCL (tool steel for hot operation), H13 (equivalent to A681 accord. to ASTM 1.23.43; tool steel for hot operation). As reference materials the currently used HARDOX 400 steel was used (for the sieve and for granulator cutters), 20HG (part of the case hardened holder), and 20 HG (from the holder core).
Based upon the measurement of the mass wear the abrasion resistance coefficient Kb (wear resistance index) for individual materials was found. The coefficient was defined as a ratio of the volume wear of a model specimen to the volume wear of the tested materials under the same testing conditions.

 

3-2005 Tribologia

Janusz DASIEWICZ*, Zbigniew PAWELEC*, Janusz JANECKI*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.
WPŁYW PARAMETRÓW PROCESU WYTWARZANIA NA WŁAŚCIWOŚCI TERMOUTWARDZALNYCH KOMPOZYTÓW POLIMEROWYCH

THE EFFECT OF MANUFACTURING PROCESS PARAMETERS ON PROPERTIES OF THERMOSETTING POLYMER COMPOSITES
Słowa kluczowe
kompozyt termoutwardzalny, wytwarzanie, współczynnik tarcia, zużycie
Key-words
thermosetting, polymer composit, manufacturing, friction coefficient, wear
Streszczenie
Przeprowadzono badania materiałów kompozytowych na osnowie termoutwardzalnych żywic fenolowo-formaldehydowych przeznaczonych na elementy łożysk ślizgowych. Zbadano wpływ parametrów procesu prasowania (czas, temperatura) na właściwości kompozytów. Spośród właściwości cieplnych mierzono temperaturę odkształcenia cieplnego i współczynnik liniowej rozszerzalności. Zbadano także ich podstawowe właściwości wytrzymałościowe (twardość, udarność i wytrzymałość na ściskanie). Wykorzystując mikroprocesorowy zestaw tribologiczny T-05 zmierzono wartość współczynnika tarcia i odporność na zużywanie skojarzenia kompozyt termoutwardzalny-stal. Testy tribologiczne prowadzono dla różnych parametrów procesu tarcia. Za pomocą mikroskopu oceniono stan powierzchni próbek kompozytowych po eksperymencie tribologicznym.
Summary
The paper presents the results of investigation of the thermosetting composites based on phenolic - formaldehyde resins, intended for sliding bearings parts. The effect of press moulding parameters (duration, temperature) on the composite properties were determined. Thermal parameters like temperature of thermal deformation, and coefficient of linear thermal expansion were also measured. Also mechanical properties were measured (hardness, impact strength, compressive strength). The friction coefficient and wear rate of steel-composite friction pair were measured using T-05 block-on-ring testing machine. The tribological tests were performed at different working conditions. The worn surfaces of the composite were observed using optical microscopy.

 

3-2005 Tribologia

Zbigniew FERENC*, Czesław KOZIARSKI**, Tomasz TRZASKACZ**
* Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Zakład UŚ.
** Wydział Mechaniczny, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Zakład PKMiT Politechnika Wrocławska we Wrocławiu.
DODATKOWE NAPRĘŻENIA W POLU STYKU ELEMENTÓW TOCZNYCH

ADDITIONAL STRESSES IN THE CONTACT AREA OF ROLLING ELEMENTS
Słowa kluczowe
tarcie toczne, przyrost temperatury, stan naprężeń, termosprężystość, mikropoślizg
Key-words
rolling friction, increase of temperature, state of stress, thermo elasticity, micro-slip
Streszczenie
Na podstawie wyprowadzonych w [L. 1] zależności potrzebnych do obliczania przyrostu temperatur w polu styku liniowego elementów tocznych, wyznaczono w pracy pierwsze i drugie pochodne tego przyrostu. Wywoływany on jest zmianą sumy naprężeń głównych, histerezą odkształceniową oraz poślizgiem zewnętrznym. Otrzymane rezultaty wykazały, że najszybszy przyrost temperatury od wszystkich trzech czynników występuje na granicy obszaru tarcia rozwiniętego. Bardzo duża prędkość zmieniania się temperatury w obszarze zamkniętym, poprzez rozszerzalność cieplną, wywołuje dodatkowe naprężenia lub przemieszczenia. Duża zmienność prędkości przemieszczeń z kolei, poprzez siły masowe wywołuje też dodatkowe naprężenia w bieżni elementów tocznych. Obliczenia przeprowadzono dla jednostkowej siły obciążającej, a jego rezultaty przedstawiono na rysunkach.
Summary
Based upon formulas derived in [L. 1], which are necessary for the calculation of temperature increase in the area of linear contact pressure, the first and second derivatives of this increase were determined in this paper. This increase is generated by changes in the sum of principal stresses, deformation hysteresis and external slip. The results obtained showed that the most rapid increase of temperature as related to the three above mentioned factors were present at the boundary of the developed friction area. The extremely high-speed temperature variation in a closed area, due to heat expansion, causes additional stresses or deformations. On the other hand, the high fluctuation of the deformation speed, due to inertia forces, causes additional stresses in the races of the rolling elements. The calculations were carried out for a unit loading force and the results were shown in graphical plots.

 

3-2005 Tribologia

Józef GAWLIK*, L.A. LITVINOW*, Witold PIEKOSZEWSKI**O.A. ROZENBERG***, S. SOCHAN***, Marian SZCZEREK**V. VOZNYJ***
* Katedra Inżynierii Procesów Produkcyjnych Politechniki Krakowskiej.
** Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.
*** Instytut Supertwardych Materiałów i. V.N. Bakula Ukraińskiej Akademii Nauk w Kijowie.
TRIBOLOGICZNE BADANIA MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH NA ENDOPROTEZY STAWU BIODROWEGO

TRIBOLOGICAL INVESTIGATION OF CERAMIC MATERIALS INTENDED FOR TOTAL HIP JOINT REPLACEMENT PROSTHESIS
Słowa kluczowe
tribologiczne badania, endoprotezy stawu biodrowego, cyrkon, szafir
Key-words
tribological investigation, hip joint prosthesis, zirconia, sapphire
Streszczenie
W artykule omówiono podstawy wytwarzania sztucznego szafiru oraz jego właściwości, obróbkę i przeprowadzone badania. Przedstawiono wyniki porównawczych badań tribologicznych skojarzeń materiałowych: chirulen-sztuczny szafir oraz chirulen-dwutlenek cyrkonu, które jest już stosowane w medycynie. Badania te wykazały porównywalne charakterystyki zużycia tych par trących, co pozwala na zastosowanie sztucznego szafiru na główki endoprotez stawu biodrowego. Określono wpływ obróbki powierzchni na jego właściwości tarciowe i zużyciowe.
Summary
In the paper the basics of artificial sapphire manufacturing methods and its properties as well as machining and testing methods were presented. The comparative tribological tests for chiluren-artificial sapphire and chiluren-zirconia (materials already used in medicine) were performed. For both tested friction joints similar friction and wear characteristics were obtained. Additionally the effect of surface machining on tribological characteristics were tested.

 

3-2005 Tribologia

Monika GIERZYŃSKA-DOLNA*,
Andrzej PLEWIŃSKI*,
Hanna WIŚNIEWSKA-WEINERT**
* Politechnika Częstochowska.
** INOP Poznań.
NOWE KIERUNKI ROZWOJU BIOMATERIAŁÓW

NEW TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF BIOMATERIALS
Słowa kluczowe
biomateriały, implanty, procesy zużycia, stopy tytanu, obróbka powierzchniowa
Key-words
biomaterials, implants, wear process, titanium alloy, surface treatment
Streszczenie
W pracy omówiono rodzaje materiałów stosowanych na implanty. Podano typowe zastosowania biomateriałów w medycynie. Zwrócono uwagę na rolę obróbki powierzchniowej w kształtowaniu właściwości użytkowych implantów.
Summary
In the paper materials applied to implants were discussed. The standard applications of the biomaterials to medicine were presented. An attention was paid to a role of surface treatment in creation of the implants properties.

 

3-2005 Tribologia

Stanisław GUZOWSKI*
* Politechnika Krakowska, Instytut Pojazdów Szynowych.
ROLA CIAŁA TRZECIEGO W ZUŻYCIU FRETTINGOWYM

THE ROLE OF THE THIRD BODY IN FRETTING WEAR
Słowa kluczowe
połączenie wciskowe, fretting, ciało trzecie
Key-words
clamped joints, fretting, third body
Streszczenie
Jednym z efektów zużycia frettingowego w styku skoncentrowanym lub płaskim jest tworzenie się produktów zużycia, tzw. ciała trzeciego. Jego rola na dalszy rozwój zużycia jest różnie interpretowana. Bardziej złożony problem ma miejsce w przypadku połączeń wciskowych, szczególnie wykonywanych przez wtłaczanie. Produkty zużycia tworzą się już w trakcie montażu połączenia. W artykule na podstawie badań własnych omówiono mechanizm tworzenia się ciała trzeciego na styku połączonych elementów oraz wpływ chropowatości powierzchni i wartości wcisku na jego rozkład na długości połączenia. Omówiono wpływ utworzonego w trakcie wtłaczania ciała trzeciego na inicjację oraz intensywność rozwoju zużycia frettingowego.
Summary
The "third body" is one of the wear products formed as a fretting wear effect in a concentrated or flat contact. The contribution of the third body in further development of wear is interpreted in various ways. The problem is more complex in clamped joints, particularly in those made by forcing-in. The wear products are formed already during the joint assembly. In the article, on the basis of the author's experiments, the mechanism of the third body formation in the contact area between the joined elements has been presented together with the effect of both the surface roughness and clamp value on its distribution along the joint length. The influence of the third body formed during forcing-in on fretting wear initiation and intensity has been discussed.

 

3-2005 Tribologia

Jerzy JACHIMOWICZ*,**, Rafał KAJKA*,
Jerzy KANIOWSKI*, Włodzimierz KARLIŃSKI*
* Instytut Lotnictwa, Warszawa.
** Politechnika Warszawska, IPBM.
FRETTING W KONSTRUKCJACH LOTNICZYCH

FRETTING IN AIRCRAFT STRUCTURES
Słowa kluczowe
konstrukcje lotnicze, fretting, zmęczenie, zużycie cierne, korozja cierna
Key-words
aircraft structure, fretting, fatigue, abrasive wear, corrosion
Streszczenie
Zmęczenie cierne często jest przyczyną przedwczesnego zniszczenia zmęczeniowego konstrukcji. W artykule omówiono typowe rozwiązania konstrukcyjne, w których może wystąpić fretting. Dla ilustracji tego zjawiska wybrano przykłady obiektów lotniczych, których trwałość została istotnie zmniejszona z powodu wystąpienia efektu frettingu: skrzydło samolotu i wirnik silnika lotniczego.
Summary
Fretting fatigue proceeds when a pair of structural elements are in contact and cyclic stress and relative displacement occur along their contact surfaces. These fretting conditions are observed in bolted and riveted joints, in shrink-fitted shaft couplings, in the blade-dovetail regions of turbomachinery and in the coil wedges of turbine generator rotors as shown in Tab. 1. Under these fretting conditions the fatigue strength decreases less than one-third of that under non fretting conditions. The strength is reduced because of the concentration of contact stresses such as contact pressure and tangential stress at the contact edge, where the fretting fatigue crack forms and propagates.

 

3-2005 Tribologia

Janusz JANECKI*, Janusz DASIEWICZ*Zbigniew PAWELEC*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.
PODWYŻSZENIE EKSPLOATACYJNYCH WŁAŚCIWOŚCI PARY HAMULCOWEJ DROGĄ PRZEKSZTAŁCENIA WARSTWY WIERZCHNIEJ PARTNERA METALOWEGO

THE IMPROVEMENT OF BRAKE PARTS CHARACTERISTICS BY THE MODIFICATION OF SURFACE LAYER OF METAL MATING ELEMENT
Słowa kluczowe
hamulec, warstwa wierzchnia, modyfikacja, azotowanie, powłoka PVD, azotek tytanu
Key-words
brake, surface layer, modification, nitriding, PVD coating
Streszczenie
W artykule zaprezentowano wyniki badań tarciowo-zużyciowych par ciernych. Badania tribologiczne prowadzono na testerze T-05 typu rolka--klocek. Parę tribologiczną stanowiła rolka wykonana z żeliwa ZL 50 a przeciwpróbką był klocek wykonany za pomocą obróbki skrawaniem z klasycznego klocka hamulcowego z kompozytu ciernego. Skojarzenie to w pewnym stopniu imituje węzeł cierny samochodu bęben hamulcowy-okładzina hamulca. Celem badań było określenie wpływu obróbki cieplno-chemicznej żeliwa na zużycie i współczynnik tarcia skojarzenia kompozyt cierny-żeliwo azotowane. Przedmiotem badań była również ocena wpływu powłok przeciwzużyciowych z azotku tytanu (TiN) nakładanych plazmowo na próbkę z żeliwa na charakterystyki tribologiczne pary ciernej. Na postawie otrzymanych wyników badań wykazano brak celowości stosowania modyfikacji warstwy wierzchniej metalowego elementu pary ciernej na drodze obróbki cieplno-chemicznej i pokrywania plazmowego.
Summary
The paper presents results of tribological investigation of friction pairs. The tests were performed using T-05 block-on-ring testing machine. The friction pair consisted of ZL-50 iron ring and a block made of a typical friction composite. This tribosystem imitates the working conditions of a car brake drum and friction lining. The aim of the research was to determine the effect of the iron thermochemical treatment on friction and wear characteristics of friction pair. The research also aimed at determination of effect of antiwear coatings (TiN) deposited on the iron ring on tribological characteristics of friction joints.
The test results indicate that thermochemical treatment as well as antiwear coatings do not improve the tribological performance of brake parts.
Badania wykonano w ramach pracy statutowej WITPiS finansowanej przez KBN

 

3-2005 Tribologia

Janusz JANECKI*, Witold PIEKOSZEWSKI**,Andrzej WOJTAS***
* Wojskowy Instytut Techniki Pancernej i Samochodowej.
** Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.
*** Stresstech, OYE, Holandia.
SPOSÓB WYKRYCIA PRZEDAWARYJNEGO WYTĘŻENIA WARSTWY WIERZCHNIEJ ELEMENTÓW TOCZNYCH METODĄ BARKHAUSENA

THE INFLUENCE OF THE SOOT FULLERENNE ON OXIDATION RESISTANCE OF VEGETABLE OIL - COMPOSITION
Słowa kluczowe
styk skoncentrowany, mikropęknięcia, warstwa wierzchnia, szumy Barkhausena
Key-words
concentrated contact, cicrocracking, surface layer, Barkhausen noises
Streszczenie
W artykule opisano jedną z metod diagnostycznych oceny trwałości tocznych węzłów tarcia. Omówiono możliwość wykorzystania do tego celu metody szumów Barkhausena (Barkhausen Noise) oraz jej sens fizyczny i obiektywnie istniejącą możliwość wyznaczenia powiązań między wartością i przebiegiem parametru magnetosprężystego (MP) a intensywnością procesu zmęczenia warstwy wierzchniej. Wykonano eksperyment laboratoryjny, poddając badaniu zmęczeniowemu warstwę wierzchnią kulek łożyska tocznego, współpracujących z bieżnią, mierząc wartość parametru magnetosprężystego i jego zmiany w czasie aż do chwili pojawienia się zużycia zmęczeniowego (pittingu). Stwierdzono w badaniach, że po wzroście MP w funkcji czasu dochodzi do wyraźnego spadku jego wartości, a następnie ponownego wzrostu; w tym okresie występują początki wydostawania się mikropęknięć zmęczeniowych na powierzchnię tarcia i pojawia zużycie pittingowe. Wskazano na realną możliwość określenia okresu przedawaryjnego, co pozwoli uprzedzić awarię i wskaże na konieczność wymiany tocznego węzła tarcia.
Summary
The fullerene soot containing different concentrations of C60 has been tested as an active additive influencing the lubricating properties of a vegetable oil used as a reference lubricant. The quality assessment of the vegetable oil - compositions has been made using DSC (Differential Scanning Calorimetry).
The thermal oxidation stability of both vegetable oils containing the fullerene soot will be assessed, focusing on efficiency of the action of fullerenes.

 

3-2005 Tribologia

Adam KLESZCZYŃSKI*
* Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Wrocławskiej.

WPŁYW OBCIĄŻENIA NA TARCIE KOMPOZYTU POLIAMIDOWO-STALOWEGO PO STALI

THE INFLUENCE OF LOADING ON FRICTION IN POLYAMIDE/STEEL COMPOSITES BEARING AGAINST STEEL
slowa-kluczowe
kompozyt poliamidowo-stalowy, tarcie, zużycie, krystaliczność
Key-words
polyamide-steel composites, friction, wear, crystallinity
Streszczenie
Wytworzono warstwowy kompozyt poliamidowo-stalowy w normalnych warunkach otoczenia w postaci wycinków pierścieni. Określono stopień krystaliczności warstwy poliamidowej kompozytu. Przeprowadzono badania tribologiczne tego materiału i stali w warunkach tarcia suchego ślizgowego przy różnych (wysokich) obciążeniach i stałej (małej) prędkości poślizgu. Badania przeprowadzono na tribometrze Amslera. Określono stopień krystaliczności poliamidu po tarciu. Wyniki badań wykazały wpływ warunków tarcia na krystaliczność poliamidu i związane z tym efekty tribologiczne.
Summary
Tribological investigations of layered polyamide/steel composites bearing against steel were carried out. The composites were manufactured under normal ambient conditions in terms of pressure and temperature. The friction pairs were tested under dry sliding friction condition. The specimens were made of the composite material, and the counter specimens were made of steel. Different loading and a constant sliding speed were taken for experimentation. The loading was high, and the speed was low. The testing was carried out using the Amsler testing machine. The crystallity degree of the polyamide layers was controlled by X-ray screening before and after testing.
The graphs included in the paper present changes in the value of the coefficient of friction as a function of the friction distance, the mean temperature and composite wear. The results of the experimental research work done proved the influence of the friction conditions on the cristallity of the polyamide and the associated tribological phenomena. Under some conditions the crystallity of the polyamide increased, whereas in other conditions, the crystallity decreased (when compared to the initial stage).

 

3-2005 Tribologia

Czesław KUSIAK*
* Politechnika Wrocławska,
Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn,
Zakład Podstaw Konstrukcji Maszyn i Tribologii,
Wrocław.

POMIAR SKŁADOWEJ STYCZNEJ I NORMALNEJ SIŁY ODDZIAŁYWANIA MIĘDZY POWIERZCHNIAMI W PROCESIE TARCIA Z UWZGLĘDNIENIEM ADHEZJI

MEASUREMENT OF THE TANGENT AND NORMAL COMPONENTS OF THE FORCE OF INTERACTION BETWEEN TWO SURFACES IN THE PROCESS OF FRICTION WITH ADHESION TAKEN INTO ACCOUNT
slowa-kluczowe
tarcie ślizgowe, adhezja, siła normalna, siła styczna
Key-words
sliding friction, adhesion, tangential force, normal force
Streszczenie
Tematem referatu jest zależność między adhezją a tarciem ślizgowym ciał metalicznych. Adhezję powodują siły oddziaływania między powierzchniami, zagadnienie tych sił było analizowane we wcześniejszych publikacjach autora. Dla weryfikacji uzyskanych wówczas wyników zaplanowano eksperyment, polegający na zmierzeniu sił, działających między czołowymi powierzchniami próbek cylindrycznych, wykonanych ze stali, polerowanych dla uzyskania adhezji. W tym celu zaprojektowano i wykonano stanowisko badawcze omówione w referacie.
Badając zależność między tarciem a adhezją wykonano pomiary momentu skręcającego, powodującego zerwanie połączenia adhezyjnego, oraz pomiary siły oderwania próbek. Na podstawie uzyskanych danych wyliczono, stosując odpowiednie procedury, umowną wartość siły oraz współczynnika tarcia.
Rejestrowane podczas eksperymentu wykresy momentu skręcającego oraz siły adhezji dostarczają informacji o zmianie tych parametrów w funkcji czasu.
Uzyskane wyniki potwierdziły, zdaniem autora, przydatność urządzenia i zastosowanej metody pomiaru oraz rejestracji wyników do badań związków między tarciem a adhezją.
Summary
In the paper the role of adhesion in the process of friction has been discussed. It was noted that adhesion may constitute an important source of the resistance to motion, especially under dry friction condition. It was confirmed that for the benefit of the process uniformity it would be good to control friction and adhesion forces using the same friction pair. The layout of a test stand for a simultaneous measurement of these two values together with some preliminary results was presented.

 

3-2005 Tribologia

Karol KRZEMIŃSKI*
* Politechnika Warszawska.

ZJAWISKA CIEPLNE W ŁOŻYSKACH POROWATYCH

THE HEAT PHENOMENA IN POROUS BEARINGS
slowa-kluczowe
łożysko porowate, wymiana ciepła, rozkład temperatury i ciśnienia
Key-words
porous bearing, heat transfer, tempherature and pressure distribution
Streszczenie
W pracy opisano modele matematyczne, które mogą być stosowane w analizie teoretycznej parametrów pracy łożysk porowatych. Te modele to: model izotermiczny, pseudoadiabatyczny i diatermiczny. Podane zostały równania ruchu i energii dla szczeliny smarnej i tulei porowatej oraz założenia i warunki brzegowe. Wskazano na różnice w opisie zjawisk cieplnych w łożyskach porowatych i konwencjonalnych.
Summary
The mathematical models which have been employed in theoretical analysis of the operation of porous bearings are describad in the paper. These are: isothermal, pseudoadiabatic and diathermal models. The equations of flow motion and energy in the oil gap and in porous sleeve as well assumptions and boundary conditions were given. The difference of descriptions of the heat phenomena between porous and convencional bearings has been indicated.

 

3-2005 Tribologia

Alicja LABER*, Stanisław LABER*, Krzysztof ADAMCZUK*
* Uniwersytet Zielonogórski.

WPŁYW ZGNIOTU NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE STOPU ALUMINIUM FORTAL 2024

THE INFLUENCE OF VOLUME DEFORMATION ON TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF THE ALUMINIUM ALLOY FORTAL 2024
slowa-kluczowe
zgniot, właściwości tribologiczne, stop aluminium FORTAL 2024
Key-words
volume deformation, tribological properties, aluminium alloy FORTAL 2024
Streszczenie
Stop aluminium FORTAL 2024 stosowany na narzędzia - formy rozdmuchowe do tworzyw sztucznych - poddano zgniotowi 5, 10, 15 i 20% oraz przebadano właściwości tribologiczne (opory ruchu, zużycie, temperaturę środka smarnego oleju bazowego SN150) próbki skojarzenia trącego badany stop/stal NC10 o twardości 60 HRC. Wykazano, że zgniot bardo istotnie wpływa na właściwości tribologiczne stopu aluminium FORTAL 2024.
Summary
The aluminium alloy FORTAL 2024 used for blowing forms for the plastic materials was crushed from 5 to 20% and tribological properties (motion resistance, wear, temperature of base oil SN150 lubricating medium), of the friction association sample FORTAL 2024/ steel NC10 with hardness 60HRC was researched. Essential influence of volume deformation onto tribological properties of aluminium alloy FORTAL 2024 was ascertained.

 

3-2005 Tribologia

Alicja LABER*, Stanisław LABER*, Radosław TKACZYK*
* Uniwersytet Zielonogórski.

OCENA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH POWŁOK NATRYSKIWANYCH

RESEARCH TRIBOLOGICAL PROPERTY OF THERMAL SPRAYING COATINGS
slowa-kluczowe
powłoki metalowe, współczynnik tarcia, zużycie
Key-words
metallic coatings, friction faktor, wear
Streszczenie
W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych, tj. zużycia, współczynnika i siły tarcia powłok uzyskanych na drodze metalizacji natryskowej. Badaniom poddano powłoki na bazie niklu, chromu, chromo-niklu, węglików spiekanych oraz kompozytu ceramicznego. Badania przeprowadzono w funkcji zmienności parametrów P, v, T, jak również dla stałej prędkości i obciążenia. Wykazano, że najkorzystniejszymi właściwościami tribologicznymi spośród badanych powłok charakteryzuje się powłoka na bazie węglików spiekanych, a najgorszymi powłoka ceramiczna.
Summary
This paper presents some research results about tribological property: wear, factor and force friction of layer, that was made.
Research was made on nickel-, chrome-, chrome-nickel-, carbide-, ceramics - layers. Research was made in function of inconstancy P, v, T and constant speed and load. Best results has carbide-layer and worst ceramics layer.

 

3-2005 Tribologia

Piotr LACKI*, Janina ADAMUS*, Marek JAŁBRZYKOWSKI**
* Politechnika Częstochowska.
** Politechnika Białostocka.

CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE PAR KINEMATYCZNYCH STOSOWANYCH W ENDOPROTEZACH STAWU BIODROWEGO

TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS OF THE KINEMATIC PAIRS APPLIED IN THE HIP ENDOPROSTHESES
slowa-kluczowe
charakterystyki tribologiczne, pary kinematyczne, endoproteza
Key-words
tribological characteristics, kinematic pairs, endoprosthese
Streszczenie
W pracy omówiono nowe rozwiązania układu głowa-panewka. Podano wyniki badań własnych, dotyczących różnych materiałów stosowanych na pary trące. Najlepsze wyniki uzyskano dla pary trącej ceramika-ceramika.
Summary
In the paper new solutions of the "head - acetabular cup" system have been discussed. Moreover, the test results of the different materials used for frictional pairs have been given. The best results have been obtained for the "ceramics-ceramics" frictional pair.

 

3-2005 Tribologia

Michał LIBERA*
* Politechnika Poznańska.

PROPOZYCJA MODELU POWIERZCHNIOWEJ TRWAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ UWZGLĘDNIAJĄCEGO JEJ ROZRZUT

MATHEMATICAL MODEL OF SURFACE FATIGUE LIFE SCATTER
slowa-kluczowe
model, zmęczenie powierzchniowe, rozrzut
Key-words
model, surface fatigue, scatter
Streszczenie
Artykuł należy do grupy prac zmierzających do ustalenia przyczyn ogromnego rozrzutu powierzchniowej trwałości zmęczeniowej łożysk tocznych. Zaprezentowano w nim analizę wpływu czynników występujących w opracowanym uprzednio modelu powierzchniowej trwałości zmęczeniowej na jej rozrzut. W efekcie analizy ustalono ranking parametrów, których zmienność wartości ma największy wpływ na rozrzut powierzchniowej trwałości zmęczeniowej. Ranking umożliwia ukierunkowanie prac technologicznych, zmierzających do utworzenia optymalnej warstwy wierzchniej, w której zachodzą zjawiska zmęczenia powierzchniowego.
Summary
In this work was presented the proposition of mathematical model of surface fatigue life created on the basis of the investigation of roller bearings NU309. Many factors can have an influence on surface fatigue life. Even if the considerations were limited to factors connected with surface layer the analysis have to included both roughness as well as physical properties. Moreover the surface fatigue life can be dependent on mean values or variability of these parameters. In this paper for estimation the influence of some surface layer parameters on surface fatigue life was application the correlation analysis, the factor analysis, the rough sets theory and multiple regression. In the consequence the equation which partly explains the spread of surface-fatigue life was proposed. On the basis this equation the ranking of surface layer parameters which influences on life scatter (spread) was shown.

 

3-2005 Tribologia

Michał LIBERA*, Witold PIEKOSZEWSKI**,
* Politechnika Poznańska.
** Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

WPŁYW WARUNKÓW PRACY ELEMENTÓW PODDAWANYCH CYKLICZNYM OBCIĄŻENIOM STYKOWYM NA ROZRZUT POWIERZCHNIOWEJ TRWAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ

THE INFLUENCE OF OPERATIONAL CONDITIONS OF ROLLING BEARINGS ELEMENTS ON SURFACE FATIGUE SCATTER
slowa-kluczowe
zmęczenie powierzchniowe, metody eksploracji danych
Key-words
surface fatigue, methods of data exploration
Streszczenie
W prezentowanej pracy zawarto wstępne wyniki badań zmierzających do ustalenia wpływu warunków pracy elementów poddawanych cyklicznym obciążeniom stykowym na rozrzut ich trwałości. Oceny tego wpływu dokonano poprzez analizę wyników badań trwałości wałeczków współpracujących z trzema pierścieniami łożyska walcowego oraz kulek na aparacie czterokulowym. W pierwszym z tych przypadków między współpracującymi elementami występowało tarcie płynne, natomiast w drugim tarcie mieszane. W rezultacie analizy wyników badań stwierdzono, że zwiększanie oporów tarcia powoduje zmniejszenie rozrzutu powierzchniowej trwałości zmęczeniowej.
Summary
Rolling contact fatigue is characterized by large spread (scatter), which is a problem for designers and users of machine elements. Many factors can have an influence on rolling contact fatigue life spread. The surface fatigue life can be dependent on constructional, technological and operational factors. In this paper were presented preliminary results of investigation aim at finding the influence of operational conditions on rolling contact fatigue life scatter of machine elements. The estimation this influence on the basis of investigation results of rollers and balls bearing carried out. Bearing rollers were tested on special stand when one roller work with three inner ring. Balls were tested on four-ball tester. In the consequence it was stated that the lubrication conditions influences on rolling contact fatigue life spread - increase frictional resistance produces decrease spread.

 

3-2005 Tribologia

Włodzimierz WALIGÓRA*
* Politechnika Poznańska.
** Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

WPŁYW WARUNKÓW PRACY ELEMENTÓW PODDAWANYCH CYKLICZNYM OBCIĄŻENIOM STYKOWYM NA ROZRZUT POWIERZCHNIOWEJ TRWAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ

THE INFLUENCE OF OPERATIONAL CONDITIONS OF ROLLING BEARINGS ELEMENTS ON SURFACE FATIGUE SCATTER
slowa-kluczowe
zmęczenie powierzchniowe, metody eksploracji danych
Key-words
surface fatigue, methods of data exploration
Streszczenie
W prezentowanej pracy zawarto wstępne wyniki badań zmierzających do ustalenia wpływu warunków pracy elementów poddawanych cyklicznym obciążeniom stykowym na rozrzut ich trwałości. Oceny tego wpływu dokonano poprzez analizę wyników badań trwałości wałeczków współpracujących z trzema pierścieniami łożyska walcowego oraz kulek na aparacie czterokulowym. W pierwszym z tych przypadków między współpracującymi elementami występowało tarcie płynne, natomiast w drugim tarcie mieszane. W rezultacie analizy wyników badań stwierdzono, że zwiększanie oporów tarcia powoduje zmniejszenie rozrzutu powierzchniowej trwałości zmęczeniowej.
Summary
Rolling contact fatigue is characterized by large spread (scatter), which is a problem for designers and users of machine elements. Many factors can have an influence on rolling contact fatigue life spread. The surface fatigue life can be dependent on constructional, technological and operational factors. In this paper were presented preliminary results of investigation aim at finding the influence of operational conditions on rolling contact fatigue life scatter of machine elements. The estimation this influence on the basis of investigation results of rollers and balls bearing carried out. Bearing rollers were tested on special stand when one roller work with three inner ring. Balls were tested on four-ball tester. In the consequence it was stated that the lubrication conditions influences on rolling contact fatigue life spread - increase frictional resistance produces decrease spread.

 

3-2005 Tribologia

Maciej MATUSZEWSKI*, Michał STYP-REKOWSKI*
* Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy, Wydział Mechaniczny.

SPOSÓB OBRÓBKI SKRAWANIEM A KIERUNKOWOŚĆ STRUKTURY GEOMETRYCZNEJ POWIERZCHNI

KIND OF MACHINING AND TEXTURE DIRECTION OF SURFACE'S GEOMETRIC STRUCTURE
slowa-kluczowe
warstwa wierzchnia, kierunkowość struktury, metody obróbki, styk konforemny
Key-words
surface layer, texture direction, method of machining, conformal contact
Streszczenie
W pracy omówiono cechy warstwy wierzchniej (WW) elementów maszyn ze szczególnym wyróżnieniem kierunkowości struktury geometrycznej powierzchni (SGP). Omówiono relacje między stanem WW powierzchni roboczych a zastosowanym sposobem obróbki, szczególnie obróbki wykańczającej. Przeprowadzona analiza wykazała, że wymuszenia o charakterze siłowym i termicznym oddziałują głównie na wnętrze WW, zmieniając jej stan naprężeń oraz strukturę, a efekt wymuszeń kinematycznych obserwuje się głównie w SGP. Stwierdzono ponadto, że nie tylko same wartości parametrów kinematycznych, lecz także ich wzajemne relacje mają wpływ na kształt i rozmieszczenie śladów obróbki.
Summary
In presented paper there are discussed the features of surface layers (SL) of machine elements with particular distinguishing texture direction of surface geometric structure (SGS). On the base of earlier investigations one ascertain that this parameter of SGS have essential influence on wear process. Relationships between SL state of functional surfaces and kind of machining, especially finishing were described too. The changes in surface layer under external load during manufacturing process have continuous character and they are called transformation of technological surface layer. Worked out analysis proved that load of strength and thermal type reacted mainly on inner part of SL changing state of stresses and structure of material. Instead, the effects of kinematical load are visible in SGS. Moreover, one discovered that influence on shape and distribution of feed ridges have not only values of kinematical parameters but also their mutual relation. Information about further investigations which concern influence of texture direction of SGS on transformation run in kinematical pair with conform contact is given too.

 

3-2005 Tribologia

Remigiusz MICHALCZEWSKI*, Witold PIEKOSZEWSKI*,
Marian SZCZEREK*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

ZUŻYCIE TRIBOLOGICZNE WYSOKOOBCIĄŻONYCH WĘZŁÓW TARCIA Z ELEMENTAMI POKRYTYMI CIENKIMI TWARDYMI POWŁOKAMI PRACUJĄCYMI W RUCHU OSCYLACYJNYM DUŻEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

THE TRIBOLOGICAL WEAR OF THIN HARD COATED ELEMENTS OF HEAVY-LOADED FRICTION PAIRS IN HIGH FREQUENCY OSCILLATORY MOTION
slowa-kluczowe
zużycie, oscylacyjny ruch, dodatki typu AW/EP, powłoki przeciwzużyciowe
Key-words
wear, oscillatory motion, additives AW/EP, antiwear coatings
Streszczenie
W pracy zaprezentowano charakterystyki zużyciowe smarowanych węzłów tarcia z elementami z powłokami przeciwzużyciowymi (TiN, CrN i WC/C) pracującymi przy oscylacyjnym ruchu ślizgowym. Węzeł tarcia smarowano olejem bez dodatków, z dodatkami przeciwzużyciowymi (AW) i z dodatkami przeciwzatarciowymi (EP).
Ślady tarcia poddano obserwacji za pomocą mikroskopu optycznego i elektronowego oraz analizie pierwiastkowej z wykorzystaniem mikroanalizatora rentgenowskiego.
Z przeprowadzonych badań wynika, że w węźle tarcia, realizującym oscylacyjny ruch ślizgowy, wciąż zdecydowanie skuteczniejsze okazuje się stosowanie dodatków smarnościowych, powodujących korzystne przemiany tribochemiczne w strefie tarcia, niż chronić powierzchnię elementów cienkimi, twardymi powłokami. Aczkolwiek w sytuacji, gdy elementy trące w ruchu oscylacyjnym pracują w systemach wymagających smarowania, a zastosowanie dodatków uszlachetniających do środków smarowych jest niemożliwe lub niewskazane, celowe jest stosowanie powłoki TiN lub WC/C.
Summary
The paper presents the tribological characteristics of friction pairs with elements coated with antiwear coatings (TiN, CrN and WC/C). The tribological tests were conducted in high frequency oscillatory motion using T-19 testing machine. The friction pairs were lubricated with mineral base oil as well as this oil with two types of lubricating additives.
The wear scars were observed using optical and electron microscopy. After tests the surface layer were analysed using X-ray technique.
The presented results indicate, that under high frequency oscillatory motion in the most cases is more effective to apply lubricating additives than protect rubbing elements with antiwear coatings. In case, when it is not recommended to use oil with lubricating additives, it is possible to reduce wear of rubbing elements by deposition of TiN and WC/C coatings.

 

3-2005 Tribologia

Ryszard MOSZUMAŃSKI*, Krzysztof PLEWNIAK
* Politechnika Krakowska.

THE INFLUENCE OF SINTERING PRESSURE AND TEMPERATURE ON ABRASIVE WEAR OF WC-Co SINTERS

WPŁYW CIŚNIENIA I TEMPERATURY SPIEKANIA NA ZUŻYCIE ŚCIERNE SPIEKÓW WC-CoTHE INFLUENCE OF SINTERING PRESSURE AND TEMPERATURE ON ABRASIVE WEAR OF WC-Co SINTERS
slowa-kluczowe
węglik wolframu, spieki WC-Co, gęstość, odporność na ścieranie
Key-words
tungsten carbide, WC-Co sinters, density, wear resistance
Streszczenie
Przeprowadzono badania odporności na ścieranie materiałów spiekanych typu WC-Co, w zależności od ciśnienia prasowania i temperatury spiekania, a także wpływ wielkości ziaren fazy a (WC) oraz zawartości kobaltu w spieku na przykładzie wybranej mieszanki (WC-13%Co). Nadmierny rozrost ziarna jak i zwiększenie zawartości kobaltu w spieku pogarszają jego odporność na ścieranie. Dla rozpatrywanych zakresów ciśnienia prasowania i temperatury spiekania ustalono maksymalną wartość odporności na ścieranie. Wyznaczono także zależności pomiędzy gęstością, skurczem i twardością spieku a ciśnieniem prasowania i temperaturą spiekania.
Summary
Sintered tools based on tungsten carbide with cobalt are widely used for making tools for plastic working and also for machining. The surfaces of die inserts for pressing, extrusion and drawing, also the blades of cutting tools, milling cutters and drills are exposed to intensive abrasive wear.
The results of tests of wear resistance of WC-Co sintered materials, considering either the influence of pressing pressure and the temperature of sintering or influence of the grain size of a-phase (WC) and also contents of cobalt in a sinter, taking as an example a particular mixture (WC-13%Co) are shown and described in this article. On the ground of own research it was stated that either excessive grow of a grain or the increase of cobalt contents in a sinter can worse its resistance for abrasive wear, whereas for ranges of pressing pressure and the temperature of sintering that were taken into consideration, the ranges of values, where the resistance for abrasive wear is the highest were observed. It was ascertained that density, shrinkage and hardness of a sinter are dependent on pressing pressure and the temperature of sintering.

 

3-2005 Tribologia

Stanisław NOSAL*, Tomasz ORŁOWSKI**
* Politechnika Poznańska.
** LUMAG Sp. z o.o., Budzyń.

WPŁYW TEMPERATURY NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE SKOJARZENIA: MODYFIKOWANY MATERIAŁ CIERNY-ŻELIWO SZARE

INFLUENCE OF THE TEMPERATURE ON THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF THE FRICTION PAIR: MODIFIED MATERIAL-GREY CAST IRON
slowa-kluczowe
hamulce, materiały cierne, miedź, mosiądz, współczynnik tarcia, zużycie
Key-words
brake, friction material, copper, brass, friction coefficient, wear
Streszczenie
W referacie przedstawiono wpływ temperatury na zużycie elementów skojarzenia okładzina cierna-żeliwna tarcza hamulcowa. Do ciernego materiału bazowego jako napełniacze wprowadzono 5% (wag.) miedzi lub mosiądzu w postaci wiórów oraz pył cierny modyfikowany borem. Badania tribologiczne wykonano na stanowisku Kraussa typu RWDC 136B z zamontowanym hamulcem. Tarcza hamulcowa była wykonana z żeliwa szarego. Test tribologiczny trwał 14 godzin i zawierał 5-se-kundowe zahamowania przy stałej prędkości obrotowej (660 lub 850 obr./min) i ze stałym momentem hamowania (355 Nm), rozpoczynające się od temperatury: 100°C, 200°C, 300°C i 400°C.
Niezawodne funkcjonowanie hamulców zależy w dużym stopniu m.in. od przyrostu grubości okładzin ciernych pod wpływem temperatury, dlatego wykonano także badania w tym zakresie.
Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że wprowadzone dodatki kilkakrotnie zmniejszyły zużycie materiału ciernego, zwłaszcza w temperaturze 300°C i 400°C. Zmniejszyło się także zużycie żeliwnej tarczy hamulcowej. Zdecydowanie najkorzystniej zachował się materiał cierny zawierający 5% miedzi, do którego dodano pyłu ciernego modyfikowanego borem.
Opisane w tym referacie badania są kontynuacją badań przedstawionych w pracy [L. 1].
Summary
The paper presents the influence of the temperature on the wear of the friction pair elements: brake lining - cast iron brake disc. Gravimetrical 5% copper or brass in form of chips and boron modified friction dust have been brought into the basis friction materials as fillers. Tribological tests have been carried out on the machine Krauss type RWDC 136B with a equipped with a brake. The brake disc is made of grey cast iron. The tribological test took 14 hours und consisted 5 sec. brakings with constant rotational speed (660 or 850 rotations per minute) and a constant brake braking couple (355 Nm), starting with the temperature: 100°C, 200°C, 300°C i 400°C.
A reliable function of the brakes depends to a large extent on the linings thickness increase under temperature, therefore there have been also tests on this field carried out.
On the basis of this tests it's been proved, that the brought in additives have decreased the friction material wear several times, especially in the 300°C and 400°C. the wear of the cast iron drake disc has also decreased. Definitely best behavior showed the friction material with 5% copper, consisting boron modified friction dust.

 

3-2005 Tribologia

Edyta OSUCH-SŁOMKA*, Witold PIEKOSZEWSKI*
Marian SZCZEREK*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

CHARAKTERYSTYKI TARCIOWE KOMPOZYTÓW POLIAMIDOWYCH WSPÓŁPRACUJĄCYCH ŚLIZGOWO ZE ZMODYFIKOWANYM ELEMENTEM STALOWYM

FRICTIONAL CHARACTERIZATIONS OF POLYAMIDE 6.6 COMPOSITES CO-OPERATING WC/C, CRN COATINGS OBTAINED ON THE STEEL
slowa-kluczowe
poliamid 6.6, kompozyty polimerowe, powłoki WC/C i CrN, węzeł tarcia
Key-words
polyamide 6.6, polymer composites, coatings WC/C and CrN, friction pair
Streszczenie
W pracy przedstawiono wyniki wpływu zawartości dwusiarczku molibdenu na charakterystyki tribologiczne kompozycji PA 6.6 w skojarzeniu tarciowym ze stalą ŁH15 i z nałożonymi na nią powłokami WC/C i CrN. W przypadku współpracy stosowanych układów materiałowych polimerowo-metalowych węzłów tarcia, czyli elementu stalowego z polimerem modyfikowanym dwusiarczkiem molibdenu otrzymano wyniki potwierdzające redukcję zużycia kompozytu oraz siły tarcia. Współpraca poliamidu PA 6.6 z elementem stalowym, którego powierzchnia została zmodyfikowana poprzez nałożenie powłoki WC/C i CrN wykazała zmniejszenie wartości współczynnika tarcia i intensywności zużycia w porównaniu ze współpracą z przeciwpróbką stalową niezmodyfikowaną.
Summary
In this work was finding an effect of the content of disulphide of molybdenum (MoS2) on sliding properties of PA 6.6 composites in the contact with tool steel covered WC/C and CrN layers. Sliding properties were characterised by friction force and wear. Friction coefficient values and wear were plotted and analysed along sliding distance. Experiments were conducted under conditions of dry friction of ring-on-disk type, where disks were made of modified polyamide 6.6 composites and rings were made of steel modified wear resistant layers: WC/C and CrN. It was observed that an influence of filler on the sliding properties of PA 6.6 composites is easy to assess. For example, a decrease in friction with decreasing wear was shown (Fig. 5, 6). Movement resistances, linear abrasion and temperature as a function sliding distance shown in Fig. 1-4 for polymer - coating obtained on the steel.

 

 

3-2005 Tribologia

Zbigniew PAWELEC*, Janusz DASIEWICZ*, Janusz JANECKI*
* Instytut Technologii Ekspoatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

KOMPOZYT ŚLIZGOWY NA OSNOWIE ZWIĄZKÓW EPOKSYDOWYCH MODYFIKOWANYCH INNYMI POLIMERAMI

THE SLIDING COMPOSITE BASE ON EPOXIDE COMPOUNDS MODIFIED WITH SOME POLYMERS
slowa-kluczowe
kompozyt polimerowy, modyfikacja chemiczna, tarcie, zużycie
Key-words
polymer composite, chemical modification, friction, wear
Streszczenie
W artykule przedstawiono wyniki prac nad optymalizacją właściwości eksploatacyjnych kompozytów polimerowych stosowanych do regeneracji ślizgowych elementów maszyn. Epoksydową osnowę kompozytów modyfikowano związkami nie reagującymi z funkcyjnymi grupami osnowy i tworzącymi z nią przenikające sieci polimerowe oraz oligomerami tworzącymi mieszaniny współutwardzające. Jako modyfikatory zastosowano poliestry nasycone, poliaminoamidy i ciekłe żywice epoksynowolakowe. Sporządzono kompozyty o zróżnicowanych składach i przeprowadzono dla nich kompleksowe badania właściwości wytrzymałościowych i cieplnych. Wykorzystując tester tribologiczny typu rolka-klocek wyznaczono charakterystyki tribologiczne opracowanych materiałów kompozytowych.
Summary
The paper presents the results of investigation aimed at optimization of properties of polymer composites intended for regeneration of sliding parts of machines. The epoxide matrix were modified with compounds that do not react with function groups of the matrix and having tendency for creation of interacting cross-linking mixtures.
As a modifiers saturated polyesters, polyaminoamides and liquid epoxynowolak resins were used. The composites with diverse contents were prepared and tested. The strength and thermal tests were performed. Tribological characteristics of the composites were measured using T-05 block-on-ring testing machine.

 

3-2005 Tribologia

Piotr SADOWSKI*
* Politechnika Radomska.

ENERGETYCZNE UWARUNKOWANIA ELEMENTARNEGO ZJAWISKA ZUŻYCIA

ENERGETISTIC CONDITIONING ELEMENTARY PHENOMENON OF WEAR
slowa-kluczowe
teoria I.F. Archarda, liczba styków, bilans energii
Key-words
I.F. Archard's theory, number contact points, balance of energy
Streszczenie
Koncepcja I.F. Archarda została przyjęta w niniejszej pracy za podstawę rozważań zmierzających do ustalenia struktury bilansu energetycznego tarcia i zużywania. Uwzględniono liczbę styków zaistniałą podczas tarcia - związaną ze zużywaniem, w celu scharakteryzowania procesów dyssypacji i akumulacji energii. Określono strukturę bilansu energii i opracowano wzory opisujące ciepło dyssypacji i pracę wydatkowaną na tworzenie cząstek zużycia. Zamieszczono wyniki obliczeń opisanych wielkości dla przykładu zużycia ściernego żelaza armco i miedzi.
Summary
According to I. F. Archard, the volume of weared material on definite friction road depends from real surface the point of contact and probability of emission oneself the particle of wear. This pro-bability is function of number the appeared points of contact of area unevenness indispensable to form wear particle. The I. F. Archard's conception was received in presented work for basis the considerations aiming to settlement the structure of energetistic friction and wearing balance. It was appered the number of contact points considered during friction - connected from wearing, to characterize the processes dissipation and accumulation of energy. As a base of considerations is that warm of energy leave from elementary place of friction contact, there accumulate only the energy which is equal the dissipation machanical work. In worked out model step out both the parameters of friction and some mechanical properties of wearing material. It was qualified the structure of energy balance and work out the describing examples the dissipation work and work spended on creating the wear particles. The results of described sizes calculations were put for example of abrasive wear the the armco iron and copper.

 

3-2005 Tribologia

Jarosław SELECH*, Karol NADOLNY*
* Politechnika Poznańska.

OPRACOWANIE METODYKI MODELOWYCH BADAŃ ZUŻYWANIA ŚCIERNO-MECHANICZNEGO

FAILURE ANALYSIS OF THE TRIBOLOGICAL MECHANICAL AND ABRASIVE WEAR PROCESSES IN THE MODELLING CONDITION
slowa-kluczowe
zużywanie mechaniczne, zużywanie ścierne, chropowatość powierzchni
Key-words
mechanical wear, abrasive wear, surface, roughness
Streszczenie
Eksperyment miał na celu porównanie skutków zużywania mechanicznego i ścierno-mechanicznego węzła tribologicznego przy zastosowaniu dwóch rodzajów próbek różniących się kształtem powierzchni roboczej. Badania przeprowadzono w dwóch etapach, pierwszym, gdzie wielkość zużycia była rezultatem zużywania tylko mechanicznego i drugim, w którym do układu jako dodatkowy czynnik ścierny dodano ścierniwo, a efektem tego procesu było zużycie ścierno-mechaniczne.
Summary
The purpose of this investigation has been to work out the universal methodology which was to make it possible to obtain information in a shorter time by the intensification of wear processes using abradant.
The extensive analysis of the measurements, received as a result of the modifications of the surface layers, has been carried out.
Additional researches whose aim has been to set up the corrosion aggressiveness of corroding medium have also been performed.

 

3-2005 Tribologia

Barbara SIEPRACKA*, Jerzy SZUMNIAK**
* Politechnika Radomska.
** Wojskowy Instytut Techniki Pancernej i Samochodowej Sulejówek oraz Politechnika Warszawska.

ODPADY PRZEMYSŁU WŁÓKIENNICZEGO I SKÓRZANEGO JAKO NAPEŁNIACZE POLIMEROWYCH KOMPOZYTÓW DO ZASTOSOWAŃ TRIBOLOGICZNYCH

THE WASTES OF TEXTILE AND LEATHER INDUSTRIES AS FILLERS OF POLYMER COMPOSITES FOR TRIBOLOGICAL APPLICATIONS
slowa-kluczowe
napełniacze, odpady włókien i skóry, polimerowe kompozyty, tarcie, zużycie
Key-words
fillers, wastes of fibre and leather, polymer composites, friction, wear
Streszczenie
Wprowadzono do polimerowego kompozytu (na osnowie żywicy fenolowo-formaldehydowej) ok. 20% wag. odpadów: skrawków skóry, włókien wiskozowych, mieszaniny włókien poliestrowo-szklanych i winylo-estrowo-węglowych. W badaniach określono wpływ napełnienia kompozytów tymi odpadami na ich własności tarciowe w aspekcie zastosowań na elementy ślizgowe i cierne maszyn. Stwierdzono przydatność do kompozytów ciernych napełniaczy odpadów skóry i mieszaniny włókien winylo-estrowo-węglowych, a do kompozytów na elementy ślizgowe odpadów włókien wiskozowych i odpadów skóry (po uprzednim przesyceniu kompozytu z tym napełniaczem olejem silikonowym).
Summary
Into polymer composite (with phenol - formaldehyde matrix) was introduced about 20% (by weight) different wastes: scraps of leather, viscose fibres, mixtures of polyester - glass fibres and vinyl - ester - carbon fibres. In presented investigations was etablished an influence of filling of composites on their frictional properties in aspect applications for sliding units and friction units of the machines. It was affirmed their usefulness as a fillers of friction composites, leather wastes and mixture vinyl - ester - carbon fibres and as a fillers of sliding composites - wastes of viscose fibres and leather wastes (after previous silicone oil saturation of composite with these fillers).

 

3-2005 Tribologia

Jan SIKORA*, Krzysztof KURZYCH*
* Politechnika Gdańska.

BADANIE WPŁYWU WYBRANYCH CZYNNIKÓW NA WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWĄ STOPU ŁOŻYSKOWEGO

RESEARCH ON INFLUENCE OF SELECTED FACTORS ON FATIGUE STRENGTH OF BEARING ALLOY
slowa-kluczowe
łożyska ślizgowe poprzeczne, wytrzymałość zmęczeniowa, materiały łożyskowe, badania doświadczalne
Key-words
plain journal bearings, fatigue strength, bearing alloys, experiment
Streszczenie
Przedstawiono wyniki badań nad wytrzymałością zmęczeniową warstwy ślizgowej ze stopu AlSn11Cu1,2 w środowisku oleju silnikowego Selektol Special przy różnych wartościach temperatury i obciążeniach odpowiadających różnym wartościom współczynnika stałości obciążenia k. Badania przeprowadzono za pomocą testera SKMR-2. Przedstawiono metodykę badań, zaobserwowane pęknięcia zmęczeniowe badanych próbek oraz oszacowano odpowiadające im krytyczne wartości naprężeń w warstwie ślizgowej. Zaobserwowano wyraźny wpływ temperatury i wartości k na wytrzymałość zmęczeniową stopu. Stwierdzono również istotność efektów interakcyjnych zmiennych: temperatura - współczynnik k.
Summary
Results of experimental research on fatigue strength of AlSn11Cu1,2 alloy slide layer in environment of Selektol Special IC engine oil have been presented in the paper. Experiments were performed under conditions of various temperature levels and loading corresponding to various values of stress ratio k. Fatigue tests were executed in the SKMR-2 testing device. Methodology of experiments and observed fatigue cracks in specimens have been presented and analysed. Relevant critical values of stress in slide layer have been estimated as well. Analysis of test results elucidated a considerable influence of temperature and k values on fatigue strength of bearing material. Effect of temperature - k ratio interaction proved to be significant as well.

 

3-2005 Tribologia

Jan STABRYŁA*, Ellina ŁUNARSKA**, Lech STARCZEWSKI*
* Uniwersytet Warmińsko-Mazurski.
** Instytut Chemii Fizycznej PAN, Warszawa.

WPŁYW AGRESYWNEGO ŚRODOWISKA GLEBY NA ZUŻYCIE NARZĘDZI ROLNICZYCH

INFLUENCE OF SOIL CORROSIVE ENVIRONMENT ON WEAR OF AGRICULTURAL TOOLS
slowa-kluczowe
gleba, narzędzie, zuzycie, korozja
Key-words
soil, tool, wear, corrosion
Streszczenie
Narzędzia rolnicze stosowane do obróbki gleby ulegają przyśpieszonemu zużyciu ściernemu. Przyczyną agresywnego oddziaływania gleby są zjawiska korozyjne i nawodorowanie powodujące intensyfikację procesu zużywania. W opracowaniu przedstawiono badania porównawcze stali mikrostopowej z borem ze stalą zwykłą. Stwierdzono, że zastosowana stal mikrostopowa posiada istotnie wyższą odporność na działanie wodoru, zmniejszające trwałość narzędzi rolniczych.
Summary
Agricultural tools used to soil processing undergo accelerated wear. The reason of aggressive soil reaction is corrosion - wear and hydrogen embrittlement. In present work the comparative results of examination of microalloyed boron steel and carbon steel are presented. It was stated, that microalloyed steel used in experiments owns higher hydrogen assisted resistance which substantially decreases life of agricultural tools.

 

3-2005 Tribologia

Michał STYP-REKOWSKI*
* Akademia Techniczno-Rolnicza.

ENERGETYCZNA OCENA TRANSFORMACJI EKSPLOATACYJNEJ WARSTWY WIERZCHNIEJ PRZY TARCIU TOCZNYM

ENERGETISTIC ASSESSMENT OF SURFACE LAYER TRANSFORMATION FOR ROLLING FRICTION
slowa-kluczowe
łożysko toczne, otwarty system tribologiczny, energia, transformacja warstwy wierzchniej
Key-words
rolling bearing, open tribological system, energy, surface layer transformation
Streszczenie
Łożysko toczne można rozpatrywać jako złożoną parę kinematyczną, składającą się z elementarnych par tworzonych przez kulkę i pierścień (wewnętrzny lub zewnętrzny). W rozważaniach przedstawionych w pracy przyjęto, że każda z elementarnych par kinematycznych jest otwartym systemem tribologicznym. Transformacja warstwy wierzchniej (zarówno technologicznej, jak i eksploatacyjnej) w każdej z tych par może zachodzić tylko wówczas, gdy z zewnątrz dostarczona zostanie energia. Przeprowadzono więc analizę, która zmierza do identyfikacji zachodzących przemian energetycznych. Poznanie mechanizmów transformacji eksploatacyjnej warstwy wierzchniej pozwoliłoby sterować jej przebiegiem, a tym samym cechami użytkowymi par kinematycznych i całych maszyn.
Summary
A rolling bearing one can admit as complex tribologic pair which consists 2-elements elementary pairs in the form of ball and ring (inner or outer). In this assumption the rolling bearing is composed of number elementary pair, two times more than rolling elements. In presented consideration, one also assumed that each of elementary kinematical pair is open tribologic system. Transformation of surface layer (both: technological and service generated) in each of pair can run only when energy is supplied from outside. Part of energy is used for useful work and rest - composed loss of energy and decides about efficiency of system.
In this paper analysis tends toward identification energy conversions which have place in rolling kinematical pair was made. These processes are components of transformation of service generated layer in such pairs. The trial of quality estimation of pair and the same - whole bearing, is undertaken too. This trial of estimation is made on the ground of chosen symptom with energetistic criterion.
Better acquaintance of transformation's mechanism of service generated layer could enable control of its course and the same of operational features of elementary pairs and whole machines. Above presented energetistic assessment has practical application, particularly for special rolling bearing.

 

3-2005 Tribologia

Małgorzata WRONA*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

OCENA MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA KOMPUTEROWEJ ANALIZY BARWY DO IDENTYFIKACJI CZĄSTEK ZUŻYCIA TRIBOLOGICZNEGO

POSSIBILITIES OF USING OF THE COLOUR IN WEAR PARTICLES ANALYSIS
slowa-kluczowe
cząstki zużycia, komputer, analiza, obraz, barwa
Key-words
wear particles, computer, analyse, image, colour
Streszczenie
Barwa powierzchni cząstek zużycia stanowi istotną cechę ich oceny, mającej na celu identyfikację cząstek. W artykule przedstawiono model RGB, stanowiący podstawę pomiarów barwy. Omówiono sposób określania cech barwy z użyciem tego modelu. Za pomocą komputerowego systemu analizy obrazu przeprowadzono ocenę parametrów barwy Y, R, G, B i wykazano możliwość wnioskowania o rodzaju cząstek zużycia na podstawie badań parametrów barwy.
Summary
Wear particles surface colour is the important feature commonly used to identify particles. In the paper the model basing on colour measurements has been presented. The manner of determination of colour features with the use of RGB model has been discussed. The assessment Y, R, G, B colour parameters with the use of computer analysis image system has been carried out. On the basis of colour parameters measurements the possibility of concluding about wear particles type has been showed.

 

3-2005 Tribologia

Wojciech ŻÓRAWSKI*, Eva ZDRAVECKA**,
Stanisław SKRZYPEK***, Armila TRPČEVSKA**,
* Politechnika Świętokrzyska, Kielce.
** Uniwersytet Techniczny, Koszyce.
*** Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków.

WŁASNOŚCI TRIBOLOGICZNE POWŁOK NATRYSKIWANYCH HVOLF

TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF HVOLF COATINGS
slowa-kluczowe
powłoka, HVOLF, własności tribologiczne
Key-words
coating, HVOLF, tribological properties
Streszczenie
W pracy omówiono podstawowe systemy natryskiwania naddźwiękowego oraz przeprowadzono badania współczynnika tarcia natryskanych naddźwiękowo powłok węglikowych z proszków WC-Co i Cr3C2-25%NiCr. Powłoki nałożono z użyciem systemu do natryskiwania naddźwiękowego TAFA JP-5000 (HVOLF). Badania mikrostruktury otrzymanych powłok przeprowadzono pod mikroskopem SEM-EDS. Do badań składu fazowego oraz pomiaru naprężeń własnych w natryskanych powłokach zastosowano dyfraktometr Bruker D-8 Advance. Pomiar współczynnika tarcia przeprowadzono na testerze tribologicznym T-01M typu pierścień-kulka.
Summary
The main systems of ultrasonic spraying were discussed. The friction coefficient research of ultrasonically sprayed carbide coating of WC-Co and Cr3C2-25%NiCr powders were presented. The coating were applied with the use of ultrasonic spraying system TAFA JP-5000 (HVOLF). Microstructure of coatings were investigated with SEM-EDS microscope. Phase composition and internal stresses were evaluated with Brucker D-8 Advance diffractometer. Friction coefficient were measured on ring-ball type tribo-tester T-01M.

 

 

3-2005 Tribologia

Wojciech ŻUROWSKI*
* Politechnika Radomska.

TEORETYCZNO-EKSPERYMENTALNE PODSTAWY MAKSYMALIZACJI ODPORNOŚCI NA ZUŻYWANIE TRIBOLOGICZNE

THEORETICAL-EXPERIMENTAL BASIS OF RESISTANT TO WEAR MAXIMIZATION
slowa-kluczowe
zużycie tribologiczne, odporność na zużywanie, tarcie suche
Key-words
tribological wear, wear resistance, dry friction
Streszczenie
W pracy przedstawiono podstawy teoretyczne maksymalizacji odporności na zużywanie tribologiczne układów ciał stałych. Zaprezentowano metodykę badawczą i stanowisko do badania tarcia technicznie suchego metali. Ponadto przedstawiono wnioski z badań próbek metali w warunkach maksymalnej odporności na zużywanie tribologiczne. Stwierdzają one, że maksymalizacja odporności na zużywanie tribologiczne warunkowana jest zachodzeniem w systemie tribologicznym procesów stacjonarnych, gdy temperatura styku tarciowego jest zbliżona do temperatury charakterystycznej. Występuje wtedy równowaga między ilością rozpraszanej energii mechanicznej i energią odprowadzaną z systemu do otoczenia na sposób ciepła.
Summary
In the work the theoretical base of maximization of tribological wear resistance of solid bodies has been presented. The research methods as well as the stand for technically dry friction of metals have also been shown. The results of tribological research of metallic body systems for the purpose of establishing the proper their maximal resistance to wear. Friction parameters and highest figures of the proper work of chosen metal systems have been established. The results of these investigations constitute the complement of thermodynamic interpretation of the increase in the resistance to wear.

 

TRIBOLOGIA ROK XXXVI NR 4/2005 (202)
 
4-2005 Tribologia

Jadwiga BAJER*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

ZUŻYCIE ZMĘCZENIOWE W WĘZŁACH TARCIA SMAROWANYCH SMARAMI PLASTYCZNYMI

FATIQUE WEAR IN THE TRIBOLOGICAL SYSTEMS LUBRICATED WITH GREASES
slowa-kluczowe
smar plastyczny, zużycie, pitting
Key-words
grease, wear, pitting
Streszczenie
W pracy przedstawiono charakterystyki zużycia zmęczeniowego powierzchni w łożysku tocznym modelowego węzła tarcia smarowanego smarami plastycznymi. Zastosowane smary plastyczne to smary mineralne oraz środki smarowe na bazie związków syntetycznych. Przedstawiono wpływ badanych środków smarowych na pitting elementów pracujących w wysokoobciążonym styku smarowanym wg normy IP 300/82.
Summary
Fatique wear characteristics of the rolling bearing lubricated with greases were shown. Mineral greases and synthetic lubricants has been used. An influence of the tested greases on pitting of working elements in high-loaded contact was investigated according to IP 300/82.

 

4-2005 Tribologia

Henryk CZARNECKI*
* Politechnika Częstochowska.

ANALIZA TEORETYCZNA WPŁYWU STEREOMETRII POWIERZCHNI NA DZIAŁANIE PARY TRIBOLOGICZNEJ

A THEORETICAL ANALYSIS OF THE EFFECT OF SURFACE STEREOMETRY ON THE OPERATION OF A TRIBOLOGICAL PAIR
slowa-kluczowe
stereometria powierzchni, smarowanie hydrodynamiczne
Key-words
surface stereometry, hydrodynamic lubrication
Streszczenie
W artykule przedstawiono teoretyczny opis zjawisk hydrodynamicznego wyporu powstającego przy współpracy elementów z określoną mikrogeometrią. Analizowano tarcie płynne i mieszane. W oparciu o zależności matematyczne wykonano oprogramowanie komputerowe, pozwalające na szybkie obliczenie wartości ciśnienia smaru we wgłębieniach nierówności i wokół nich. Wyznaczone zależności i opracowany program mogą być przydatne do określenia obciążeń mikrowystępu podczas eksploatacji pary tribologicznej, jak również przy optymalizacji topografii powierzchni części współpracujących, a tym samym pomocne przy wyborze technologii ich wytwarzania.
Summary
The article presents a theoretical description of the phenomena of hydrodynamic lift that forms during the mating of elements with a specific microgeometry. Fluid and mixed friction types were analyzed. Based on mathematic relationships derived, computer software has been developed, which enables fast computation of the value of lubricant pressure in the recesses of irregularities and around them. The derived mathematical relationships and the developed program can be useful for the determination of micro-protrusion loads during the operation of a tribological pair, as well as in the optimization of the surface topography of mating parts, and thus helpful in the selection of a technology for their manufacture.

 

4-2005 Tribologia

Ryszard CZARNY*
* Politechnika Wrocławska.

PODSTAWY DOBORU KOMPOZYCJI LITOWYCH SMARÓW PLASTYCZNYCH Z WYPEŁNIACZAMI DO ZAUTOMATYZOWANYCH UKŁADÓW SMAROWANIA MASZYN

THE FUNDAMENTALS OF THE SELECTION OF LITHIUM GREASES WITH FILLERS FOR AUTOMATED MACHINE LUBRICATING SYSTEMS
slowa-kluczowe
układ smarowania, smar litowy, wypełniacze, właściwości reologiczne
Key-words
lubricating system, lithium grease, fillers, rheological properties
Streszczenie
W pracy omówiono podstawy doboru kompozycji litowych smarów plastycznych, zawierających wypełniacze w postaci proszku PTFE, grafitu oraz MoS2 do smarowania węzłów tribologicznych maszyn za pomocą układów centralnego smarowania. Przedstawiono wyniki badań nad wpływem tych wypełniaczy (w ilości od 1 do 15%) na wartości naprężeń stycznych, powstających podczas przepływu kompozycji smarowych w przewodach centralnego smarowania. Badania te przeprowadzono przy różnych wartościach gradientów prędkości ścinania, co pozwoliło na ocenę przebiegu analizowanych zjawisk zarówno w warstwie przyściennej jak też w warstwach bardziej od ścianki oddalonych.
Summary
A current tendency in the lubrication of highly loaded friction pairs is the use of lubricant compositions made of the base grease and different types of grease fillers. These are mostly solid lubricants like graphite and disulphide molybdenum, as well as pulverized plastics like PTFE powders. These substances enhance in a considerable way the load transfer capabilities of ordinary grease lubricants. There are many information concerning the tribological properties of these compositions in available textbooks and literature on the subject. Missing however are information on the rheological properties of these lubricants, which is gross deficiency when reflecting the ever increasing number of automated central lubrication system in today's use. The paper discusses the fundamentals of the selection of lithium grease lubricants with different fillers, like PTFE powder, graphite, disulphide molybdenum used for the lubrication of automated lubrication systems. The results of experimental work upon the influence of these fillers on the value of shearing stresses generated in these compositions when transported in central lubrication piping system were presented. The research was done at different values of the shearing velocity gradient, which permitted an evaluation of the analysed phenomena, both at the wall layer and in layers more distant from the wall. Lithium soap was used as a thickening agent in greases subjected to testing (a thickener employed in more than 50% of commercially available grease brands). Grease composition with one to fifteen percents of the filler contents were tested. The results of this research might be used for the maintenance of machines provided with a central lubrication system.

 

4-2005 Tribologia

Jolanta DRABIK*, Ewa PAWELEC*, Andrzej HUCZKO**
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.
** Uniwersytet Warszawski.

WPŁYW SADZY FULERENOWEJ NA ODPORNOŚĆ OKSYDACYJNĄ ROŚLINNYCH KOMPOZYCJI OLEJOWYCH

THE INFLUENCE OF THE SOOT FULLERENE ON OXIDATION RESISTANCE OF VEGETABLE OIL - COMPOSITIONS
slowa-kluczowe
sadza fulerenowa, fulereny C60, surowy olej roślinny, różnicowa kalorymetria skaningowa, stabilność oksydacyjna
Key-words
soot fullerene, fullerene C60, raw vegetable oil, DSC (Differential Scanning Calorimetry), oxidation stability
Streszczenie
W artykule przedstawiono stabilność oksydacyjną kompozycji olejowych, zawierających dodatek czystych fulerenów C60 oraz sadzy fulerenowej o zróżnicowanej zawartości cząstek C60. Oceniono skuteczność działania zastosowanych fulerenów C60 w stosunku do oleju bazowego.
Metodę różnicowej kalorymetrii skaningowej zastosowano do wyznaczenia odporności na proces utleniania oleju roślinnego. Na podstawie uzyskanych wyników wyznaczono odporność kompozycji olejowych przygotowanych na bazie surowego oleju rzepakowego na proces termooksydacji.
Summary
The fullerene soot containing different concentrations of C60 has been tested as an active additive influencing the lubricating properties of a vegetable oil used as a reference lubricant. The quality assessment of the vegetable oil - compositions has been made using DSC (Differential Scanning Calorimetry).
The thermal oxidation stability of both vegetable oils containing the fullerene soot will be assessed, focusing on efficiency of the action of fullerenes.

 

4-2005 Tribologia

Jolanta DRABIK*, Ewa PAWELEC*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

SKUTECZNOŚĆ DZIAŁANIA NIEKONWENCJONALNYCH NAPEŁNIACZY SMARU PLASTYCZNEGO W ŚLIZGOWYCH SKOJARZENIACH TRĄCYCH

EFFICIENCY ACTION OF UNCONVENTIONAL FILLERS FOR GREASE IN SLIDING CONTACT
slowa-kluczowe
niekonwencjonalny napełniacz, ślizgowe skojarzenie trące, smar plastyczny, graniczne obciążenie zużycia, graniczny nacisk zatarcia
Key-words
unconventional filler, sliding connection, grease, limiting load of wear, limiting pressure of seizure
Streszczenie
W artykule przedstawiono wyniki badania wpływu nieorganicznych dodatków smarowych na zmianę właściwości tribologicznych mineralnego smaru plastycznego. Skuteczność działania zróżnicowanej koncentracji dodatków oceniono wykonując serie testów na aparacie 4-kulowym.
Z przeprowadzonych badań tribologicznych można wnioskować, że zastosowany dodatek zawierający głównie azot i bor jest skutecznym modyfikatorem właściwości przeciwzużyciowych. Drugi z zastosowanych dodatków (magnezowo-glinowo-krzemowy) zapewnia otrzymanie kompozycji smarowej o podwyższonej odporności przeciwzatarciowej w warunkach intensywnych wymuszeń.
Z zastosowaniem techniki skaningowej mikroskopii elektronowej sprzężonej z mikroanalizą rentgenowską (SEM/EDS) dokonano analizy składu warstwy wierzchniej śladu tarcia. Z przeprowadzonych badań wynika, że skuteczność tribologiczna zastosowanych dodatków nie jest efektem ich reakcji z powierzchnią węzła tarcia.
Summary
The paper presents the results of investigations of the influence of inorganic additives on tribological properties of mineral grease. The effectiveness of applying grease with different additive quantities was estimated on the basis of tests carried out with the use of the T-02 four-ball tester. From the tribological tests it can be concluded that the applied additive, which consists mainly of nitrogen and boron, is an efficient modifier of antiwear properties. The second of the applied additives (Mg-Al-Si) enables obtaining a grease compound of increased anti-wear resistance in high-load conditions. The analysis of the composition of the wear scar surface layer was carried out with the use of SEM and EDS techniques. The results obtained indicate that tribological effectiveness of the applied additives is not an effect of the reaction of these additives with the friction joint.

 

4-2005 Tribologia

Krzysztof DRUET*, Jacek I. ŁUBIŃSKI*
* Politechnika Gdańska.

BADANIA WODNYCH ROZTWORÓW CIEKŁYCH KRYSZTAŁÓW NA TRIBOMETRZE PT-3

TRIBOLOGICAL RESEARCH ON PT-3 TRIBOMETER OF WATER SOLUTIONS FORMING LIQUID CRYSTALS
slowa-kluczowe
zużycie, współczynnik tarcia, roztwory wodne, struktury ciekłokrystaliczne, alkilopoliglukozydy, oksyetylenowany alkilosiarczan sodu
Key-words
wear, friction coefficient, water solutions, liquid crystal structures, alkyl polyglycosides, oxyethylenated sodic alkilosulfate
Streszczenie
Badano wpływ 1% wodnych roztworów alkilopoliglukozydów albo oksyetylenowanego alkilosiarczanu sodu na opory ruchu i zużycie modelowego skojarzenia o tarciu ślizgowym w konforemnym płaskim styku próbek ze stali NC 6. Powierzchnia próbek ulegała wygładzeniu do lustrzanego połysku, przy jej nieznacznym zużyciu. Współczynnik tarcia przyjmował średnią wartość około 0,05. Zatem niewielki, 1% dodatek związków tworzących w wodzie struktury ciekłokrystaliczne radykalnie i korzystnie zmienił jej właściwości tribologiczne.
Summary
The quest for environmentally friendly and low cost lubricants draws the research attention towards water based solutions of various chemical compounds, some of which form liquid crystalline structures. The presence of easy slip surfaces within the structure of such crystals can result in very low sliding resistance and favourable anti wear properties.
At the Mechanical Engineering Faculty of the Gdansk University of Technology research was carried out on the tribological properties of 1% water solutions of alkylopoliglucosides and oksyethylenated sodium alkilosulfate prepared Technical University of Radom. Friction resistance and wear were studied in unidirecitonal sliding of annular contacts on specimen of annealed carbon tool steel (NC6 by PN). Sixty minute tests were run at 0.1 m/s sliding velocity and 15 MPa mean surface pressure at ambient temperature.
As a result of sliding polishing of working surfaces of specimens was observed with marginal linear wear. Surfaces were photographed to assess post test condition by optical devices and by SEM.
Comparative tests carried out on distilled water resulted in severe surface damage and high friction resistance. A 60 minute test was hardly attainable with water only lubrication. It was proven though, that a small concentration (1%) of the modifying additive dramatically changes the lubricating properties of water in steel sliding pairs. Similar effect was also observed with much lower concentration of the additive.
Favourable tribological properties of crystalline structures forming water additives were proven by measurement of friction in a model sliding pair. Average friction coefficient (almost constant during the entire test) amounts to about 0.05; a very favourable magnitude at low sliding velocity and high surface loading.

 

4-2005 Tribologia

Bolesław GIEMZA*, Tadeusz KAŁDOŃSKI*, Artur KRÓL*
* Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa.

METODY BADAŃ POROWATYCH SAMOSMARNYCH ŁOŻYSK ŚLIZGOWYCH

THE METHODS OF INVESTIGATION OF PORUS SELF LUBRICATING JOURNAL BEARINGS
slowa-kluczowe
metoda, badanie, porowate łożysko ślizgowe
Key-words
method, investigation, porus journal bearing
Streszczenie
W artykule przedstawiona została problematyka metod badań służących do oceny właściwości eksploatacyjnych porowatych, samosmarownych łożysk ślizgowych. Przedstawiono sposób podejścia do zagadnienia badań łożysk porowatych, występujące trudności i problemy w ich realizacji. Wymieniono i szczegółowo omówiono stanowiska i metodyki służące do badań właściwości indywidualnych i zespołowych łożyska samosmarownego. Scharakteryzowano możliwe do uzyskania wyniki badań i ich wartość aplikacyjną.
Summary
The problems of testing methods for assessment of pours, self lubricating journal bearings were presented. The methods and devices for single and multitesting of journal bearings as well as expected results were disscussed.

 

4-2005 Tribologia

Marian GRĄDKOWSKI*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

CHARAKTERYSTYKA WARSTW GRANICZNYCH POWSTAJĄCYCH PODCZAS TARCIA MIESZANEGO Z UDZIAŁEM WĘGLOWODORÓW

CHARACTERISTIC OF THE BOUNDARY LAYERS FORMING DURING MIXED FRICTION WITH THE PARTICIPATION OF HYDROCARBONS
slowa-kluczowe
tarcie mieszane, węglowodory, działanie przeciwzużyciowe, warstwa graniczna
Key-words
mixed friction, hydrocarbons, anti-wear action, boundary layers
Streszczenie
W pracy zbadano wpływ temperatury na przeciwzużyciowe działanie wybranych węglowodorowych środków smarowych w węźle tarcia typu kula-tarcza w układzie materiałowym stal-stal. Stwierdzono, że w przypadku bazowego oleju SN-400 oraz n-heksadekanu, a także kompozycji SN-400 z 1% ZDDP najmniejsze zużycie zachodzi w temperaturze 80-110°C. Na podstawie wyników badania powierzchni tarcz testowych za pomocą mikroanalizy rentgenowskiej (SEM/EDS) oraz mikrospektroskopii w podczerwieni (FTIRM) stwierdzono, że zarówno w śladzie tarcia, jak i w jego sąsiedztwie, deponowane są stałe produkty organiczne. Powstają one w wyniku tribochemicznych przekształceń węglowodorów obecnych w środku smarowym. W wyniku ich chemisorpcji na powierzchni tarcia, lokalnie powstają stałe warstwy graniczne, składające się ze związków karbonylowych, w których 1 atom tlenu przypada na 9 atomów węgla. Inną strukturą chemiczną i fizyczną charakteryzują się produkty deponowane poza śladem tarcia.
Summary
It has been investigated an influence of temperature on the anti-wear action of selected hydrocarbon lubricants in steel-steel system by means of ball-on-disc tribometer. The smallest wear tracks were observed during friction lubricated with pure base oils (SN-400 commercial oil and n-hexadecane) and their compositions (SN-400+1% ZDDP) at elevated temperature (80-110°C). The disc rubbing surfaces were analyzed using Scanning Electron Microscopy coupled with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS) and Fourier Transform Infrared Microspectrophotometry (FTIRM). It has been found solid organic compounds in the wear tracks and in close proximity to them. These compounds are the products of the tribochemical conversions of hydrocarbons originated from tested lubricants. The products chemisorbed on rubbing surface locally form solid boundary layers consisting of carbonyl compounds in which one oxygen atom falls to nine carbon atoms. Whereas the chemical and physical structure of products layered beside the wear tracks is different.

 

4-2005 Tribologia

Jan GUZIK*, Zbigniew RANACHOWSKI**
* Politechnika Radomska, IEPiM.
** Instytut Podstawowych Problemów Techniki, Warszawa.

SYGNAŁ EMISJI AKUSTYCZNEJ GENEROWANY W WĘŹLE TARCIA SMAROWANYM OLEJEM Z RÓŻNYMI DODATKAMI SMARNOŚCIOWYMI

ACOUSTIC EMISSION SIGNAL GENERATED IN THE FRICTION PAIR LUBRICATED WITH OIL CONTAINING VARIOUS LUBRICITY ADDITIVES
slowa-kluczowe
moment tarcia, sygnał emisji akustycznej (EA)
Key-words
torque of friction, acoustic emission (AE) signal
Streszczenie
Energia dostarczona do węzła ulega dyssypacji produkując głównie ciepło, natomiast niewielka jej część wypromieniowuje w postaci fal sprężystych, czyli jako sygnał emisji akustycznej (EA). W artykule przedstawiono wyniki pomiarów sygnału EA węzła aparatu 4-kulowego smarowanego olejem zawierającym wybrane dodatki smarnościowe. Badania sygnału EA wykonano przy rosnącym obciążeniu węzła tarcia i porównano ze zmianą momentu tarcia w węźle. Przewiduje się, że możliwe będą diagnostyczne pomiary sygnału EA węzłów tarcia w maszynach roboczych.
Summary

 

4-2005 Tribologia

Adam KRASIŃSKI*, Leszek KLIMEK*, Piotr KULA*
* Politechnika Łódzka Instytut Inżynierii Materiałowej, Łódź.

BADANIE ODPORNOŚCI NA ZACIERANIE WARSTW REGENERACYJNYCH UZYSKIWANYCH METODĄ MULTIPLEX

WEAR RESISTANCE EXAMINATION OF REBUILT BY WELDING LAYERS OBTAINED IN MULTIPLEX TECHNOLOGY
slowa-kluczowe
regeneracja, napawanie, obróbka cieplno-chemiczna, zużycie
Key-words
rebuilding by welding, cladding, thermochemical treatment, wear
Streszczenie
W pracy przedstawiono wyniki badań odporności na zacieranie napawanych warstw ze stali 13CrMo4-5 poddanych następującym obróbkom:
  • azotonasiarczanie gazowe SULFONIT
  • nawęglanie próżniowe FINECARB
  • azotowanie próżniowe NITROVAC.
Do badania odporności wykorzystano maszynę tarciową firmy FALEX ze skojarzeniem pary ciernej "block on ring" (klocek-pierścień) modelującej skoncentrowany styk liniowy.
Z przeprowadzonych badań wynika, że obróbki cieplno-chemiczne warstw napawanych w znacznym stopniu podnoszą ich właściwości wytrzymałościowe i eksploatacyjne.
Summary
The results of the wear resistance tests of pad welded layers of steel 13CrMo4-5 after following treatments:
  • SULFONIT - low pressure sulphonitriding
  • FINECARB - vacuum carburizing
  • NITROVAC - low pressure nitriding are presented in this paper.
The FALEX friction device was used to test the wear resistance of the specimens by means of "block-on-ring" friction pair method that modeled the concentrated line contact.
The main conclusion of these researches is that thermo-chemical treatments of pad-welded layers highly increase their mechanical and service properties.

 

4-2005 Tribologia

Paweł KRASOWSKI*
* Akademia Morska, Gdynia.

NOŚNOŚĆ ŁOŻYSKA ŚLIZGOWEGO PRZY LAMINARNYM NIESTACJONARNYM SMAROWANIU OLEJEM O ZMIENNEJ LEPKOŚCI

CAPACITY FORCES IN SLIDE JOURNAL BEARING FOR LAMINAR, UNSTEADY LUBRICATION BY VARIABLE VISCOSITY OIL
slowa-kluczowe
siła nośności, smarowanie niestacjonarne, łożysko ślizgowe
Key-words
capacity force, unsteady laminar flow, slide bearing
Streszczenie
W artykule omówiono i przedstawiono wyniki obliczeń siły nośności hydrodynamicznej w poprzecznym łożysku ślizgowym. Wyznaczana jest z rozkładu ciśnienia otrzymanego jako rozwiązanie zmodyfikowanego równania Reynoldsa, opisującego laminarny niestacjonarny przepływ czynnika smarującego w szczelinie smarnej poprzecznego cylindrycznego łożyska ślizgowego. Uwzględniono niestacjonarne zaburzenia prędkości obwodowej przepływu oleju smarującego na czopie i na panewce. Rozwiązanie przykładowe dotyczy łożyska o nieskończonej długości smarowanego olejem newtonowskim o lepkości dynamicznej zależnej od ciśnienia. Okresowe zaburzenia prędkości mogą być spowodowane drganiami skrętnymi czopa lub panewki.
Summary
The results of numerical solution of laminar, unsteady lubricated cylindrical slide bearing are presented. Laminar, unsteady oil flow is performed during periodic and unperiodic perturbations of bearing load or is caused by the changes of gap height in the time. Above perturbations occur mostly during the starting and stopping of machine. The solutions apply to infinite length of lubricated with newtonian oil by dynamic viscosity depends on pressure. The disturbances related with unsteady velocity oils on the journal and on the sleeve. Complying both kid of periodic displacement with the same frequencies which are operating independently, mores the investigations of influence on exploitation of slide bearing possible. The results shown on diagrams of capacity force in dimensionless form in time intervals of displacement duration. Received solutions were compared with the solutions which were made by steady flow in slide bearing with the same geometrical and load parameters

 

4-2005 Tribologia

Stanisław KRAWIEC*
* Politechnika Wrocławska.

SKUTECZNOŚĆ DZIAŁANIA SMARÓW PLASTYCZNYCH PRZY ZMIENNYCH WARTOŚCIACH OBCIĄŻENIA I PRĘDKOŚCI POŚLIZGU

THE EFFICIENCY OF GREASE LUBRICATION UNDER VARIABLE LOADING AND SLIDING SPEED
slowa-kluczowe
smary plastyczne, skuteczność smarowania
Key-words
greases, lubrication efficiency
Streszczenie
Przedstawiono wyniki badań tribologicznych skuteczności działania wybranych smarów plastycznych. Oceny dokonano na podstawie testów przeprowadzonych przy zmiennych wartościach obciążenia i prędkości poślizgu. Zbadano 8 różnych smarów plastycznych, przy czym 7 z nich to smary będące w handlu. Eksperyment prowadzono na aparacie czterokulowym metodą planowanego eksperymentu z wykorzystaniem planu rotalnego na 5 poziomach. Dla każdego z wytypowanych smarów została opracowana funkcja regresji, która uzależniała zużycie od prędkości poślizgu i obciążenia nadanego. Skuteczność badanych smarów oceniano według kryterium wartości objętości funkcji zużycia.
Summary
The results of tribological research concerning the efficiency of lubrication of some selected greases are presented. The efficiency was evaluated based upon tests carried out under fluctuating load and sliding speed. Eight different grease lubricants were tested (seven of theses are commercially available). The last one was an own compositions made by the authors': the 1S vehicle grease with 6% of PTFE powder. The employed powder was suspended Tarflen (20 µm to 40 µm granulation) manufactured by Z. A. Tarnów. The testing was carried out using a four ball apparatus under a rotatable experimentation plan at 5 levels, which provides a constant estimate of the regression function. Independent variables were the load F and the slip speed v. Dependent variables were the wear d measured as a diameter of a smudge circle on the stationary balls. The measurements were done after some 33.5 meters of the friction distance. The assumed friction distance equals the distance covered by the mobile ball under a standard four ball testing for limiting wear index Goz. The tests were carried out under fluctuating loading (32 to 128 daN) and slip speed (0.12 to 0.68 m/s). For mathematical description of the input/output data the regression analysis was used. A bi-polynomial with the first grade support served as an approximation function. For each of the selected greases a regression function was worked put, which relates the wear with the load and slip speed. The efficiency of the tested greases was evaluated using a volume wear function. The lower is the value, the more efficient is a grease. According to the research, the least efficient was the 1S grease and the most efficient, the Litmos EP-25 grease.

 

4-2005 Tribologia

Stanisław KRAWIEC*, Michał KRAWIEC**
* Politechnika Wrocławska, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn.
** Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji.

OCENA EFEKTYWNOŚCI SMARÓW PLASTYCZNYCH W ASPEKCIE ICH ZASTOSOWANIA W PROCESIE GŁĘBOKIEGO TŁOCZENIA BLACH

EFFECTIVENESS EVALUATION OF THE GREASES IN THE ASPECT OF THEIR APPLICATION FOR DEEP SHEET - METAL STAMPING PROCESS
slowa-kluczowe
smary plastyczne, obróbka plastyczna, efektywność smarowania
Key-words
greases, plastic forming of metals, lubrication efficiency
Streszczenie
W artykule przedstawiono badania tribologiczne dwóch smarów plastycznych (smaru maszynowego i Litomosu EP-25) przeprowadzone pod kątem oceny ich zdolności do pełnienia funkcji smaru technologicznego. Badania efektywności tych smarów przeprowadzono w dwóch etapach. Etap pierwszy obejmował wyznaczenie wskaźników efektywności na podstawie testów wykonanych na aparacie czterokulowym z kulkami o twardości modelującej twardość matrycy i tłoczonej blachy. Jako kryteria efektywności przyjęto obciążenie zespawania, zużycie i wskaźnik granicznego obciążenia zużycia. W etapie drugim przeprowadzono testy na prasie w sztywnej matrycy używając stempla o średnicy f = 190 mm. Tu kryterium efektywności smaru była głębokość i maksymalna siła tłoczenia.
Summary
A paper presents results of tribological tests of two plastic greases (a machine grease 2 and Litomas EP - 25) carried - out in order to estimate their ability to perform the function of the technological grease in the process of deep sheet - metal stamping. The tests of the greases effectiveness have been realized in two stages. The first stage comprised determination of the effectiveness factors basing on the tests conducted on four - balls apparatus with the balls of the hardness modeling the hardness of both the die and the metal sheet. The rotating ball was hardened to 62 HRC while stationary balls to 240 HB.
The following factors were assumed as the effectiveness criteria: welding load FZ, wear rate of the stationary balls d and the indicator of the limiting wear load Goz. In the second stage the tests were carried - out by means of hydraulic press with the load of 2000 kN. The samples were in the form of rollers being stamped in the rigid die by the punch of diameter f 190 mm. The samples were produced from the car body sheet E220BH with thickness of 0,75 mm. Here, the effectiveness criterion was depth and maximal stamping force as well as the surface outlook of the drawpiece.
It has been found that the welding load FZ was equal to 450 daN and that it is by 120% bigger when compared to the force found for the machine grease. The similar differences occurred during the stamping trials. Destruction of the samples, in the presence of the machine grease, occurred on the depth of 24 mm, that is about 9 mm greater as without grease. It was easy to stamp the samples without the traces of destruction on the full depth of 69 mm at the presence of Litomas grease. The results to be found allow to conclude that the effectiveness of the plastic grease estimated on the four - balls apparatus with the balls modeling the die and metal sheet hardnesses does not differ essentially from that determined in the process of deep stamping. However, this statement necessitates, due to the small number of the greases as well as due to neglecting variation of p, v parameters, further tests.

 

4-2005 Tribologia

Albert LEWANDOWSKI*, Stanisław LABER*, Mariusz JENEK*
* Uniwersytet Zielonogórski.

OCENA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH ŻELIWA EN-GJSFP 450-10 PO OBRÓBCE NAGNIATANIEM, WARUNKOWANYCH RODZAJEM ŚRODKA SMARNEGO

THE ANALYZE OF CAST IRON EN-GJSFP 450-10 TRIBOLOGICAL PROPERTIES AFTER THE SURFACE PLASTIC DEFORMATION PROCESS DEPENDING ON THE SORT OF LUBRICANT
slowa-kluczowe
żeliwo, nagniatanie powierzchniowe, tarcie, zużycie, chropowatość powierzchni
Key-words
cast iron, surface plastic deformation process, friction, wear, surfaceroughness
Streszczenie
W referacie przedstawiono wyniki badań wpływu bazy olejowej SN 150 oraz preparatów eksploatacyjnych R-2000 i Motor LIFE na właściwości tribologiczne i stan stereometryczny powierzchni zużycia żeliwa EN-GJSFP 450-10 (po procesie nagniatania).
Badania przeprowadzono w dwóch etapach. Celem pierwszego etapu było ustalenie parametrów technologicznych obróbki żeliwa, wpływu bazy olejowej SN 150 oraz preparatów eksploatacyjnych R-2000 (preparat na bazie metali miękkich) i Motor LIFE (preparat o działaniu chemicznym) na stan warstwy wierzchniej po procesie nagniatania. W etapie tym na profilografometrze PGM-1C dokonano pomiaru chropowatości powierzchni rolki po toczeniu, jak i po procesie nagniatania powierzchni (w obecności wyżej wymienionych środków). W drugim etapie zostały wykonane badania zużycia powierzchni nagniatanej. Wykonano je na testerze T-05 (tester typu rolka-klocek). Przeprowadzone badania i analiza ich wyników potwierdzają pozytywny wpływ preparatu eksploatacyjnego MotorLIFE na właściwości tribologiczne oraz poprawę parametrów chropowatości w stosunku do oleju bazowego SN 150 i preparatu eksploatacyjnego R-2000.
Summary
It the paper results of researches of influence of the base oil SN 150 and operating preparations R-2000 and Motor LIFE on tribological proprieties and the stereometric state of wear surface of cast iron EN-GJSFP 450-10 after surface plastic deformation process are described. Researches were realized in two stages. In the first stage technological parameters of cast iron processing and the influence of the oil base SN 150 as well as operating preparations R-2000 (the preparation on the basis of soft metals) and Motor LIFE (the preparation with chemical effect) on the state of surface layers after surface plastic deformation process were studied. The measurements of roller surface roughness when turning and surface plastic deforming in presence of operating preparations have been done using PGM-1C instrument. In the second stage of research studies of wear of surface after its plastic deforming have been done. It has been realized using the tester T-05. The results of researches verify the positive influence of operating preparation Motor LIFE on tribological properties as well as the improvement of roughness parameters in comparison with the base oil SN 150 and operating preparation R-2000.

 

4-2005 Tribologia

Artur MACIĄG*
* Politechnika Radomska.

WPŁYW POLARYZACJI STREFY TARCIA PRĄDEM STAŁYM NA OPORY TARCIA GRANICZNEGO

INFLUENCE OF THE FRICTION ZONE POLARIZATION WITH DIRECT CURRENT ON BOUNDARY FRICTION RESISTANCE
slowa-kluczowe
tarcie graniczne, polaryzacja, olej silnikowy, opory tarcia
Key-words
boundary friction, polarization, engine oil, friction resistance
Streszczenie
W czasie eksploatacji oleju silnikowego wzrasta w nim koncentracja polarnych produktów termooksydacji, jak również produktów ich neutralizacji przez dodatki stanowiące rezerwę alkaliczną. Graniczne warstwy smarowe zbudowane są głównie z chemisorbowanych na powierzchni metalu polarnych składników oleju. Polaryzacja strefy prądem stałym powoduje zmniejszenie oporów tarcia. Na opory tarcia granicznego w warunkach polaryzacji strefy tarcia prądem stałym istotny wpływ ma zarówno wielkość napięcia polaryzującego, jak i jego kierunek. Przy niskich napięciach prądu polaryzującego (50-350 mV) korzystny jest kierunek polaryzacji (+) na próbki. Natomiast przy napięciu powyżej 500 mV większy wpływ na opory tarcia granicznego ma kierunek polaryzacji (-) na próbki. Również przebieg oleju ma wpływ na kierunek zmian oporów tarcia w warunkach polaryzacji. Związane jest to prawdopodobnie ze wzrostem zawartości polarnych produktów utlenienia oleju.
Summary
During the operation of an engine, concentration of polar thermooxidation products in oil increases. Similarly an increase of the concentration of the products of the neutralisation process of polar thermooxidation products by additives, which constitute alkali reserve is observed. Boundary friction layers consist mainly of polar oil components chemisorbed on the metal surface. DC polarisation of the friction zone reduces friction. Boundary friction in the conditions of DC polarisation of the friction zone is influenced both by the magnitude of polarisation voltage and its direction. The direction of polarisation (+) is advantageous for low voltage of polarisation current (50-300 mV), on the other hand the direction of polarisation (-) has a greater impact on the boundary friction for the voltage over 500 mV. Moreover, the oil working time determines the direction of the friction changes in polarisation conditions. This probably relates to the increase in the content of polar products of oil oxidation.

 

4-2005 Tribologia

Anna MATUSZEWSKA*, Marian GRĄDKOWSKI*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

ODDZIAŁYWANIE ESTRÓW KWASÓW TŁUSZCZOWYCH I KLASYCZNYCH DODATKÓW SMARNYCH Z POWIERZCHNIĄ TARCIA

INTERACTION OF ESTERS OF OIL FATTY ACIDS AND CONVENTIONAL LUBRICATING ADDITIVES WITH SURFACE LAYER
slowa-kluczowe
kompozycje smarowe, dodatki smarne, zużycie, zacieranie
Key-words
lubricants, additives, wear, scuffing
Streszczenie
Zbadano działanie przeciwzużyciowe kompozycji oleju mineralnego, zawierających układ konwencjonalnych (AW/EP) i niekonwencjonalnych (estry kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego) dodatków smarnych. Badania tribologiczne dla skojarzenia stal-stal przeprowadzono za pomocą aparatu czterokulowego. Stwierdzono, że synergiczny efekt działania przeciwzużyciowego jest zależny od struktury chemicznej dodatków, w szczególności składnika estrowego, i maleje w szeregu mono-, di- i triestry kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego. Dla układu dodatków ZDDP/estry kwasów tłuszczowych przeprowadzano analizę powierzchni śladów tarcia za pomocą techniki SEM/EDS. Stwierdzono, że im lepsze właściwości przeciwzużyciowe wykazywała kompozycja smarowa, tym mniej siarki i więcej cynku było deponowane na powierzchni tarcia.
Summary
The antiwear action of mineral oil compositions with conventional (AW/EP) and unconventional (esters of rapeseed oil fatty acids) lubricating additives has been investigated. The tribological tests were carried out with the use of four-ball machine for steel-steel system. It bas been stated that the synergetic antiwear action among other things depends on the chemical structure kind of esters and decreases as follows: methyl esters, ethyl glycol esters and glycerol esters of rapeseed oil fatty acids. The SEM/EDS analyses of surfaces lubricated with ZDDP and esters additives has been performed. The analysis indicated that on the surface layer of scar balls lubricated with composition which better protect surface the less of sulphur and more of zinc is deposited.

 

4-2005 Tribologia

Andrzej MISZCZAK*
* Akademia Morska, Katedra Podstaw Techniki, Gdynia.

POMIAR SIŁ TARCIA W POPRZECZNYM ŁOŻYSKU ŚLIZGOWYM SMAROWANYM FERROSMAREM

MEASUREMENTS OF FRICTION FORCES FOR FERROOIL LUBRICATION IN SLIDE JOURNAL BEARING
slowa-kluczowe
ferrosmar, pole magnetyczne, siła tarcia, łożysko ślizgowe, pomiar
Key-words
ferrooil, magnetic field, journal Bering, friction force, measurement
Streszczenie
W niniejszej pracy autor przedstawia wyniki badań eksperymentalnych związanych z pomiarem wartości sił tarcia i mimośrodowości względnej w poprzecznym łożysku ślizgowym smarowanym czynnikiem o właściwościach nienewtonowskich. Pomiar siły tarcia i mimośrodowości względnej został wykonany na stanowisku badawczym zbudowanym w Akademii Morskiej w Gdyni. Jako czynnik smarujący zastosowano olej bazowy SAE 15W40 oraz ferrosmar wyprodukowany z oleju bazowego SAE 15W40. Pomiaru siły tarcia i mimośrodowości względnej w łożysku ślizgowym smarowanym ferrosmarem dokonano bez pola magnetycznego oraz z polem magnetycznym wytwarzanym przez elektromagnes.
Summary
This paper presents results of experimental research connected with measurements of friction forces and relative eccentricities of slide journal bearing lubricated with ferrolubricant and basis engine oil.
The measurements of friction forces are performed on the test stand constructed in Gdynia Maritime University. As a lubricant was applied basis engine oil SAE 15W40 and ferrolubricant manufactured from the basis oil SAE 15W40. Measurements of friction forces and relative eccentricities in slide journal bearing lubricated with ferrolubricant are performed without magnetic field and with magnetic field produced by the electromagnet.
The results of measurements indicate that ferrofluid lubrication of slide journal bearing significant increases capacity and insignificant increases friction forces. Ferrolubricant has not influences on the wear effects.
The measurements show that dynamic viscosity of ferrolubricants especially in external magnetic induction field is much greater than dynamic viscosity of basis oil. An increase of viscosity implies always capacity increases and relative eccentricities decreases.
Present investigations indicate the possibility of ferrolubricant viscosity control by the changes of values where the magnetic field lines have the important meaning.

 

4-2005 Tribologia

Antoni NEYMAN*, Artur OLSZEWSKI*, Michał WASILCZUK*
* Politechnika Gdańska.

ŁOŻYSKA ŚLIZGOWE SMAROWANE WODĄ

WATER LUBRICATED JOURNAL BEARINGS
slowa-kluczowe
łożyska ślizgowe, materiały łożyskowe, woda
Key-words
journal bearings, bearing materials, water
Streszczenie
Ochrona środowiska, wymagania technologiczne, higieniczne i zdrowotne wymuszają w wielu przypadkach stosowanie wody jako czynnika smarującego. Zasadnicze wady wody jako smaru to mała lepkość, niekorzystne cechy smarnościowe i względnie niska temperatura wrzenia. Łożyska ślizgowe smarowane wodą zarówno poprzeczne, jak i wzdłużne wykonywane są obecnie z kompozytów polimerowych, kompozytów gumowych, kompozytów metalowych i ceramiki. Coraz więcej wytwarza się łożysk ceramicznych, które w przyszłości mogą być dominującymi. Problem niekorzystnego rozkładu nacisków w klasycznej konstrukcji łożyska poprzecznego został rozwiązany przez A. i O. Olszewskich w opatentowanym przez nich tzw. "konforemnym" klockowym ceramicznym łożysku ślizgowym poprzecznym, w którym uzyskano kilkakrotnie większą obciążalność w porównaniu z konstrukcją klasyczną.
Summary
In many cases a necessity of use of water-lubricated bearings is caused by environment, health, hygienic and technological reasons. The water as natural and common accessible part of environment is an advantageous lubricant. Main weaknesses of this lubricant are small viscosity, bad boundary lubrication properties, corrosive activity and low boiling temperature. Water - lubricated sliding bearings as well journal and thrust are nowadays made of polymer composites, rubber composites, metal composites and ceramics. The first successfully operated water - lubricated bearings were made of "Lignum vitae" (a special kind of wood) and used at the end of XIX century in ship driving shaft supporting. The first rubber bearings were used in mining water pumps at the 20 ties of XX century. The main maintenance problems connected with water lubricant features are very thin water film and necessity of high sliding velocity to attain fluid film lubrication. Many known bearing factories produce water-lubricated sliding bearings. Among them are Thordon, Waukesha, Duramax Marine, Orkot and Federal-Mogul. These are at first bearings with bushes or pads made of polymer or rubber composites and in increasing amount ceramics. In the future ceramics should be the best choice. Up to now in classically designed ceramic sliding journal bearings the big problem is disadvantageous pressure distribution in shaft - bush contact which unable high load ability of a bearing. This problem was solved by A. and O. Olszewski in patented design of so called conformed journal tilting pad sliding bearing which load ability is more than five times higher than that of classic design and the same diameter. Sliding layer in this bearing was made of thin ceramic cover.

 

4-2005 Tribologia

Witold PIEKOSZEWSKI*, Waldemar TUSZYŃSKI*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

STARZENIE SAMOCHODOWYCH OLEJÓW PRZEKŁADNIOWYCH.
CZĘŚĆ II. WPŁYW NA POWIERZCHNIOWĄ TRWAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWĄ MODELOWEGO WĘZŁA TARCIA

DEGRADATION OF AUTOMOTIVE GEAR OILS.
PART II. AN INFLUENCE ON ROLLING CONTACT FATIGUE OF A MODEL TRIBOSYSTEM
slowa-kluczowe
samochodowy olej przekładniowy, starzenie, pitting, powierzchniowa trwałość zmęczeniowa, aparat czterokulowy, SEM, EDS, AFM
Key-words
automotive gear oil, degradation, pitting, fatigue life, four-ball tester, SEM, EDS, AFM
Streszczenie
Zbadano powierzchniową trwałość zmęczeniową modelowego styku tocznego elementów stalowych, smarowanego starzonymi, samochodowymi olejami przekładniowymi klasy jakościowej API GL-3 i GL-5. Starzenie polegało na laboratoryjnym zanieczyszczaniu olejów pyłem, wodą i na utlenianiu. Badania wykonano za pomocą aparatu czterokulowego.
Stwierdzono, że starzenie tych olejów zasadniczo przyczynia się do obniżenia powierzchniowej trwałości zmęczeniowej. Wyjątek odnotowano jedynie w przypadku utlenianego oleju klasy GL-5, dla którego trwałość zmęczeniowa albo nie zmienia się, albo następuje nawet jej wyraźny wzrost dla najdłuższych czasów utleniania.
W celu interpretacji wyników badań tribologicznych obliczono minimalną grubość filmu EHD, powstającego w styku tocznym, a także wykonano analizy warstwy wierzchniej śladu zużycia za pomocą SEM, EDS i AFM.
Summary
In the devices like automotive transmissions a significant degradation of the lubricating oil due to exploitation takes place. It affects the life of components in the transmissions, like gears, rolling bearings, etc.
This paper concerns the influence of the gear oil degradation on one of the dominating forms of wear of toothed gears and rolling bearings - rolling contact fatigue (pitting).
The tribological tests were performed in a four-ball tester denoted as T-03, designed and manufactured at ITeE - PIB. The 10% surface fatigue lives for the tested oils (L10) were determined in rolling motion according to IP 300/82 standard.
Two automotive gear oils of API GL-3 and GL-5 performance level were tested. Prior to the tribological testing, the oils had been contaminated with a special test dust (100, 500, 1000 ppm), distilled water (1, 5, 10% vol.) and oxidised (25, 50, 100 hrs). The main constituents of the dust were inorganic particles: SiO2 (72,4% wt.) and Al2O3 (14,2%), and the maximum particle size did not exceed 0,08 µm. The way of oil contamination was typical of what takes place in automotive transmissions during exploitation.
It has been observed that the degradation of the automotive gear oils generally exerts a negative influence on the rolling contact fatigue life. The only exception is for the oxidised GL-5 oil - the fatigue life either does not change or even significantly improves for the longest periods of oil oxidation.
A drop in the fatigue life for oils contaminated with the dust results from producing numerous surface defects due to action of dust particles - the defects act like stress raisers accelerating surface fatigue cracks. An increasing frequency of stress cycles due to passing of dust particles through the contact zone also adds to a decrease in the fatigue life.
For the oxidised oils deterioration of the resistance to pitting results from a drop in the sulfur concentration in the wear track surface layer (sulfur comes from lubricating additives). The sulfur compounds may cause the "flattening" of asperities, which reduces contact stress (EHL) and in turn improves the fatigue life. So, their lower concentration in the wear track is accompanied by a lower fatigue life. Also a negative role of the iron oxides produced on the wear track surface cannot be neglected - they lead to creation numerous defects being potential nuclei for pits, and in this way reducing the fatigue life. One cannot neglect possible hydrogen embrittlement of the steel specimens due to the oil oxidative decomposition, which accelerates fatigue crack initiation. Yet another factor affecting the surface fatigue is related to decreasing of the concentration of lubricating additives in the oxidised oil; in the case of highly corrosive EP additives in the GL-5 oil their decrease has a positive effect on the resistance to pitting.
Surface analyses of the wear track for oils contaminated with water has not revealed the reasons for a drop in the surface fatigue life. Probably it results from lowering the oil viscosity followed by a decrease in the thickness of EHL film leading to more frequent action of surface asperities, hence more frequent cyclic stress. Hypothetically, hydrogen embrittlement may also be at stake.
An effect of iron oxides in the worn surface and hydrogen embrittlement of steel specimens on rolling contact fatigue needs more investigation.

 

4-2005 Tribologia

Elżbieta ROGOŚ*, Andrzej URBAŃSKI*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

BADANIA KOMPOZYCJI OLEJOWYCH NA BAZIE OLEJÓW ROŚLINNYCH

TESTING OF OIL COMPOSITIONS BASED ON VEGETABLE OILS
slowa-kluczowe
oleje roślinne, oleje smarowe, smarność, właściwości fizykochemiczne, biodegradacja, toksyczność
Key-words
vegetable oils, lubricating oils, lubricity, physic-chemical properties, biodegradation, toxity
Streszczenie
Przedstawiono wyniki badań kompozycji smarowych opracowanych i wytworzonych na bazie modyfikowanych olejów roślinnych. Oceniono ich właściwości fizykochemiczne, smarne i ekologiczne. Do badań właściwości fizykochemicznych zastosowano metody objęte normami przedmiotowymi dla produktów naftowych. Właściwości smarne oceniano za pomocą aparatu czterokulowego oraz testerów T-02 i T-03. Ocenę toksykologiczną przeprowadzono w oparciu o kryteria US EPA oraz wymogi norm europejskich.
Wykazano, że charakteryzują się one wysokimi właściwościami przeciwzużyciowymi i przeciwzatarciowymi, również w warunkach wysokich obciążeń. Wykazują korzystne właściwości reologiczne, przeciwpienne i termooksydacyjne. Ocena ekologiczna wykazała, że środek smarowy o najkorzystniejszych cechach funkcjonalnych należy do produktów ulegających efektywnemu rozkładowi w środowisku naturalnym i wykazuje niewielką szkodliwość dla organizmów wodnych.
Summary
There paper presents the testing results of testing of lubricated compositions which were formulated and produced on the basic of modified vegetable oils. Their physico-chemical, lubricating and ecological properties were examined. Physico-chemical properties were tested with the used methods that are appropriate to oil products. Lubricating properties were tested by means of four-ball machine and T-02 and T-03 testers. Toxicological evaluation based on US EPA criterias and European requirements.
The properties evaluation of lubricated compositions produced showed that anti-wear and anti-seizure properties, also in high loading conditions, are characteristic for them. They show profitable reological, anti-foam and termooxidated properties. Ecological evaluation showed that lubrication agent which has the most profitable functional feature is one of the products that undergo an effective decomposition/disintegration in natural environment and are not very harmful to aquatic organisms.

 

4-2005 Tribologia

Elżbieta SIWIEC*, Marian GRĄDKOWSKI*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI PRODUKTÓW CHEMICZNEJ MODYFIKACJI OLEJU RZEPAKOWEGO

PHYSIC-CHEMICAL PROPERTIES OF THE PRODUCTS OF RAPE-SEED OIL CHEMICAL MODIFICATION
slowa-kluczowe
olej roślinny, modyfikacja chemiczna, estry kwasów tłuszczowych, kwasy tłuszczowe, właściwości fizykochemiczne
Key-words
vegetable oil, chemical modification, esters of fatty acids, fatty acid, physic-chemical properties
Streszczenie
W wyniku chemicznej modyfikacji różnymi metodami naturalnych triglicerydów, zawartych w oleju rzepakowym, wytworzono szereg produktów oraz zbadano ich właściwości fizykochemiczne. Pod względem chemicznym osiem z nich jest estrami kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego, zaś dwa wyższymi kwasami tłuszczowymi o różnych właściwościach fizykochemicznych. Produkty te są rozpuszczalne w mineralnych, syntetycznych i naturalnych olejach i mogą być stosowane w roli dodatków uszlachetniających, spełniających różne funkcje w kompozycji smarowej.
Summary

 

4-2005 Tribologia

Marian W. SUŁEK*, Anita BOCHO-JANISZEWSKA*,
Radosław JEDYNAK*
* Politechnika Radomska.

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WODNYCH ROZTWORÓW OKSYETYLENOWANYCH ALKOHOLI LAURYLOWYCH W RÓŻNYCH UKŁADACH MATERIAŁOWYCH

TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF ETHOXYLATED LAURYL ALCOHOLS AQUEOUS SOLUTIONS IN VARIOUS MATERIAL COUPLES
slowa-kluczowe
opory ruchu, zużycie, tester T-11, etoksylaty, oksyetylenowane alkohole laurylowe, ekologiczne substancje smarowe
Key-words
motion resistance, wear, tribotester T-11, ethoxylates, ethoxylated lauryl alcohols, ecological lubricants
Streszczenie
Jako modelowe substancje smarowe wytypowano wodne roztwory oksyetylenowanych alkoholi laurylowych. Zakres badań obejmował 5 związków o różnym stopniu addycji. Etoksylaty charakteryzują się wysoką aktywnością powierzchniową i tworzą w roztworach wodnych micele i struktury ciekłokrystaliczne. Roztwory etoksylatów są bezpieczne zarówno na etapie wytwarzania, eksploatacji, jak i utylizacji. Mogą one znaleźć zastosowanie jako ekologiczne substancje smarowe w węzłach tarcia, mających bezpośredni kontakt ze środowiskiem, człowiekiem, produktami spożywczymi, farmaceutycznymi i kosmetycznymi.
Badania tribologiczne (tester T-11) wykonano dla różnych skojarzeń materiałowych: stal-stal, stal-ceramika (Al2O3, ZrO2), Al2O3-Al2O3). Na bazie uzyskanych rezultatów można stwierdzić, że testowane dodatki zmniejszają, nawet kilkakrotnie, opory ruchu i zużycie względem wody jako bazy. Uzyskane korelacje mierzonych wielkości w funkcji stężenia związku, jego stopnia oksyetylenowania, rodzaju materiałów par ciernych oraz cytowane dane literaturowe wskazują, że decydującym czynnikiem determinującym właściwości tribologiczne jest aktywność powierzchniowa związków. Jest ona zależna od budowy związków, ich stężenia oraz warunków tarcia, głównie temperatury.
Summary
Water solutions of ethoxylated lauryl alcohols were chosen as model lubricants. 5 compounds of various ethoxylation degrees were tested. Ethoxylates can be characterized by high surface activity and in water solutions can form micelles and liquid crystalline structures. Solutions of ethoxylates are safe during production, exploitation as well as utilization. They can be applied as ecological lubricants in friction couples that contact environment, human, pharmaceuticals and cosmetics.
Tribological tests (T-11 apparatus) were performed for various materials of contact: steel-steel, steel-ceramics (Al2O3, ZrO2), Al2O3- Al2O3. On the basis of the results obtained one can conclude that the additives tested can significantly reduce motion resistance and wear, as compared to water. Correlation of the quantities measured with compound concentration, ethoxylation degree, materials of the friction couples and literature data reveal that surface activity is the main feature that determines the tribological properties of these compounds. The surface activity depends on the structure of compounds, their concentration and conditions of friction, mainly temperature.

 

 

4-2005 Tribologia

Radosław JEDYNAK*
* Politechnika Radomska.

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE WODNYCH ROZTWORÓW OKSYETYLENOWANYCH ALKOHOLI LAURYLOWYCH W RÓŻNYCH UKŁADACH MATERIAŁOWYCH

TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF ETHOXYLATED LAURYL ALCOHOLS AQUEOUS SOLUTIONS IN VARIOUS MATERIAL COUPLES
slowa-kluczowe
opory ruchu, zużycie, tester T-11, etoksylaty, oksyetylenowane alkohole laurylowe, ekologiczne substancje smarowe
Key-words
motion resistance, wear, tribotester T-11, ethoxylates, ethoxylated lauryl alcohols, ecological lubricants
Streszczenie
Jako modelowe substancje smarowe wytypowano wodne roztwory oksyetylenowanych alkoholi laurylowych. Zakres badań obejmował 5 związków o różnym stopniu addycji. Etoksylaty charakteryzują się wysoką aktywnością powierzchniową i tworzą w roztworach wodnych micele i struktury ciekłokrystaliczne. Roztwory etoksylatów są bezpieczne zarówno na etapie wytwarzania, eksploatacji, jak i utylizacji. Mogą one znaleźć zastosowanie jako ekologiczne substancje smarowe w węzłach tarcia, mających bezpośredni kontakt ze środowiskiem, człowiekiem, produktami spożywczymi, farmaceutycznymi i kosmetycznymi.
Badania tribologiczne (tester T-11) wykonano dla różnych skojarzeń materiałowych: stal-stal, stal-ceramika (Al2O3, ZrO2), Al2O3-Al2O3). Na bazie uzyskanych rezultatów można stwierdzić, że testowane dodatki zmniejszają, nawet kilkakrotnie, opory ruchu i zużycie względem wody jako bazy. Uzyskane korelacje mierzonych wielkości w funkcji stężenia związku, jego stopnia oksyetylenowania, rodzaju materiałów par ciernych oraz cytowane dane literaturowe wskazują, że decydującym czynnikiem determinującym właściwości tribologiczne jest aktywność powierzchniowa związków. Jest ona zależna od budowy związków, ich stężenia oraz warunków tarcia, głównie temperatury.
Summary
Water solutions of ethoxylated lauryl alcohols were chosen as model lubricants. 5 compounds of various ethoxylation degrees were tested. Ethoxylates can be characterized by high surface activity and in water solutions can form micelles and liquid crystalline structures. Solutions of ethoxylates are safe during production, exploitation as well as utilization. They can be applied as ecological lubricants in friction couples that contact environment, human, pharmaceuticals and cosmetics.
Tribological tests (T-11 apparatus) were performed for various materials of contact: steel-steel, steel-ceramics (Al2O3, ZrO2), Al2O3- Al2O3. On the basis of the results obtained one can conclude that the additives tested can significantly reduce motion resistance and wear, as compared to water. Correlation of the quantities measured with compound concentration, ethoxylation degree, materials of the friction couples and literature data reveal that surface activity is the main feature that determines the tribological properties of these compounds. The surface activity depends on the structure of compounds, their concentration and conditions of friction, mainly temperature.

 

4-2005 Tribologia

Marian SZCZEREK*, Jacek PRZEPIÓRKA*
* Politechnika Radomska.

NOWA METODA MODYFIKACJI POLIMEROWO-METALOWYCH WĘZŁÓW TARCIA

A NEW METHOD OF MODIFICATION OF POLYMER-METAL FRICTION COUPLES
slowa-kluczowe
polimer, powłoka poromeryczna, tarcie, zużycie, optymalizacjaKey words: polymer, poorer coating, friction, wear, optimization
Key-words
polymer, poorer coating, friction, wear, optimization
Streszczenie
W pracy przedstawiono nową metodę zwiększania trwałości polimerowo-metalowych węzłów tarcia poprzez zmniejszenie w strefie styku oddziaływań adhezyjnych, polegających na wpływaniu na procesy fizykochemiczne. Zastosowanie, zamiast litego polimeru, cienkich powłok nałożonych na powierzchnię stalową przyczyniło się dodatkowo do poprawy warunków pracy takiego skojarzenia przez lepsze odprowadzanie ciepła ze strefy tarcia.
Summary
The paper present a new approach to optimisation metal-polymer tribological characteristics based on correlation between the total sum of polar components values of surface free energy and wear and friction characteristics of rubbing materials.
The authors predict that investigation friction and wear mechanism should make it possible to generalize the principles of rational manufacturing technology of polymer-metal frictions couples.

 

4-2005 Tribologia

Waldemar TUSZYŃSKI*
* Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, Radom.

STARZENIE SAMOCHODOWYCH OLEJÓW PRZEKŁADNIOWYCH.
CZĘŚĆ I. WPŁYW NA ZACIERANIE MODELOWEGO WĘZŁA TARCIA

DEGRADATION OF AUTOMOTIVE GEAR OILS.
PART I. AN INFLUENCE ON SCUFFING OF A MODEL TRIBOSYSTEM
slowa-kluczowe
samochodowy olej przekładniowy, starzenie, zacieranie, aparat czterokulowy, SEM, EDS
Key-words
automotive gear oil, degradation, scuffing, four-ball tester, SEM, EDS
Streszczenie
Zbadano właściwości przeciwzatarciowe dwóch samochodowych olejów przekładniowych klasy jakościowej API GL-3 i GL-5, które poddano procesom laboratoryjnego starzenia przez zanieczyszczanie pyłem, wodą i utlenianie. Badania wykonano za pomocą aparatu czterokulowego pracującego w styku ślizgowym.
Stwierdzono, że ani obecność pyłu, ani wzrost jego koncentracji w badanym oleju praktycznie nie wpływa na właściwości przeciwzatarciowe. Natomiast zanieczyszczenie oleju wodą powoduje pogorszenie tych właściwości. Utlenianie ma wpływ raczej pozytywny, ale gdy trwa dłużej, właściwości przeciwzatarciowe mogą ulec pogorszeniu (olej GL-3).
Wyniki badań tribologicznych zinterpretowano w oparciu o analizy warstwy wierzchniej śladu zużycia za pomocą SEM i EDS.
Niniejsze badania przeprowadzono w ramach projektu badawczego 8 T07B 001 21 finansowanego przez Komitet Badań Naukowych.
Summary
In the devices like automotive transmissions a significant degradation of the lubricating oil due to exploitation takes place. It affects the life of components in the transmissions, like gears, rolling bearings, etc.
This paper concerns the influence of the gear oil degradation on one of the dominating forms of wear of toothed gears - scuffing.
The tribological tests were performed in a four-ball tester denoted as T-02, designed and manufactured at ITeE-PIB. The extreme-pressure properties of the tested oils were determined in sliding motion. For this purpose scuffing propagation was analysed according to a test method developed at the Tribology Department.
Two automotive gear oils of API GL-3 and GL-5 performance level were tested. Prior to the tribological testing, the oils had been contaminated with a special test dust (100, 500, 1000 ppm), distilled water (1, 5, 10% vol.) and oxidised (25, 50, 100 hrs). The main constituents of the dust were inorganic particles: SiO2 (72,4% wt.) and Al2O3 (14,2%), and the maximum particle size did not exceed 0,08 µm. The way of oil contamination was typical of what takes place in automotive transmissions during exploitation.
It has been observed that neither the presence of the dust, nor its concentration in the oil, affects the oil's extreme-pressure properties. The reason is that scuffing brings about such intensive wear as the abrasive action of the dust does not matter.
The contamination of the gear oils by water has a deleterious effect - it is observed for 1% or more water in the GL-3 oil and 10% of water in case of GL-5 one.
The oil oxidation exerts a rather positive effect, but for the longest its period the extreme-pressure properties of the oxidised oil deteriorate (GL-3 oil).
By using SEM and EDS for analysis of the worn surface, the author identified mechanisms of interaction between deteriorated oils and the surface, and related them to the tribological results. So, the wear scar surface layer was greatly modified by the presence of some elements coming from active compounds in the lubricating additives, like sulfur or phosphorus. This modification is a result of physical and chemical adsorption followed by tribochemical reactions of active compounds in lubricating additives with the surface. Shortly speaking, chemical compounds of S and P prevent creation of adhesive bonds or enable their shearing, in this way protecting the surface from scuffing. This is why both for the oils contaminated with water and GL-3 oil oxidised by 100 hrs a lower content of S and/or P in the wear scar surface layer accompanies poorer extreme-pressure properties.
It has been concluded that the degradation of the automotive gear oils does not exert a clear-cut negative influence on their extreme-pressure properties, and may even have a positive effect. Of course other than scuffing forms of wear like e.g. rolling contact fatigue (typical of rolling bearings) should also be taken into account with regard to gear oil degradation. It is a subject of another paper presented at this congress.

 

4-2005 Tribologia

Krzysztof WIERZCHOLSKI*
* Politechnika Gdańska.

STOCHASTYCZNE, NIEIZOTERMICZNE SMAROWANIE STAWU BIODROWEGO Z ODKSZTAŁCALNĄ CHRZĄSTKĄ

STOCHASTIC NONISOTHERMIC LUBRICATION OF HIP JOINT WITH DEFORMABLE CARTILAGE
slowa-kluczowe
sztuczny, naturalny staw biodrowy, powierzchnie chrząstki, smarowanie losowe
Key-words
artificial, articular hip joint,cartilage surfaces, random lubrication
Streszczenie
W niniejszej pracy przedstawiono metodę rozwiązywania problemu nieizotermicznego smarowania naturalnych stawów biodrowych oraz endoprotez z uwzględnieniem deformacji powierzchni stawowych oraz związanych z tym faktem efektów losowych. Przedstawiono również wyniki pomiarów powierzchni głów kostnych na aparacie Rank Taylor Hobson-Talyscan 150. Uzyskane wyniki doświadczalne zostały opracowane z użyciem programu komputerowego TALYMAP Expert oraz Microsoft Excel.
Summary
The determination of hydrodynamic lubrication of artificial metal endoprothesis and the elastohydrodynamic lubrication of articular human hip joints, leads to the precise analysis of irregularities and inequalities of joint cooperating surfaces with exactness of one micrometer or even more than one micrometer for the boundary friction.
The measurements of the bone head surfaces are performed by micro sensor laser installed in the Rank Taylor Hobson-Talyscan 150 Apparatus and then elaborated by means of the TALYMAP Expert and Microsoft Excel Computer Program. From 29 measured samples the following statistical parameters St, Sz, Sa are calculated: St, Sz, Sa of surface roughness expressed in micrometers.
Cooperating surfaces of human hip joint are coated by the hyaline, non-transparent, damp and rough cartilage with hyper elastic properties [1],[2].
The gap height between cooperating surfaces of human joints has value from 60 to 200 microns. According to this fact the inequalities with depth about some microns have important meaning during the elasto-hydrodynamic lubrication.
The earliest visible sign of osteoarthritis is localized fibrillation or disruption of the most superficial layers of the articular cartilage (see Fig.1 and Fig.2).
As the disease progresses, more of the articular surface becomes roughened and irregular, and fibrillation extends deeper into the cartilage until it reaches subchondral bone. As the cartilage fissures grow deeper, the superficial tips of the fibrillated cartilage tear, releasing free fragments into the joint space and decreasing the cartilage thickness. At the same time, enzymatic degradation of matrix may further decrease the cartilage volume.
On the ground of performed measurements it is easy to see that the asperities of the artificial joint surfaces are more smaller than asperities occurring in articular bone surfaces of human hip joints.

 

4-2005 Tribologia

Wojciech ŻÓRAWSKI*, Dariusz OZIMINA*
* Politechnika Świętokrzyska, Kielce.

ODPORNOŚĆ NA ZATARCIE POWŁOK KOMPOZYTOWYCH NATRYSKIWANYCH PLAZMOWO I NADDŹWIĘKOWO

RESISTANT TO SCUFFING OF PLASMA SPRAYED COMPOSITE COATINGS
slowa-kluczowe
natryskiwanie plazmowe, powłoka kompozytowa, zatarcie
Key-words
plasma spraying HVOF, composite coating, scuffing
Streszczenie
W pracy zbadano odporność na zatarcie natryskanych plazmowo i naddźwiękowo powłok otrzymanych z mieszanin proszków NiCrBSi i Fe2O3. Badania mikrostruktury otrzymanych powłok przeprowadzone z użyciem mikroskopu SEM/EDS pokazały, że z mieszanin proszków o zróżnicowanej budowie i granulacji można otrzymać powłoki kompozytowe składające się z matrycy NiCrBSi zawierającej tlenki żelaza. Powłoki posiadały zróżnicowaną mikrostrukturę w zależności od zastosowanej metody natryskiwania. Przeprowadzone badania pokazały, że powłoki natryskiwane naddźwiękowo posiadają niższą odporność na zatarcie niż powłoki natryskiwane plazmowo.
Summary
This paper presents results of an investigation into the structure of plasma and HVOF sprayed coatings. The spray material was a mixture of NiCrBSi and Fe2O3 powders, the latter added in different proportions, deposited with the aid of Plancer PN120 and Sulzer Metco Diamond Jet system. The powder granulometry and the microstructure of the HVOF sprayed deposits were studied using an SEM/EDS analyzer. The tests show that by mixing NiCrBSi and Fe2O3 powders characterized by different particle size distribution and morphology, we can obtain a composite coating containing the two compounds. The coatings consist of an NiCrBSi matrix and iron oxides. The addition of Fe2O3 powder causes that the NiCrBSi/ Fe2O3 coating possesses greater porosity. It should be noted that the exact composition of NiCrBSi/Fe2O3 composite coatings cannot be established on the basis of microhardness test. HVOF sprayed coatings showed lower scuffing resistance than plasma spraying coatings.

 

TRIBOLOGIA ROK XXXVI NR 5/2005 (203)
5-2005 TRIBOLOGIA

ZALECENIA IRG-OECD W SPRAWIE OPISU EKSPERYMENTU TRIBOLOGICZNEGO

RECOMMENDATIONS FOR DESCRIBING EXPERIMENTAL CONDITIONS IN TRIBOLOGY WORKED OUT BY THE IRG-OECD GROUP

Dear Prof. Marian Szczerek

The International Research Group on Wear of Engineering Materials (IRG-OECD) had its 25th meeting 13-14th June, 2005 in the Angstróm Laboratory in Uppsala, Sweden. The Group expressed its concern about shortcomings in describing experimental conditions in the tribology literature. These shortcomings, which make the reported work of little or no value to interested readers, stem from neglecting to report parameters such as contact geometry, a description of the coutersurface, reporting the surface roughness of the contacting surfaces, reporting observed wear products etc. The Group decided to approach the tribology journals with a recommended minimum list of parameters to be used when reporting experimental results.
The Group has produced this short minimum list of characteristic parameters with which a tribological contact can be described. The list below has been worked out, based on the discussion at the meeting, by a smaller group (Kenneth Holmberg, VTT, Finland; Mark Gee, NPL, UK; and Steve Shaffer, Battelle, USA) and has been sent as a recommendation to tribology journals listed below. Our suggestion is that the list will be used as a check list especially by the referees of the tribology journals.
We also think it is neither possible nor reasonable to have a very strict formal list of minimum requirements. It is of course the task of a referee to consider what is adequate and suitable for the specific article he/she is refereeing. But we think it is appropriate to draw the attention of the tribology journal referees to the problem described above.
Helsinki 20.10.2005

On bfehalf of the IRG OECED Wear Group
Kenneth Holmberg, Professor, Chairman of the Group
VTT Technical Research Centre of Finland
P.O.Box 1702
FIN-02044 VTT
Finland
E-mail: kenneth.holmberg@vtt.fi
Electronic version of this letter is sent separately by e-mail.

Distribution list:
Wear
Tribology International
Tribology Transactions - STLE
Tribology Lubrication Technology - STLE
Journal of Engineering Tribology, Part J - IMechE
Industrial Lubrication and Tribology
Tribology Letters
Tribotest
Tribologia - Finnish Journal of Tribology
Tribologia - Teoria i Praktyka
Tribologie und Schmierungtechnik
Surface and Coatings Technology
Thin Solid Films
Surface Engineering
Trenie I Iznos

List of recommended minimum specifications for describing experimental conditions in tribology articles and reports, worked out by the IRG-OECD Group on Wear of Engineering Materials
(Adopted at the IRG OECD meeting in Uppsala 14.6.2005):
    Description oftest device
  • a brief description of the test system or in case of commercially available device, its code.
    Geometry
    For both surfaces in contact:
  • macrogeometry: given typically as radius or diameter of a curved surface, or contact spot dimensions for flat contacts, so that stresses can be determined from loads,
  • microgeometry: surface roughness, given as appropriate for the application, but also as Ra-value for comparison.
    Energy input
  • load (or stress),
  • speed.
    Materials
    For both surfaces in contact:
  • materiał specification: metallurgical, physical or chemical; including processing method when appropriate,
  • any coating material, coating thickness and deposition or surface treatment method,
  • hardness and Young's modulus,
  • fracture toughness, when possible.
    For abrasion and erosion
  • abrasive or erodent materiał, size, size distribution and shape,
  • speed and direction of fluid stream for erosion.
    Environment
  • lubricant: viscosity and chemical composition/specification of fluid and additives,
  • humidity,
  • temperature,
  • possible gases, radiation etc.
    Results
  • friction as coefficient of friction; typically the steady state value and the maximum value,
  • wear for both surfaces as:
  • wear rate (e.g. 10-6 mm³/N-m) and/or
  • wear volume per time or per sliding distance and/or
  • wear depth per time or per sliding distance,
  • for fatigue wear the endurance life time,
  • graphs of friction and wear versus time when appropriate,
  • surface observations of both surfaces in contact, including observations of surface layers and their extent,
  • observations of wear debris and when possible their average size and size distribution.

5-2005 TRIBOLOGIA

Dragan ADAMOVIC*, Milentije STEFANOVIC*,
Vukic LAZIC*, Miroslav ZIVKOVIC*
* The Faculty of Mechanical Engineering,
Kragujevac, Sestre Janjić 6,
34000 Kragujevac, Serbia,
Serbia and Montenegro.
OCENA SMARÓW TECHNOLOGICZNYCH STOSOWANYCH PRZY CIĄGNIENIU ALUMINIUM

EVALUATION OF LUBRICANTS FOR PRESSING OF ALUMINIUM PIECES
Słowa kluczowe:
ciągnienie, tribomodelowanie, środki smarowe
Key-words:
pressing, tribo-modelling, lubricants
Streszczenie
W procesie ciągnienia czynniki tribologiczne, takie jak np. siły tarcia, odgrywają znacząca rolę. Stan naprężeń i odkształceń formowanego plastycznie przedmiotu, możliwość pomyślnej obróbki oraz niezbędna siła docisku zależą od wartości i rozkładu naprężeń kontaktowych. Ponieważ obróbka plastyczna wykonywana jest w warunkach wysokich nacisków, brak smaru mógłby doprowadzić do bezpośredniego styku materiału obrabianego i narzędzia. To z kolei wywołuje mikrozgrzewanie lub przywieranie materiału bardziej miękkiego do twardszej powierzchni narzędzi. Prowadziłoby to do poważnych zaburzeń warunków obróbki.
Do najważniejszych czynników tribologicznych w procesie obróbki plastycznej za pomocą ciągnienia należą: prędkość ciągnienia, stosunek odkształceń (zależy od obciążenia oraz kąta ciągadła), stan powierzchni materiału i narzędzi (topografia, właściwości fizykochemiczne) oraz rodzaj smaru. Poprzez zmianę ich kombinacji można np. ograniczać tarcie i w ten sposób wpływać na zmniejszenie się kontaktu narzędzia z materiałem.
Klasyczne metody oceny smarów (aparaty Almen-Wieland, Falex, Timken, czterokulowy itd.) nie są wskazane do testowania smarów przeznaczonych do ciągnienia. Należy poszukać takich testów, które w o wiele większym stopniu odwzorują (zamodelują) rzeczywiste warunki pracy. W pracy tej do badania smarów przeznaczonych do ciągnienia, użyto specjalnego, modelowego stanowiska tribologicznego, w którym obrabiany materiał testowy przesuwany jest pomiędzy parą ciągadeł z ukośną powierzchnią roboczą.
Summary
In the process of ironing, the tribological factors, namely the realised friction forces, play a significant role. The stress-strain state of plastically formed piece, the possibility for successful forming and force necessary for execution of forming depend on the size and distribution of contact stresses. Considering the fact that the metal forming is done in conditions of high contact pressures, absence of lubricants would, in such conditions, lead to direct contact of formed material and the tool, i.e. the micro-welding or sticking of the softer material onto the harder tool would occur, and due to that the severe disruption of forming conditions would take place.
The main tribological factors in metal forming by pressing are: forming speed, strain ratio (depends on load and semi-angle of the die cone), state of materials in contact (surfaces topography, physical and chemical characteristics of materials) and type of lubricant. By combining them, one can carry out mixed, i.e. limit friction, and thus minimise the contact between the tool and working piece (sheet metal).
Classical methods for estimation of lubricants (Almen-Wieland test, Falex test, Timken-test, four-ball test, etc) are not the most convenient for estimation of lubricants in ironing. Much more convenient tests are those that properly model the real working conditions in such forming. In this paper, the obtained results for the evaluation of various lubricants used in pressing will be presented on the adequate tribo-model of sheet metal test-piece sliding between pairs with skewed contact surfaces.

5-2005 TRIBOLOGIA

Vladimir P. SERGIENKO*
* V.A. Belyi Metal-Polymer Research Institute of NASB,
Kirov 32A, 246050 Gomel, Belarus,
fax: +375(232) 77 35 75; e-mail: sergienko_vp@mail.ru
MATERIAŁY CIERNE Z MATRYCĄ POLIMEROWĄ: KIERUNKI BADAŃ I OTRZYMANE WYNIKI

FRICTIONAL MATERIALS WITH A POLYMER MATRIX: RESEARCH DIRECTIONS AND RESULTS ATTAINED
Słowa kluczowe:
materiały cierne, tarcie, zużycie, matryca polimerowa,włókna mineralne, procesy cieplne
Key-words:
frictional materials, friction, wear resistance, polymer matrix, mineral filler, heat processes
Streszczenie
Przeanalizowano problemy materiałowe i trbologiczne materiałów ciernych odpowiadające współczesnym tendencjom w nauce, których rozwiazanie gwarantuje zapewnienie naukowego i praktycznego postępu. Przedstawiono przykładowe wyniki badań podstawowych i praktyczne rozwiązania nowych ekologicznych i bezpiecznych materiałów z użyciem matrycy polimerowej oraz napełniaczy opracowanych w Akademii Nauk Białorusi.
Summary
The problems in materials science and tribology of frictional materials reflecting modern trends and requiring urgent decision to spur further scientific and economic progress in this scientific domain are considered in this work. Some results of fundamental investigations and applied developments of ecologically friendly frictional materials with a polymer matrix fulfilled in the National Academy of Sciences of Belarus are presented.

5-2005 TRIBOLOGIA

Czesław KAJDAS, Jerzy KORYCKI
Centralne Laboratorium Naftowe,
Al. Żwirki i Wigury 31, 02-091 Warszawa tel. (022) 668-95-33.
ENERGIA DEFORMACJI A REAKCJE TRIBOCHEMICZNE

THE ENERGY OF THE DEFORMATION AND TRIBOCHEMICAL REACTIONS
Słowa kluczowe:
NIRAM, reakcja tribochemiczna, tarcie, zużycie, deformacja ciał stałych, energia deformacji, energia wzbudzeń, ekscyton, fonon, polaron, bipolaron, soliton
Key-words:
NIRAM, tribochemical reaction, friction, wear, deformation of solds, deformation energy, excitation energy, excition, phonon, polaron, bipolaron, soliton
Streszczenie
By zrozumieć procesy tribochemiczne zachodzące podczas tarcia granicznego zaproponowano zasadę uogólniającą dotychczasowy proces aniono-rodnikowy [L. 1], o dostarczenie energii i ładunku. Jako źródło energii wskazano procesy tarcia, powodujące procesy deformacji: rdzenia metalu, warstwy wierzchniej, warstwy Langmuira-Blodgeta i cieczy smarującej. Procesy te uwalniają energię swobodną do struktur i molekuł rdzenia, warstwy wierzchniej, warstwy Langmuira-Blodgeta i cieczy smarującej oraz w postaci energii chemicznej przy fragmentacji struktur czy molekuł, a też generując cząstki: jak elektrony, kwanty energii jak: fotony, fonony, ekscytony, solitony ... [L. 2].
Formowanie aniono-rodników i procesy tribochemiczne stymulowane są procesami uwalniania energii, cząstek i fragmentów molekuł.
Summary
To better understand tribochemical processes occuring under boundary friction conditions one proposed the rule generalizing the hitherto existing anion - radical process [L. 1], for delivering of the energy and electric charge. As the source of energy was pointed friction process, causing deformation processes: of the metal core, surface layer, Langmuir - Blodget layers and the bulk lubricant. These processes release the free energy to structures and molecules of the core, the surface layer, Langmuir - Blodget layer and the lubricant, and in the form of chemical energy at fragmentation of structures or molecules, and additionally also by generating electrons plus quanta of the energy such as: photons, phonons, excitons, solitons ... [L. 2].
The formation of anion-radicals and tribochemical processes stimulated are processes releasing of the energy, small particles and fragments of molecules.

5-2005 TRIBOLOGIA

Wiesław A. RAKOWSKI*,
Stanisław RABIASZ*, Piotr MAŁYJUREK*
* Akademia Górniczo-Hutnicza, 30-059 Kraków,
Laboratorium Tribologii I Inżynierii Powierzchni;
rakowski@agh.edu.pl, tel. (012) 617 30 60, 602636719.
BADANIA ŁOŻYSK MINIATUROWYCH Z WARSTWĄ SENSOROWĄ

MINIATURE PLAIN BEARINGS WITH SENSOR LAYER
Słowa kluczowe:
tribologia, łożyska ślizgowe, kompozyty sensorowe, diagnostyka
Key-words:
Streszczenie
W artykule przedstawione są badania tribologiczne i elektryczne łożyska miniaturowego z warstwą ślizgową wykonaną z polimerowego kompozytu piezorezystywnego, opracowanego w AGH. Kompozyty na bazie żywicy epoksydowo-melaminowej zawierały ziarnistą fazę rozproszoną w postaci przewodzących proszków grafitu i sadzy oraz proszku PTFE. Zmiana rezystancji warstwy kompozytowej pod wpływem zmiany obciążenia i temperatury była sygnałem wyjściowym z układu pomiarowego. Do dekompozycji sygnału wyjściowego na sygnał temperatury i sygnał obciążenia wykorzystano siec neuronową z nauczycielem i metodę wstecznej propagacji błędu. Wyniki badań wskazują na korzystne charakterystyki tribologiczne, zwłaszcza Kompozytu I oraz odpowiednie cechy kompozytu, umożliwiające zastosowanie go jako czujnika w układzie diagnostycznym.
Summary
The sliding pairs are limiting components of many machines and engines. Recent requirement of high reliability demands diagnostic systems with continuous measurement of the critical working parameters. Temperature and load of the kinematics pairs are fundamental information in machinery diagnostics. Measurements of temperature e.g. sliding bearings, using thermocouples or thermistors involve certain errors caused by considerable thermal conduction at the point where the sensor is placed, and by upsetting the thermal state of the system due to mass and dimensions of the sensor in relation to the size of miniature bearings. A proposed method of diagnosing the bearings by the polymer sensor film eliminates some of these errors. A new class of polymer composites has been developed in the Laboratory for Tribology and Surface Engineering AGH-UST, in response to the need for an efficient and reliable sliding system [L. 1-6] . There are materials which can play a double role: as a bearing material and as a sensor of temperature and forces in the bearing. The sensor and the bearing material is made of semi-conductive three-phase polymer composite. Composites are based on the epoxy resin with powders of graphite, structural carbon black and additionally in Composite I - PTFE powder. The polymer composite layer was deposited directly on the internal surface of the miniature bearing bush (Fig. 1). Tribo-electrical properties of the composites were tested on laboratory rig, equipped with measurement system of friction force, temperature, resistance and speed (Fig.1, Fig. 2). The effect of load and temperature on resistance of composite layer has been shown on Fig. 3 and Fig. 4.
A friction coefficient of Composite I (with PTFE powder) - 0,18, what is much lower than for Composite II (0,29). An outlet of measuring system for diagnostic it is a signal of resistance. The signals of temperature and load have been used for teaching of neural network (Fig. 5). The results of decomposition of the resistance signal into the two diagnostic signals: load and temperature of the bearing have been shown on the charts (Fig. 6 - Fig. 9). Conclusion is, that a new sensor composites exhibit good tribological and sensing properties and can play a double role: as a bearing material and as a measuring element in the diagnostic system. This type of composites are addressed to the miniature bearings of high reliable systems, where monitoring of work is necessary (medical equipments, navigation systems, computer mechanical parts etc.).

5-2005 TRIBOLOGIA

Krzysztof WIERZCHOLSKI*
* Tech. Univ. Gdańsk, Faculty of Ocean Eng.& Ship Tech.,
Narutowicza 11 PL-80952 Gdańsk, tel.:0583486126, wierzch@pg.gda.pl
Gdynia Maritime University, Faculty of Marine Engineering,
Gdynia, 81225 email:wierzch @am. gdynia.pl
TRIBOLOGIA BIOŁOŻYSK I INTELIGENTNYCH BIOREAKTORÓW TEMATEM GRANTU EUROPEJSKIEGO

TRIBOLOGY OF BIOBEARINGS AND INTELLIGENT BIOREACTORS AS THE TOPIC OF EU-GRANT
Słowa kluczowe:
biosmarowanie, bioreaktory, biotribologia, biobearing-projekt europejski
Key-words:
Streszczenie
Autor przedstawia zarys głównych celi badawczych podjętych w unijnym projekcie badawczym zatwierdzonym przez Komisję Europejską do realizacji w latach 2005-2008. Badania teoretyczne, numeryczne i eksperymentalne dotyczyć będą smarowania stawów nienewtonowskimi cieczami synowialnymi w warunkach nieustalonych z uwzględnieniem deformacji chrząstki stawowej w opisie stochastycznym. Ponadto rozpatrywany będzie problem hodowli chrząstki stawowej w bioreaktorze z uwzględnieniem możliwości sterowania siłami tarcia.
Summary
Taking into account the increasing need to artificial joints for in-vitro use, this paper presents a layout of a challenge leading to detail analyzing of regeneration problems of articular joint and gives a step-by-step plan for designing a novel intelligent artificial joint. This paper has been prepared based on the objective of European Project MTKD-CT-2004-517226 to represent the methodology and goal of the idea described in and make possible wider discussion on this subject for further developments during the realization.
Gdansk University of Technology, as the coordinator, in cooperation with other European universities: Graz University of Technology, Clinic for Orthopaedics and Sportorthopaedics of the Tech. University Munich, University of Applied Sciences in Giessen-Friedberg, Institute for Fluid Mechanics in University of Karlsruhe and Central Institute for Biomedical Engineering in University of Ulm submitted a ToK proposal to the European Commission on May 2004 which was entitled "Bio and Slide Bearings, their Lubrication by Non-Newtonian Oils and Application in Non-Conventional Systems". The proposal was submitted under Sixth Framework Programme, with Call Identifier: FP6-2003-No.517226, and finally is accepted as the Contract MTKD-CT-2004-517226. The proposal after negotiation is confirmed to financing from 2005 to 2008 due to high level marks for scientific, technological, socio-economic and European impact issues, as well as management aspects.
The World Health Organization (WHO) has declared the present decade the bone and joint decade. In 1988 in USA the estimated total cost of osteoarthrosis was $54.6 billion. Annually in Germany more than 30 million medical treatments and more than 50 million days of temporary or permanent disablement, are due to the diseases of cartilage and bone. It is not surprising that the number of human joint diseases shows an exponential increase over the last years in Europe. In last ten years in European Union the number of bone fractures caused by the osteoarthritis increased twofold. More than 100000 total hip or knee joints are implanted during one year in Germany. Within ten years 5% of them fail by aseptic loosening.
It can be estimated that yearly 2.5 million joint fractures occur worldwide. Only in 2000 in EU 414000 joint fractures was recorded. The increase in number of joint fractures in EU, anticipated on the ground of demographic development in the next 50 years, would reach about one million.

5-2005 TRIBOLOGIA

Tomasz KMITA*, Władysław SKONECZNY*
* Katedra Materiałoznawstwa, Uniwersytet Śląski,
tel. (032) 291-36-89 w. 568, sekr. 291-82-43,
ul. Śnieżna 2, 41-200 Sosonowiec.
WSPÓŁPRACA ŚLIZGOWA ANODOWEJ POWŁOKI TLENKOWEJ Z TWORZYWAMI PEEK/BG ORAZ TG15

SLIDING COOPERATION OF ANODIC OXIDE LAYER WITH PEEK/BG AND TG15 MATERIALS
Słowa kluczowe:
właściwości tribologiczne, warstwa tlenkowa, tworzywo sztuczne
Key-words:
tribological properties, oxide coatings, plastics
Streszczenie
W pracy przedstawiono wyniki badań tribologicznych skojarzenia ślizgowego bezsmarowego anodowa powłoka twarda - tworzywo PEEK/BG oraz TG15. W badaniach zastosowano węzeł tarcia trzpień- tarcza zainstalowany na testerze T-01M. Celem badań była ocena przydatności ww. wymienionych skojarzeń w węzłach kinematycznych maszyn (sprężarki, siłowniki pneumatyczne). Wyniki badań wskazują na duże rozbieżności w intensywności zużywania się badanych tworzyw. Tworzywo PEEK/BG zawierające dodatki grafitu i włókien szklanych okazało się bardzo odporne na ścieranie (0,004 mg/km), samo powodując niewielkie zużycie twardej powłoki tlenkowej, wykazując także niewielki współczynnik tarcia (0,05). Skojarzenie APT- TG15 charakteryzuje się znacznie większym współczynnikiem tarcia (ok. 0,2) oraz dużą intensywnością zużywania, co jest efektem innego mechanizmu zużywania.
Summary
The paper presents tribological test results of non-lubricating sliding pairs as follows: anodic hard layer (formed in electrolytes with organic acids additions) - PEEK/BG and TG15 materials. The mandrel - disc friction pair set on the T-01M tester was used in the tests. The tests were carried out on the friction path of 21,6 km and under variable conditions of slide speed (0,5-1,5 m/s) and stress (0,5 - 1,5 MPa). The aim of the tests was to evaluate the suitability of kinematic pairs in machines (compressors, pneumatic servo-motors). During the test friction power and linear pair wear were recorded. Mass wear was determined by measuring the loss of mass of the sample before and after every test with Type WA - 35 analytical scales. Profilographometric measurements of every oxide layer before and after a test were done to complement tribological tests.
Oxide layers are characterised by advantageous surface topography and considerable microhardness, which allowed for their high level of friction resistance in the tested polymer pairs. The results of the tests show that there are large discrepancies in the wear intensity of the materials tested. The PEEK/BG material that contains graphite and glass fibre additions turned to be highly resistant to abrasion (0,004 mg/km) and it itself caused slight wear of hard oxide layer at a low friction coefficient (0,05). The APT-TG15 pair is characterised by a significantly higher friction coefficient (approx. 0,2) and a higher level of wear intensity (despite a thick sliding film that was formed), which is the result of another wear mechanism and a large difference of triboelements mechanical properties.

5-2005 TRIBOLOGIA

Janusz LUBAS*
* Uniwersytet Rzeszowski, Instytut Techniki,
ul Rejtana 16a, 35-959 Rzeszów,
tel. (017) 872-11-86, fax 017-8522044,
e-mail: janas@univ.rzeszow.pl
ODDZIAŁYWANIE WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ MODYFIKOWANEJ CrN NA WARUNKI TARCIA W WĘŹLE ŚLIZGOWYM

INFLUENCE OF CrN SURFACE LAYER ON CONDITIONS OF FRICTION IN SLIDE PAIR
Słowa kluczowe:
warstwa powierzchniowa, obróbka powierzchniowa, tarcie, zużycie tribologiczne
Key-words:
surface layer, surface treatment, friction, tribological wear
Streszczenie
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu ukształtowanej warstwy wierzchniej jednoskładnikowej CrN oraz dwuskładnikowej CrN-stal czopa na warunki tarcia w parze ślizgowej. Badania wykonano dla par ciernych próbka pierścieniowa - wycinek panwi ze stopu CuPb30 i AlSn20. Pary tribologiczne w czasie prób smarowano olejem silnikowym lotos syntetic 5W/40. Badania przeprowadzono na testerze tribologicznym T-05. Wyniki badań potwierdziły możliwość zastosowania warstw powierzchniowych zawierających CrN w parach ślizgowych, które pracują w warunkach tarcia mieszanego. Badania wykazały, że siła tarcia i zużycie materiału łożyskowego zależy od warunków tarcia i kompozycji współpracujących warstw powierzchniowych pary ślizgowej. Zaobserwowano korzystne parametry tarcia w parach ciernych z czopami z warstwą powierzchniową zawierającą CrN, szczególnie podczas współpracy z panwią ze stopu AlSn20. Niemniej jednak w tych skojarzeniach wystąpiło duże zużycie liniowe stopu łożyskowego.
Summary
The study has determined influence formed one component surface layers (CrN) and two components surface layers (CrN and steel) of journal on parameters of friction in slide pairs. During the research ring samples worked with segment of slide bearing made of CuPb30 alloy or AlSn20 alloy. The kinematic pairs lubricated motor oil lotos syntetic 5W-40. The research performed on test machine T-05. Results of researches confirmed possibilities of use two components surface layers in sliding pairs, which work under conditions of mixed friction. Friction force and wear of bearing material were individual for composition of surface layer and conditions of work slide pairs. The research showed favourable conditions friction in pairs with surface layer CrN. It was important during the work with bearing material AlSn20, but the linear wear bearing material was large.

5-2005 TRIBOLOGIA

Jolanta DRABIK*, Ewa PAWELEC*,
Andrzej HUCZKO**, Hubert LANGE**
* Instytut Technologii Eksploatacji - PIB,
ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
** Uniwersytet Warszawski,
ul. Pasteura 1, 02-093 Warszawa.
WPŁYW SADZY FULERENOWEJ NA CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE

THE INFLUENCE OF THE FULLERENE SOOT ON TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS
Słowa kluczowe:
parafina, sadza fulerenowa, właściwości przeciwzużyciowe, tester czterokulowy
Key-words:
the paraffin, fullerene soot, tribological testing, Four Ball Machine
Streszczenie
W artykule przedstawiono właściwości tribologiczne kompozycji smarowych zawierających jako dodatek sadzę fulerenową o zróżnicowanej zawartości cząstek C60. Z wykorzystaniem zmodyfikowanego testu czterokulowego oceniono wpływ rodzaju zastosowanej sadzy na właściwości smarne. Wyznaczono odporność przeciwzatarciową kompozycji bez dodatku sadzy i zawierającej zmienny jej udział ilościowo-jakościowy. Stwierdzono, że sadza fulerenowa jest dodatkiem zdecydowanie podwyższającym odporność przeciwzatarciową kompozycji smarowej.
Summary
The fullerene soot containing different concentrations of C60 has been tested as an active additive influencing the lubricating properties of a pure paraffin used as a reference lubricant. The quality assessment of the prepared lubricants has been made using the-ball extemepressure tester. The limiting load and pressure of seizure of the lubricants were measured. Thus, the fullerene soot seems to be a promising additive, which definitely improves the lubricating properties of conventional lubricants.

5-2005 TRIBOLOGIA

Albert K. POGOSIAN*, Arsen N. KARAPETYAN*, Karine V. HOVHANNISYAN*
* State Engineering University of Armenia, 105 Teryan Str., 375009 Yerevan, Armenia.
ROZWÓJ NISKOTARCIOWYCH MATERIAŁÓW KOMPOZYTOWYCH NA BAZIE POLIMERÓW TERMOPLASTYCZNYCH

DEVELOPMENT OF COMPOSITE ANTIFRICTION MATERIALS BASED ON THE THERMOPLASTIC POLYMERS
Słowa kluczowe:
polimer, napełniacz, kompozyt, współczynnik tarcia, odporność na zużycie, destrukcja cieplna, destrukcja tarciowa
Key-words:
polymer, filler, composite, coefficient of friction, wear resistance, thermal destruction, tribodestruction
Streszczenie
Przeprowadzono badania wpływu armeńskich napełniaczy mineralnych na tworzenie struktur polimerowych oraz właściwości uzyskanych kompozytów niskotarciowych na bazie heterołańcuchowych polimerów termoplastycznych. Opracowano nową klasę polimerów niskotarciowych typu SIPAN dla skojarzeń metal-polimer oraz polimer-polimer, przeznaczonych na bezsmarowe łożyska, przekładnie, prowadnice itp. do pracy przy wartościach parametru PV ≤ 2.5 MPa • m/s.
Summary
The effect of modified Armenian mineral fillers on the formation of the polymer structure and properties of antifriction composites based on the thermal plastic heterochained polymers were studied. The new class of antifriction composites of the type SIPAN for metal-polymer and polymer-polymer tribounits were developed, intended for the production of bearings, gears, guidways and etc. without lubricants at values of PV ≤ 2.5 MPa • m/s.

5-2005 TRIBOLOGIA

Elżbieta SIWIEC*, Marian GRĄDKOWSKI*
* Instytut Technologii Eksploatacji - PIB, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel. (048) 364-39-03.
WŁAŚCIWOŚCI SMARNE PRODUKTÓW CHEMICZNEJ MODYFIKACJI OLEJU RZEPAKOWEGO

LUBRICITY OF THE CHEMICALLY MODIFIED RAPE-SEED OILS
Słowa kluczowe:
olej rzepakowy, modyfikacja chemiczna, smarność, właściwości przciwzużyciowe, właściwości przeciwzatarciowe
Key-words:
Streszczenie
Zbadano właściwości smarne dziesięciu produktów otrzymanych w wyniku chemicznej modyfikacji oleju rzepakowego różnymi metodami. Dwa z tych produktów wykazują znacznie lepsze właściwości przeciwzużyciowe, zaś cztery - przeciwzatarciowe, niż wyjściowy olej rzepakowy. Różnice właściwości smarnych pomiędzy poszczególnymi produktami jedynie częściowo można wyjaśnić ich właściwościami fizykochemicznymi. Wskazuje to, że mechanizm ich działania w węźle tarcia jest złożony i wpływa na niego wiele różnorodnych czynników, których ustalenie wymaga dalszych badań.
Summary
It has been investigated lubricating properties of ten products obtained as a result of different chemical modifications of rape-seed oils (mainly triglycerides). Two of the products show better AW behaviour than pure rape-seed oil, and four next ones - better EP properties. Different lubricity of the obtained products only to a certain degree can be explained by differences of their chemical structures and viscosity as well as contents of free carboxylic groups and unsaturated bonds in the molecules.

5-2005 TRIBOLOGIA

Monika MAKOWSKA*, Jarosław MOLENDA*, Elżbieta SIWIEC*
* Instytut Technologii Eksploatacji - PIB, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel. (048) 364-39-03.
OCENA EFEKTYWNOŚCI PRZECIWZUŻYCIOWEJ EKOLOGICZNEGO DODATKU SMARNEGO W SYNTETYCZNYM OLEJU BAZOWYM

EVALUATION OF ANTIWEAR EFFICIENCY OF ECOLOGICAL ADDITIVE IN SYNTHETIC BASE OIL
Słowa kluczowe:
dodatek ekologiczny, właściwości przeciwzużyciowe, oleje syntetyczne, poli-α-olefiny
Key-words:
ecological additive, antiwear properties, synthetic oils, poly-α-olefines
Streszczenie
Zbadano efektywność przeciwzużyciową ekologicznej substancji pochodzenia roślinnego, zastosowanej jako dodatek uszlachetniający (w ilości 2,5% m/m) do poli-α-olefinowego oleju bazowego (PAO). Testy tribologiczne przeprowadzono za pomocą aparatu czterokulowego, w którym elementy węzła tarcia, wykonane były ze stali ŁH15. Wprowadzenie badanego dodatku do oleju PAO powodowało znaczne obniżenie zużycia węzła tarcia w stosunku do oleju bazowego (o ok. 45%). Przygotowane kompozycje smarowe w istotny sposób wpływały na mechanizm kształtowania eksploatacyjnej warstwy wierzchniej, efektem czego była zmiana mikrostruktury powierzchni tarcia. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, iż zastosowana substancja jest stosunkowo uniwersalnym produktem, mogącym znaleźć zastosowanie w przyjaznych środowisku środkach smarowych.
Summary
It has been investigated antiwear efficiency of the vegetable-originated substance used as the ecological additive in poly-α-olefine base oil (at concentration of 2,5% m/m). Rubbing tests were performed using four-ball machine in which friction elements were made from 52100 bearing steel. Introduction of the additive to PAO has caused decrease of wear scar diameters on the balls in comparison to pure base oil (about 45%). Investigated lubricants have significantly influenced on the properties of the friction elements' external layer as evidenced by change of the rubbing surface microstructure. It has been concluded that used substance can be effective additive to environmentally acceptable lubricants.

5-2005 TRIBOLOGIA

Jadwiga BAJER*
* Instytut Technologii Eksploatacji - PIB,
Radom, ul. Pułaskiego 6/10,
tel. (048) 36-442-41, fax (48) 36-447-65.
WPŁYW SKŁADNIKÓW SMARU PLASTYCZNEGO DO PRACY W TEMPERATURACH UJEMNYCH NA CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE

THE INFLUENCE OF COMPONENTS OF LOW-TEMPERATURE PLASTIC GREASE ON THE TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS
Słowa kluczowe:
smar plastyczny dla ujemnych temperatur, faza dyspergująca, zagęszczacz, krzemionka modyfikowana, moment rozruchowy, zużycie, współczynnik tarcia
Key-words:
Streszczenie
W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych smarów plastycznych przeznaczonych do pracy w niskich temperaturach, opracowanych w wyniku realizowanego projektu badawczego.
Opracowane smary niskotemperaturowe (temperatura pracy tych smarów wynosi poniżej -45°C) zawierające zagęszczacz organiczny, jakim jest związek typu mydła oraz związek nieorganiczny, jakim jest modyfikowana krzemionka, zbadano zgodnie z normą polską oraz według testu zmodyfikowanego, opracowanego w ITeE, określając ich właściwości przeciwzatarciowe i przeciwzużyciowe.
Porównano właściwości smarne smarów podstawowych z właściwościami smarnymi smarów zawierających dodatek przeciwzatarciowy.
Summary
In this work the author presents the results of investigations of tribological properties of low-temperature greases, elaborated in the frame of research project. The operating temperature of elaborated low-temperature greases is below 45°C. The organic compound in the nature of soap and inorganic compound (modified silica) were used as a thickener. The investigations of antiwear and extreme pressure properties of greases were performed according to Polish standard and according to modified tribological test, elaborated in the ITeE. The lubricating properties of basis greases and greases containing lubricating additives were compared.

5-2005 TRIBOLOGIA

Elżbieta HORSZCZARUK*,
Tadeusz IGLANTOWICZ**, Waldemar SZYDŁOWSKI**
* Katedra Konstrukcji Żelbetowych i Technologii Betonu, Wydział Budownictwa i Architektury,
Politechnika Szczecińska, al. Piastów 50, 70-311 Szczecin, tel. (091)4494900.
** Instytut Technologii Mechanicznej, Wydział Mechaniczny,
Politechnika Szczecińska, al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, tel. (091) 4494506.
SPOSÓB OCENY ODPORNOŚCI NA ZUŻYCIE ŚCIERNE BETONÓW WYSOKOWARTOŚCIOWYCH NARAŻONYCH NA EROZJĘ

METHOD OF ASSESSMENT OF THE ABRASIVE WEAR RESISTANCE OF HIGH PERFORMANCE CONCRETE EXPOSED TO EROSION
Słowa kluczowe:
odporność na ścieranie, erozja, beton wysokowartościowy, metody badań zużycia
Key-words:
abrasion resistance, erosion, high performance concrete, testing methods of wear
Streszczenie
Betony wysokowartościowe (BWW) cechują się nie tylko wysoką wytrzymałością na ściskanie, ale także posiadają zwiększoną odporność na korozyjne oddziaływanie środowiska. BWW są coraz częściej stosowane w naprawach konstrukcji hydrotechnicznych jak i do budowy nowych obiektów. Uszkodzenia betonowych powierzchni i fragmentów konstrukcji są powodowane przez różne formy zużycia wywołane zjawiskami takimi jak: erozja, zniszczenie uderzeniowe i kawitacja. Określenie trwałości konstrukcji w przypadku obiektów hydrotechnicznych jest zagadnieniem niezwykle ważnym z uwagi na duże znaczenie gospodarcze i strategiczne tych obiektów. Zagadnienie zużycia ściernego betonu na skutek działania erozji abrazyjnej, od strony modelowania tego zużycia jest bardzo mało rozpoznane. Odporność na ścieranie betonów określana jest w Polsce najczęściej za pomocą tarczy Boehmego. Metoda ta nie nadaje się do oceny betonów narażonych na działanie erozji abrazyjnej czy kawitacji, gdyż nie odzwierciedla warunków zużycia betonu. W przypadku betonów wysokich wytrzymałości badanie odporności na ścieranie wykonywane na tarczy Boehmego daje ścieralność bliską zeru i dlatego nie ma możliwości porównania tą metodą odporności na ścieranie betonów wysokowartościowych o różnym składzie i różnej wytrzymałości.
W referacie przedstawiono wyniki badań odporności na ścieranie 8 betonów wysokich wytrzymałości o składzie modyfikowanym dodatkami: włókien stalowych i polipropylenowych. Badania ścieralności przeprowadzono metodą podwodną wg ASTM C 1138 przy czasie badania 120 godzin. Wyznaczono krzywe zużycia badanych betonów i obliczono średnią prędkość zużycia w czasie. Uzyskane przebiegi zużycia poddano analizie teoretycznej i porównano z wynikami badań uzyskanymi dla betonów zwykłych. Dokonano oceny metody podwodnej przy określaniu odporności BWW na ścieranie w warunkach erozji abrazyjnej.
Summary
The high performance concrete (HPC) with high abrasive resistance are more frequently used for repairing of the hydraulic constructions damaged by the water mixed with rock waste such as stilling basins and overfalls. This paper presents the test results of the examinations of abrasive wear of 8 types of HPC with compressive strength of 75-115 MPa. The mixtures were made with: Portland cement and blast-furnace cement, basalt aggregate with added superplasticizers and silica fume (W/CM fixed at 0.26 to 0.27). The mixtures contained of steel fibre: 30 and 50 mm length and aspect ratios of 60 and 50 and polypropylene fibers as a reinforcement. For the examinations of the abrasion resistance of HPC selected ASTM C 1138: the underwater method.

TRIBOLOGIA ROK XXXVI NR 6/2005 (204)
6-2005 TRIBOLOGIA

Anna M. RYNIEWICZ*, Wojciech RYNIEWICZ**, Tomasz MADEJ***
*Zakład Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Akademia Górniczo-Hutnicza,
al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,
( 0 12 617 30 65,
Katedra Protetyki Instytutu Stomatologii, WL Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego
Pracownia Materiałoznawstwa i Technologii Biomateriałów,
ul. Montelupich 4, 31-155 Kraków, 0 12 424 55 55.

** Zakład Propedeutyki Stomatologicznej i Stomatologii Zintegrowanej Instytutu Stomatologii
WL Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego,
ul. Montelupich 4, 31-155 Kraków, 0 12 424 55 55.

*** Zakład Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo-Hutnicza,
al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, 0 12 617 30 65.

BADANIA TRIBOLOGICZNE MATERIAŁÓW STOMATOLOGICZNYCH STOSOWANYCH W REKONSTRUKCJACH PROTETYCZNYCH

THE TRIBOLOGICAL RESEARCH OF THE DENTAL MATERIALSUSED IN PROSTHETIC RECONSTRUCTIONS
Słowa kluczowe:
wkłady koronowe, nakłady, nadkłady, materiały uzupełnień stomatologicznych, tribologia kontaktu
Key-words:
crown inlays, crown onlays, crown overlays, prosthetic restoration materials, tribology of contact
Streszczenie
Wkłady koronowe (inlay), nakłady (onlay) i nadkłady (overlay) wykonywane metodą pośrednią stanowią nowe, estetyczne rozwiązanie dla wypełnień amalgamatowych. Takie rekonstrukcje adhezyjne muszą być odporne na zużycie pod działaniem sił żucia.
Celem pracy była ocena tribologiczna materiałów stosowanych na tego typu uzupełnienia wykonywane metodą laboratoryjną.
Do badań wytypowano metale, tworzywa akrylowe, ceromery, materiały ceramiczne i kompozytowe oraz stopy metali, z których wykonano próbki badawcze zgodnie z procedurą przewidzianą przez producenta. Grupę kontrolną stanowiły próbki wykonane z amalgamatu.
Badania odporności na zużycie przeprowadzono na maszynie tribologicznej w środowisku sztucznej śliny. Zadawano naciski odpowiadające siłom żucia zębów trzonowych. Odporność na zużycie mierzono wielkością skaz wytarcia w badanych próbkach współpracujących z przeciwpróbką pokrytą warstwą ceramiczną.
Przeprowadzono symulację kontaktu próbek z przeciwpróbką w węźle badawczym, aby określić rozkład naprężeń i przemieszczeń dla struktury litej i warstwowej próbek z materiałów rekonstrukcyjnych.
Największą odpornością na zużycie w grupie materiałów estetycznych charakteryzowały się tworzywa ceramiczne. Nieco gorszą odporność posiadały kompozyty. Stopy metali, w szczególności stop srebro palladowy, również były materiałami o dużej odporności na zużycie.
Summary
Inlays made by indirect technique are a new, esthetic solution compared to amalgam fillings. Such adhesive reconstructions have to be resistant to wear caused by occlusal loads.
The aim of this study was a tribological estimation of dental materials used to manufacture inlays made by laboratory technique.
Ceramic and composite materials have been chosen to perform present studies. Samples were made according to manufacturer's directions. The control group consisted of amalgam samples.
The wear resistance was evaluated on tribologic machine Roxana Machine Works in the environment of artificial saliva. Occlusal loads of molars were applied. The wear resistance was measured by the amount of wear defects cooperating with counter-sample covered with ceramics layers.
Simulation of contact samples was made with counter-samples in the research node to specify stress pattern and displacement pattern for compact and laminar structure of samples from reconstruction materials.
Ceramic materials had the highest wear resistance in aesthetic materials group. Composites had a little worse resistance. The metal alloys, silver-palladium in particular, were also the materials of high wear resistance.

6-2005 TRIBOLOGIA

Jan SZKURŁAT*, Ryszard WÓJCICKI*, Edward MURDZIA*
* Politechnika Łódzka, Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn. ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź
DOBÓR PARAMETRÓW EKSPERYMENTALNYCH BADAŃ MODELOWYCH ŁOŻYSK ŚLIZGOWYCH

SELECTING CONDITIONS OF THE EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF PLAIN BEARINGS
Słowa kluczowe:
łożyska ślizgowe, tarcie mieszane, teoria podobieństwa, analiza równaniowa, badania modelowe, współczynnik skali.
Key-words:
plain bearing, mixed friction, theory of similarity, equation analysis, model investigations, scale coefficient
Streszczenie
Przedstawiono konstrukcję i warunki pracy łożyska turbiny parowej. Łożysko nie ma układu wspomagania hydrostatycznego. Podczas rozruchu i odstawiania turbiny, jej wał obraca się z prędkością kilkunastu obrotów na minutę. Występuje wtedy w łożysku tarcie mieszane. Do badań procesów tarcia i zużycia w takim łożysku zastosowano stanowisko modelowe. Dla identyfikacji parametrów badań zastosowano teorię podobieństwa. Współczynniki skali dla badanego łożyska określono stosując analizę wymiarową z ograniczeniami. Ustalono wielkości determinujące pracę łożyska rzeczywistego. Zdefiniowano funkcję wiążącą ustalone wielkości łożyska. Otrzymano układ 36 równań, w których występuje 40 współczynników skali. Układ ten rozwiązano w trzech wariantach przyjmowanych ograniczeń.
Otrzymane zależności do określania parametrów modelowego łożyska zestawiono w tabeli. Wzory te pozwalają ustalić cechy geometryczne, materiałowe, wymuszenia oraz otoczenia poszukiwanego łożyska modelowego. Tak zidentyfikowane cechy zwiększają podobieństwo zjawisk fizycznych w obiekcie rzeczywistym i w modelu.
Summary
The construction and operating conditions of bearing of the steam turbine were presented. The investigated bearing does not have the arrangement of hydrostatical support. During start and running out turbine, its shaft turns with speed of a dozen revolution per minute. A mixed friction occurs in such a bearing under these conditions. For investigation of friction and wear processes in such bearing a test rig has been utilised. The theory of similarity for the identification of parameters of investigations has been applied. The scale factor for studied bearing has been chosen applying dimension analysis with its limitations. The parameters determining the operation of modelled bearing were taken as fixed. The governing function has been defined for the steady state parameters of bearing. The system includes 36 equations in which 40 scale factors occur. This system was solved in three variants of limitations.
The obtained dependencies to determination of parameters of model bearing were shown in the table. These formulae enable to establish the geometrical, material and operation features and also characteristic of surroundings of the modelled bearing. The identified parameters assure the similarity of physical phenomena in real object and in the model one.

6-2005 TRIBOLOGIA

Edward SIEK*, Antoni KUZIOŁA
* Politechnika Radomska,
Instytut Budowy Maszyn, Zakład Technologii Bezwiórowych,
ul. Krasickiego 54, 26-600 Radom, tel. (48)361-76-13, e-mail:edward.siek@poczta.pf.pl,
tel. (48)361-76-19, e - mail: antoni.kuziola@pr.radom.pl
KWANTYFIKACJA ODDZIAŁYWANIA SYNERGICZNEGO EKSPLOATACYJNEJ WARSTWY WIERZCHNIEJ UBOGO SMAROWANEGO ŚLIZGOWEGO WĘZŁA TARCIA

SYNERGICAL INTERACTION MEASUREMENT OF THE UTILIZATIONAL SURFACE LAYER IN THE POORLY LUBRICATED FRICTION NODE SURFACE
Słowa kluczowe:
synergizm, kwantyfikacja, model matematyczny, tarcie ślizgowe
Key-words:
synergism, measurement, mathematical model, slipper friction
Streszczenie
W artykule przedstawiono problematykę synergizmu w zastosowaniach technicznych, zdefiniowano model matematyczny oddziaływania synergicznego, w którym sprecyzowano zakresy i miary liczbowe synergizmu: współczynnika synergizmu, współczynnika wzrostu lub zmniejszenia synergicznego oraz efektu synergicznego. Przedstawiono metodykę i przyjęto parametrycznie jedną z miar oceny synergizmu w badaniach tribologicznych, którą może być energetyczna intensywność jednostkowego zużywania tribologicznego. Dla przyjętej miary parametrycznej przeprowadzono wstępne badania, dotyczące ustalenia niezbędnej wartości początkowej (bazowej), służącej do identyfikacji oddziaływania synergicznego, które może wystąpić w trakcie konstytuowania się eksploatacyjnej warstwy wierzchniej w ubogo smarowanym ślizgowym węźle tarcia.
Summary
In the paper the issue of the synergism for technical purposes is introduced, as well as the definition of the mathematical model of the synergical interaction and the scope and the digital measures of the synergism such as: the factor of the synergism, the factor of the synergical increase and decrease and the factor of the synergical effect. The methodology is introduced and one of the measures of the estimation of synergism for tribological research is adopted. This measure can be the energical intensity of the isolated tribological consumption. For the adopted measure the initial research has been executed to establish the necessary initial value (base value0, which will be used to identify the synergical interaction that may appear during the aeration of the utilizational surface layer in the poorly lubricated slippery friction node.

6-2005 TRIBOLOGIA

Aleksander MAZURKOW*
* Politechnika Rzeszowska,
Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa,
Katedra Konstrukcji Maszyn,
al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów.
ŁOŻYSKOWANIE ŚLIZGOWE Z PANEWKĄ PŁYWAJĄCA, OBLICZENIA SPRAWDZAJĄCE

FLOATING RING BEARING-CHECKING CALCULATIONS
Słowa kluczowe:
łożyskowanie ślizgowe z panewką, projekt panewki, bezwymiarowe cha­rakterystyki statyczne, bezwymiarowe obciążenie, mimośrodowość
Key-words:
floating ring bearing, bearing design, dimensionless static characteristics, dimensionless load, eccentricity ratio
Streszczenie
W artykule przedstawiono zagadnienia związane z obliczeniami spraw­dzającymi poprzecznego łożyska ślizgowego z panewką pływającą z za­stosowaniem wykresów. Wykazano, że wypadkowe ciśnień w filmach olejowych, hydrodynamiczna nośność łożyska równoważy obciążenie zewnętrzne łożyska, które przyłożone jest do czopa łożyskowego. W mo­delu przyjęto założenia odnośnie do: oleju, przepływu oleju i ciepła oraz konstrukcji elementów łożyska. W opisanej metodzie projektowania gru­bość zewnętrznego filmu olejowego decyduje o zachowaniu warunku tarcia płynnego. Metodatla ma tę zaletę, że znany jest przebieg zmienno­ści badanych parametrów. Daje to możliwość lepszego doboru parame­trów, z jakimi ma pracować łożysko.
Summary
The subject of the study is the method of checking calculation of a floating ring bearing. The bearing consists of the following components: a journal, a fixed bearing bush and a floating bearing which is loosely inserted between these two components. The oil is supplied under pressure through gaps in both fixed bearing bush and floating bearing. The structural schema of the design process has been introduced. The adiabatic model of the bearing has been accepted for the checking calculation. In this presented design proper work conditions are checked by the use of dimensionless characteristics of a bearing. Values of Vogelpohl numbers and dimensionless heights of lubricant gaps have been established. The calculation of Vogelpohl numbers and dimensionless lubricant gaps has been done for self-imposed parameters such as: the bearing load, a rotational speed of a journal and the value of oil film. The given example of the calculation shows tolerance concerning loading and a rotational speed of a journal. Furthermore, the study gives instructions for designers. In the conclusion also has been stated that the presented design method can be used for calculation of different kinds of bearings.

6-2005 TRIBOLOGIA

Jerzy KORYCKI*
* Instytut Lotnictwa, al. Krakowska 110/114, 02-256 Warszawa
ANALITYCZNY OPIS PROCESÓW ZUŻYCIA W MODELOWYCH WĘZŁACH TARCIA - NIEZMIENNIKI W PROCESACH ZUŻYCIA

THE ANALYTIC DESCRIPTION OF WEAR PROCESSES IN MODEL FRICTION JOINTS - INVARIANTS IN WEAR PROCESSES
Słowa kluczowe:
tarcie, zużycie, deformacja ciała stałych, energia deformacji, modele zużycia, niezmienniki badań zużycia
Key-words:
friction, wear, deformation of solids, deformation energy, model of wear, invariants in wear processes
Streszczenie
W artykule przedstawiono model matematyczny procesu zużycia. Pozwala on na opis zużycia w funkcji obciążenia węzła tarcia, w zakresie obciążeń od minimalnych powodujących jego odkształcenie elastyczne do maksymalnych wartości powodujących jego zatarcie bądź zespawanie. Model ten zweryfikowano na podstawie badań zużycia w funkcji obciążenia pięciu modelowych węzłów tarcia, trzech materiałów powierzchni węzłów tarcia i ośmiu olei. Każdy pomiar pięciokrotnie powtarzano. Model zweryfikowano przez porównanie błędu dopasowania z błędem pomiaru. Otrzymana dokładność opisu modelu matematycznego równa jest dokładności pomiaru i wynosi na poziomie ufności 95% ok. 25%. Wartość średnia błędu modelu matematycznego wynosi 12%. Wariancję resztkową zminimalizowano zmodyfikowaną metodą gradientów sprzężonych.
Summary
In the article the mathematical model of the wear process. This was described enables the description of the wear in the function of the load of the friction joint, in the range of loads from minimum - causing its elastic deformation to maximum loads causing its seizure or welding. This model was verified on the base of research of the wear in the function of the load of five models of the friction joints, three materials of the surface of the friction joints and of eight oils. Every measurement repeated five times. The model was verified by the comparison of the error of the adjustment with the error of the measurement. The received exactitude of the description of the mathematical model is equal exactitudes of the measurement and receive about 25% on the level of the trust 95%. The average value of the error of the mathematical model is 12%. The residual variancy was minimalized with modified method of the conjugate gradients.

6-2005 TRIBOLOGIA

Jadwiga BAJER*
* Instytut Technologii Eksploatacji - PIB, Radom,
ul. Pułaskiego 6/10, tel. (048) 36-442-41, fax (048) 36-447-65.
WPŁYW FAZY DYSPERGUJĄCEJ NA WŁAŚCIWOŚCI SMARU PLASTYCZNEGO PRZEZNACZONEGO DO PRACY W NISKICH TEMPERATURACH

THE INFLUENCE OF DISPERSION MEDIUM ON THE LOW-TEMPERATURE PROPERTIES OF PLASTIC GREASE
Słowa kluczowe:
temperatura krzepnięcia, faza dyspergująca, moment rozruchowy, właściwości smarne, charakterystyka niskotemperaturowa
Key-words:
freezing point, dispersion medium, starting torque, lubricating properties, low-temperature characteristic.
Streszczenie
W pracy podano substancje chemiczne wybrane jako składniki smaru plastycznego przeznaczonego do pracy w niskich temperaturach.
Przedstawiono wyniki badań właściwości fizykochemicznych cieczy bazowych wybranych jako faza dyspergująca smarów plastycznych odpornych na działanie temperatur ujemnych oraz właściwości smarne bazy olejowej, od których zależy charakter niskotemperaturowy smaru plastycznego.
Przedstawiono również wyniki badań fizykochemicznych podstawowych smarów plastycznych, otrzymanych na tych bazach olejowych, charakteryzujących niskotemperaturowe właściwości smarów plastycznych.
Summary
In this work the author presents the chemical constitution of synthetic plastic greases. The physico-chemical and lubricating parameters which determine the resistance of liquid base oil on the low temperatures are presented. The author showed results of physico-chemical researches of basic plastic greases, which characterizing their low-temperature properties.

6-2005 TRIBOLOGIA

Marek IWAŃSKI*, Dariusz OZIMINA**
* Politechnika Świętokrzyska, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska,
Katedra Inżynierii Komunikacyjnej,
25-314 Kielce, Al. 1000-lecia P.P 7,
tel. (041) 342-45-61.
** Politechnika Świętokrzyska, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn,
Katedra Inżynierii Eksploatacji,
25-314 Kielce, Al. 1000-lecia P.P 7,
tel. (041) 342-44-92.
OCENA WPŁYWU KRUSZYWA KWARCYTOWEGO NA WŁAŚCIWOŚCI PRZECIWPOŚLIZGOWE NA-WIERZCHNI ASFALTOWEJ

THE ESTIMATION OF INFLUENCE OF QUARTZITE AGGREGATE ON SKID RESISTANCE OF ASPHALT PAVE-MENT
Słowa kluczowe:
zużycie, tarcie, kwarcyt, nawierzchnia asfaltowa
Key-words:
wear, friction, quartzite, asphalt pavements
Streszczenie
W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu kruszywa kwarcytowe-go na właściwości przeciwpoślizgowe nawierzchni asfaltowej. Kruszywo kwarcytowe pozyskiwane jest z materiału mineralnego, który charaktery-zuje się najmniejszą polerowalnością oraz dużą odpornością na ścieranie w porównaniu z innymi rodzajami materiałów mineralnych stosowanych w polskim drogownictwie. Wykonując mieszankę mineralną dobrano w odpowiedniej proporcji do kruszywa kwarcytowego kruszywo doziar-niające charakteryzujące się mniejszą odpornością na ścieranie i polero-wanie. Dzięki temu zapewniono uzyskanie rozbudowanej tekstury na-wierzchni a tym samym również i wymaganą jej szorstkości. Wykonane nawierzchnie odcinków doświadczalnych dróg z mieszanki SMA i MNU z udziałem kruszywa kwarcytowego potwierdziły możliwość zapewnie-nia szorstkości nawierzchni asfaltowej w długim okresie jej eksploatacji.
Summary
The article presents results of research on influence of quartzite aggregate on skid resistance of asphalt pavement. Quartzite aggregate is extracted from mineral material, which characterizes the lowest polishing and high resistance to abrasion in comparison with other types of mineral materials used in highway engineering in Poland. Preparing mineral mix another sort of aggregate, which characterize lower resistance to abrasion and polishing, was selected in appropri-ate proportion to quartzite aggregate. It enabled obtaining complex pavement texture and at the same time required roughness. The pavement of experimental sections of the roads made from SMA and MNU mixture with additive of quartzite aggregate confirmed possi-bility of ensuring appropriate roughness of the pavement considering even long period of exploitation.

6-2005 TRIBOLOGIA

Elżbieta ROGOŚ*, Andrzej URBAŃSKI*
* Instytut Technologii Eksploatacji - PIB, 26-600 Radom, ul. Pułaskiego 6/10.
WPŁYW SIARKOWANYCH OLEJÓW ROŚLINNYCH NA WŁAŚCIWOŚCI SMARNE OLEJU RZEPAKOWEGO

IMPACT OF SULPHURED PLANT OILS ON LUBRICATING PROPERTIES OF RAPE OILS
Słowa kluczowe:
oleje roślinne, siarkowanie, właściwości przeciwzużyciowe, właściwości przeciwzatarciowe
Key-words:
plant oils, sulphuration, antiwear properties, antifriction properties
Streszczenie
Zbadano i porównano właściwości przeciwzużyciowe i przeciwzatarciowe modyfikowanych siarką olejów roślinnych o różnej strukturze chemicznej. Oceniono efektywność ich działania jako dodatków smarnych w oleju rzepakowym. Właściwości przeciwzużyciowe i przeciwzatarciowe siarkowanych olejów i ich kompozycji z olejem rzepakowym oceniono za pomocą aparatu czterokulowego dla skojarzenia stal-stal. Stwierdzono zróżnicowany wpływ siarki na działanie przeciwzużyciowe i bardzo korzystny na działanie przeciwzatarciowe olejów roślinnych. Wykazano, że najkorzystniejszym dodatkiem smarnym jat siarkowany olej słonecznikowy.
Summary
Antiwear and antifriction properties of, modified by sulphur, plant oils with different chemical structure were examined. Their effec­tiveness as lubricating additives in rape oil was assessed. Antiwear and antifriction properties of sulphured oils and their composition with rape oil were assessed by means of Four-Ball-Machine for the steel-steel contact. Diversified impact of sulphur on antiwear effect and very favourable impact on antifriction effect of plant oils was identified. It was proved that the most favourable lubricating addi­tive is sulphured sunflower oil.

SIMPRESS

Polskie Towarzystwo Tribologiczne

Instytut Technologii Eksploatacji
2002 01 02 03 04 05 06
2003 01 02 03 04 05 06
2004 01 02 03 04 05 06
2005 01 02 03 04 05 06
2006 01
Adres Redakcji Tribologii:
ul. K. Pułaskiego 6/10, 26 600 Radom, tel: 048 364 42 41 ; fax: 048 364 47 65
e-mail: tribologia.itee.radom.pl, e-mail: marian.szczerek@itee.radom.pl

Redaktor naczelny : prof. dr hab. inż. Marian Szczerek,

Publikacja dofinasowana przez MNiI

Last modification: 03 February 2006 17:27    |   JureK.