TRIBOLOGIA TEORIA I PRAKTYKA v.XXXVIII Nr 2, 2007 (212)


Image

Jubileusz 80-lecia urodzin prof. Bolesława Wojciechowicza

Jubilee of prof. Bolesław Wojciechowicz:

Profesor Bolesław Wojciechowicz urodził się 2 stycznia 1927 roku w Postawach na Wileńszczyźnie.
Przybył do Polski w ramach repatriacji, podejmując studia w Szkole Inżynierskiej w Poznaniu. Po jej ukończeniu w roku 1950 podjął pracę na stanowisku asystenta w Katedrze Silników Spalinowych, kierowanej przez ówczesnego rektora, prof. Bolesława Orgelbrandta, którego Bolesław Wojciechowicz uznaje
Orgelbrandta, którego Bolesław Wojciechowicz uznaje za swojego pierwszego mistrza i nauczyciela.
Mistrzem naukowym profesora Bolesława Wojciechowicza był również profesor Stefan Ziemba, który zainspirował go do stosowania w naukach technicznych diagnostycznych metod fizycznych, jak na przykład metoda izotopów promieniotwórczych. Utworzone przez B. Wojciechowicza laboratorium izotopowe oddało duże usługi w dziedzinie badań zużycia elementów maszyn roboczych oraz w rozwoju róznych procesów przemysłowych. Profesor S. Ziemba zainteresował również B. Wojciechowicza naukowymi podstawami eksploatacji obiektów technicznych. Wspólnie przez wiele lat tworzyli ruch naukowy, który objął swym zasięgiem wszystkie ośrodki akademickie w kraju.
Z Politechniką Poznańską profesor Bolesław Wojciechowicz związał całą swoją karierę zawodową i naukową. Stopień doktora nauk technicznych uzyskał w roku 1962, natomiast habilitację w roku 1968. Kolejne szczeble kariery naukowej to tytuły profesora nadzwyczajnego (1972) i zwyczajnego (1978). Kolejno pełnił w Politechnice Poznańskiej funkcje: prodziekana, kierownika zakładu, kierownika katedry, dyrektora instytutu, prorektora ds. nauki (1968÷1972) i rektora (1972÷1980). Lata, w których profesor kierował uczelnią przeszły do jej historii jako okres intensywnego rozwoju badań naukowych, kadry naukowo-dydaktycznej, bazy laboratoryjnej i infrastruktury. Wdrożone wtedy rozwiązania organizacyjne procentowały jeszcze przez wiele lat, przyczyniając się do postępu w uczelni, regionie i całym kraju.
Osiągnięcia naukowe to ponad 200 publikacji wydanych drukiem, w tym monografia z roku 1964 pt. „Studia nad mechanizmem zużywania się pary ślizgowej w obecności zanieczyszczeń”, stanowiąca klasyczne dzieło poświęcone zużywaniu ściernemu, cytowana również często przez współczesnych badaczy. W ostatnich latach prof. B.Wojciechowicz pracował nad rozwojem podstaw metodologicznych badań eksploatacyjnych, czego wynikim były dwie monografie współautorskie (z prof. Wiesławem Leszkiem): „Metodologia generowania i realizacji programów badawczych w nauce o eksploatacji obiektów techniczych” (2004 r.) oraz „Teorie prawa i prawidłowości w nauce o eksploatacji obiektów technicznych” (2006 r.).
Wybitne są zasługi prof. Bolesława Wojciechowicza w dziedzinie rozwoju kadr naukowych. Wypromował ponad 20 doktorów, ponad 100 magistrów inżynierów, opracował kilkadziesiąt opinii w przewodach doktorskich, habilitacyjnych i profesorskich. Przez wiele lat był członkiem Centralnej Komisji ds. Tytułu i Stopni Naukowych.
Prof. B. Wojciechowicz działa aktywnie na rzecz rozwoju krajowych i międzynarodowych środowisk naukowych. Przez wiele lat jest członkiem Komitetu Budowy Maszyn PAN, kieruje Sekcją Eksploatacji Maszyn, przewodniczy licznym radom naukowym itp. Wyrazem uznania za wkład w rozwój międzynarodowych i krajowych gremiów naukowych jest nadanie mu tytułu Doktora Honoris Causa:
− Dońskiego Instytutu Technicznego w Rostowie nad Donem w Rosji (rok 1993),
− Politechniki Poznańskiej (rok 2001) oraz
− Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy (w roku 2007).
O wysokim uznaniu zasług profesora Bolesława Wojciechowicza świadczy wyróżnienie go statuetką Złotego Hipolita i nadanie godności „Wybitnej Osobowości Pracy Organicznej” w roku 2006, jakie otrzymał obok tak znanych osób, jak Ryszard Kapuściński (pisarz i podróżnik) i Ks. Arcybiskup Józef Kowalczyk (Nuncjusz Apostolski w Polsce).
Polscy tribolodzy znają profesora B. Wojciechowicza jako człowieka bardzo uczynnego przy ustalaniu naszych kierunków badań. Od powstania kwartalnika PAN „Zagadnienia Eksploatacji Maszyn” pełni funkcję Przewodniczącego Rady Programowej i jest nam bardzo pomocny w dziale Tribologia.
W dniu Jubileuszu życzymy bardzo dobrego zdrowia oraz dalszych sukcesów naukowych, jak też dobrych prac w naszej wydawniczej działalności.
Rada Programowa
XXVII Szkoły Tribologicznej
i Redakcja Tribologii
Tribo-07v38n2_p015.pdf (465.08 Kb)


Wiesław LESZEK ①

Rozważania o podstawach tribologii, cz. 6 Decyzyjne problemy w tribologii

The considerations of tribology basis, part 6. The decisive problems of tribology

Słowa kluczowe:

tribologia, proces badawczy, proces decyzyjny, problemy decyzyjne poznawcze, problemy decyzyjne aplikacyjne

Key-words:

tribology, research process, decisive process, decisive scientific problems, decisive implementation problems
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W artykule przedstawiono relacje między problemami poznawczymi a aplikacyjnymi stanowiącymi dwie grupy problemów decyzyjnych w tribologii. Wyszczególniono grupy problemów decyzyjnych. Zwrócono uwagę na konieczność dostosowania ujęć treściowych tribologii do metodyki rozwiązywania problemów decyzyjnych.

Summary

The article presents the relation of scientific and implementation problems as two groups of decisive problems in tribology. The groups of problems are specified. The necessity of adjustment tribologycal contents to the methods of decisive problems solving is considered.
① Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, tel. (061) 665-24-97.
Tribo-07v38n2_p017.pdf (90.22 Kb)


Krzysztof ADAMCZUK ①, Agnieszka LABER ②, Alicja LABER ①, Radosław TKACZYK ①

Wpływ rodzaju smaru plastycznego na właściwości tribologiczne stali i żeliwa

The influence of the kind of grease on tribological properties of steel and cast iron

Słowa kluczowe: współczynnik tarcia, zużycie, smar plastyczny

Key-words: friction faktor, wear, grease

Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych, tj. zużycia, współczynnika i momentu tarcia badanych materiałów warunkowanych wpływem rodzaju smaru plastycznego. Badaniom poddano materiały konstrukcyjne żeliwo oraz stal. Badania przeprowadzono w funkcji zmienności parametru P, przy stałej prędkości oraz temperaturze otoczenia. Wykazano, że najkorzystniejszymi właściwościami tribologicznymi spośród badanych rodzajów smarów plastycznych charakteryzuje się smar grafitowany, w dalszym etapie Motor – Life 6 oraz smar łożyskowy ŁT4S3.

Summary

Paper presents some research of tribological properties of studied materials conditioned the influence of the kind of plastic grease. Research was made on constructional materials, cast iron and steel. Researches were conducted in the function of the changeability of the parameter P, near solid speed and temperature ambient It was showed that graphite grease the most profitable tribological properties was characterized, and then the Motor - Life 6 and grease bearing ŁT4S3.
① Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Mechaniczny, Zakład Obróbki Ubytkowej i Eksploatacji Maszyn, ul. prof. Z. Szafrana 4, 65-246 Zielona Góra.
② Przedsiębiorstwo Poszukiwań Nafty i Gazu „DIAMENT”, ul. Naftowa 3, 65-705 Zielona Góra.
Tribo-07v38n2_p027.pdf (607.17 Kb)


Krzysztof ADAMCZUK ①, Agnieszka LABER ②, Alicja LABER ①, Radosław TKACZYK ①

Badanie wpływu struktury materiału na własności sprężysto-plastyczne stali

The research of the influence structure material on the elastic-plastic property of steel

Słowa kluczowe:

własności sprężysto-plastyczne, moduł Younga, stale konstrukcyjne, warstwa wierzchnia

Key-words:

the elastic-plastic properties, Young’s moduls, steel, surface layer
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu struktury materiału na własności sprężysto-plastyczne stali. Skoncentrowano się na badaniach odkształceń sprężysto-plastycznych warstwy wierzchniej (WW).
Wykazano, że wartość odkształceń zależy od rodzaju badanego materiału, to jest od zawartości w nim węgla, a co za tym idzie od struktury i własności materiału. Materiałem najbardziej podatnym na zagłębienia całkowite i plastyczne okazało się żelazo Armco, a najmniej podatnym stal NC10.

Summary

In this paper presents some research of the influence of the structure of the material on the elastic-plastic property. It was concentrated on the researches of deformations elastic-plastic surface layer (WW).
It was showed that the value of deformations depended on the kind the studied material. The iron Armco the the most susceptible material on deformations turned out, and the least susceptible steel NC10.
① Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Mechaniczny, Zakład Obróbki Ubytkowej i Eksploatacji Maszyn, ul. Z. Szafrana 4, 65-246 Zielona Góra.
② Przedsiębiorstwo Poszukiwań Nafty i Gazu „DIAMENT”, ul. Naftowa 3, 65-705 Zielona Góra.
Tribo-07v38n2_p035.pdf (123.18 Kb)


Dariusz M. BIELIŃSKI ①, ②, Otmar DOBROWOLSKI ①, Grzegorz NYSZKO ③

Zastosowanie termowizji w badaniach tribologicznych materiałów polimerowych

Application of termovision in tribological investigations of polymer materials

Słowa kluczowe:

materiał polimerowy, tarcie, termowizja

Key-words:

polymer material, friction, thermovision
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wstępne wyniki badań dotyczące zastosowania kamery termowizyjnej do oceny rozkładu temperatury w węźle ciernym, w którym jednym z elementów jest materiał polimerowy. Jako obiekty wybrano kompozyty cierne okładzin hamulcowych i gumę na bieżniki opon samochodowych. Przeanalizowano wpływ matrycy polimerowej kompozytów oraz rodzaju sadzy użytej jako napełniacza w gumie na temperaturę w warstwie wierzchniej oraz jej rozkład w głąb od powierzchni kontaktu dla badanych materiałów. Stwierdzono istotne różnice pomiędzy kompozytem ciernym, który nagrzewa się od powierzchni, a gumą, w której temperatura narasta w wyniku deformacji wewnętrznych. Analiza termowizyjna, w powiązaniu z badaniami tribologicznymi, umożliwia optymalizację składu materiałów polimerowych z punktu widzenia ich eksploatacji.

Summary

The paper demonstrates the results of preliminary studies on the application of thermovision camera for estimation of temperature distribution in the friction pair containing a polymer material. Friction composites for braking pads and rubber used for tyre treads have been chosen as the objects of investigations. The influence of polymer matrix in the case of composites and the kind of carbon black used as a filler in rubber on temperature in the surface layer as well as its distribution from the contact surface to the bulk of material, has been analyzed. Significant difference between friction composite, which warms up from the surface, and rubber, which temperature increases due to internal deformations, has been detected. Thermovision analysis, together with tribological investigations, makes possible compositional optimization of polymer materials from their exploitation point of view.
① Politechnika Łódzka, Instytut Technologii Polimerów i Barwników, 90-924 Łódź, ul.Stefanowskiego 12/16.
② Instytut Przemysłu Gumowego „STOMIL”, 05-820 Piastów, ul. Harcerska 30.
③ Wojskowy Instytut Chemii i Radiometrii, 00-910 Warszawa, al. gen. A. Chruściela 105.
Tribo-07v38n2_p043.pdf (314.40 Kb)


Dariusz M. BIELIŃSKI ①, Mariusz SICIŃSKI ①, Jacek GRAMS ②, Michał WIATROWSKI ③

Wpływ budowy węzłów sieci przestrzennej gumy na stopień modyfikacji warstwy wierzchniej żelaza w węźle ciernym elastomer – metal

Słowa kluczowe:

guma, budowa i gęstość sieci przestrzennej, tarcie, modyfikacja warstwy wierzchniej metalu

Key-words:

rubber, structure and crosslink density, friction, modification of the surface layer of metal
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

Badano stopień modyfikacji warstwy wierzchniej żelaza Armco siarką w wyniku tarcia względem siarkowych wulkanizatów kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR). Metodami TOF – SIMS i konfokalnej spektroskopii FT – Ramana stwierdzono w warstwie wierzchniej przeciwpróbki metalowej obecność siarczku żelaza, który ma wpływ na charakterystykę tribologiczną węzła ciernego guma – metal. Nie udało się uzyskać jednoznacznej odpowiedzi co do wpływu budowy i gęstości sieci przestrzennej wulkanizatu na efektywność modyfikacji. Wszystko wskazuje jednak na to, że najlepsze są pod tym względem kauczuki usieciowane za pomocą zespołów półefektywnych i efektywnych.

Summary

The degree of modification of the surface layer of Armco iron with sulphur, due to friction against the sulphur vulcanizates of styrene – butadiene rubber (SBR), has been studied. Applying TOF – SIMS and confocal FT – Raman spectroscopy, the presence ofiron sulfide has been detected in the surface layer of a metal counterface. It influences tribological characteristic of a rubber – metal friction pair. Attempts to establish the relation beetween the crosslink density and structure of rubber and the effectiveness of modification have failed. Nevertheless it seems that the best modification into account the possibility of metal modification is a rubber crosslinked with semieffective and effective systems.
① Instytut Technologii Polimerów i Barwników, Politechnika Łódzka, 90-924 Łódź,
Instytut Przemysłu Gumowego „STOMIL” , 05-820 Piastów ul. Harcerska 30.
② Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej, Politechnika Łódzka, 90-924 Łódź.
③ Politechnika Łódzka, Katedra Fizyki Molekularnej, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź.
Tribo-07v38n2_p055.pdf (585.54 Kb)


Daniel BUCZMA ①, Włodzimierz WALIGÓRA ①

Ocena zużycia adhezyjnego modeli sworzni tłokowych ze stali niskowęglowej po obróbce laserowej

The analysis of adhesion wear of models piston engine pins with low-carbon steel after the laser treatment

Słowa kluczowe:

sworznie tłokowe, stal 16MnCr5, nawęglanie laserowe, zużycie adhezyjne

Key-words:

piston engine pins, 16MnCr5 steel, laser carbonizing, adhesion wear
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W artykule zaprezentowano wyniki badań odporności na zużycie modeli sworzni tłokowych ze stali 16MnCr5. Badania prowadzono na testerze T-05. Węzeł tarcia stanowił model sworznia tłokowego, a przeciwpróbką był węglik spiekany G10. Celem badań było sprawdzenie możliwości poprawy odporności na zużycie sworzni tłokowych po nawęglaniu laserowym. Po badaniach stwierdzono, że nawęglanie laserowe znacząco zwiększa odporność na zużycie badanych modeli sworzni w stosunku do nawęglanych dyfuzyjnie i hartowanych objętościowo.

Summary

The paper presents results of wear-resistant of models piston engine pins with 16MnCr5 steel. The tests were performed using T-05 testing machine. The friction pair consisted of model piston engine pin and sintered carbide G10. The aim of the research was to verification the betterment of wear-resistant of piston engine pins to after laser carbonizing. The test results indicate that the laser carbonizing significantly increases of wear-resistant of tested models piston engine pins in relation to diffusion carbonizing and by volume (oil) hardened.
① Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, e-mail:
Tribo-07v38n2_p065.pdf (827.77 Kb)


Tadeusz BURAKOWSKI ①

Kartki z wczesnych dziejów tribologii

Notes from the early history of tribology

Słowa kluczowe:

tribologia, inżynieria powierzchni, historia techniki

Key-words:

tribology, surface engineering, history of technic
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W artykule w aspekcie historycznym omówiono: pojęcie i rodzaje węzłów tribologicznych – skrawaniowych i kinematycznych, przedstawiono początki wykorzystywania tarcia ślizgowego i tocznego, przedstawiono rolę tribologii w przenoszeniu napędu, rozwój środków smarowych i prac naukowo-badawczych w obszarze podstaw, zwłaszcza teoretycznych, tribologii oraz podano globalną energochłonność węzłów tribologicznych.

Summary

From several hundred thousand years mankind positive (making the fire, tools sharpening) and negative (friction wear) influence of friction on the products of human activity is known, in spite of friction idea to ca. 1500 A.D. was unknown.
The friction in the area contact of two mobile bodies was came into being. The area contact of two mobile bodies, in relation one to other, with lubricant fluid eventually – it is a tribological point. The development and exploitation of tribological point began several hundred thousand years and continue up today.
In the table 1 chronological development of the most important achievements concerne friction was done.
From the most ancient time a development and exploitation of tribological points contain two general directions:
1) a materials working by tools:
– separating, disassemblying (in this: cutting), machining more soft materials (a stocks) by more hard materials (a tools): in thouse processes must participate a friction; such tribological points – there are a machining points;
– plastic forming of materials; this points – there are a deformation points;
2) a decreasing or increasing of friction between collaborating by motion machine element; such tribological points – there are ma chine bearings or – by generally – kinematics, and their variation – there are sliding points and rolling points.
A preaprototype of machine point was hard wood-stick related by man – in the more soft material: warm stand up by relating stick – incadescent soft material (Fig. 1). It was ca. 100 000 B.C.
Tipically machine points appear ca 7 000 B.C., in stone epoch, with the beginning of smoothing (honing) of stone tools.
A preprototype of the machine, in which was utilized s l i d i n g f r i c t i o n was a drag – in the form of two bind word sticks drawn after the ground, on which a load was placed.
A little later, ca. 8 000 B.C., was utilized a wood siedge probably. Is sure, that in ancient Egypt and in Asyria ca. 1930 B.C., a heavy stone loads was transported by a wood siedge (Fig. 2 and 3). Ancient Asyria inhabitants replace sliding friction – by rolling friction: put under the siedge a wood round beam, on which the siedge was rolling.
A sliding bearings was known: ca. 4000 B.C. – from stone, ca. 300 B.C. in China – from bronze (after from cast iron), ca. 100 B.C. in Roma – from iron.
When the wheel was appeard (Fig. 4) – in Midle-East Asia, at ca. 3500 B.C.: land whels and jolleys – probem of good bearing stand up. After sliding bearing rolling bearing was appeard, in which at first a rolers from hard wood was made and after a balls frome hard wood too. A heavy stone blocks in special wood wheels was supplied – for change sliding friction by rolling friction (Fig. 5). China men Ge Xu a sliding wheel to wheel-barrow appicated (ca. 100 B.C., in Europe – ca. 1100 A.D.).
A power transmision was a separate problem. In 976 A.D. China men chain drive utilized. After 1000 years later the Renaissance genius, Leonardo da Vinci the conception of line and belt drive, ball bearing and gear transmismision (hypoid, worm) gave and the conception of frictions force and coefficient force indroduced.
A gears in Egipt and in Grece was utilized – Arysthoteles (ca. 335 B.C.), Witruwius and Pappus from Alexandria (III/IV B.C.) about it mentioned.
A bearings (particularly ball bearings) from 1883 A.N. – the first automat for hardned steel ball grinding (P.M. Fischer) began to be utilized.
Before Second World War a porous sintered self-lubricating bearings was appeard.
Some 500 years ago Leonardo da Vinci constate, that “Eeach substance, without regarde, what is your lubricant property, introduced between two fractioned bodys, a friction process appease”. As a lubricant fluids were utilized: a water, greasio from wood tar obtained and by prolonged petroleum heating, vegetable oils, mineral oils (from the beginning of XX age) and syntetic oils (from ca. 1930 A.D.).
In the beginning of 1940 A.D. a sliding bearing with water lubrication practically was used.
① Instytut Mechaniki Precyzyjnej, ul. Duchniecka 3, 01-796 Warszawa.
Tribo-07v38n2_p075.pdf (7.13 Mb)


Jan BURCAN ①, Radosław BEDNAREK ①

Wpływ dokładności wykonania i montażu magnesów wysokoenergetycznych na ich charakterystyki

Influence of made precision and mounting errors of high-energy magnets for its characteristics

Słowa kluczowe:

wysokoenergetyczny magnes trwały, indukcja magnetyczna, rozkład pola magnetycznego, nośność

Key words:

high-energy permanent magnet, magnetic induction, magnetic field distribution
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań rozkładów indukcji magnetycznej w otoczeniu wysokoenergetycznych magnesów. Wykazano, że błędy wykonania magnesów mają istotny wpływ na rozkłady indukcji. Podjęto próbę oszacowania zmienności nośności pary magnesów odpychających się w funkcji omówionych błędów.
Przedstawione postępowanie może być pomocne przy projektowaniu układów zbudowanych z magnesów odpychających się, na przykład węzłów tarcia z częściowym lub całkowitym odciążeniem pola styku, takich jak łożyska magnetyczne wzdłużne, prowadnice, amortyzatory itp.

Summary

The study presents the results of magnetic induction measurements in the vicinity of front ends of high-energy magnets. It has been proved that the distribution of the induction vector influenced by shape and mounting errors of magnets.
The knowledge of the course of the induction vector variations as the function of geometry and material parameters enables to determine precisely the variation of the repulsion force value of the cooperating magnets, thus will be helpful when designing pairs unloaded by means of the magnetic field, e.g. bearings or slides.
① Politechnika Łódzka, Katedra Konstrukcji Precyzyjnych, ul. B. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź.
Tribo-07v38n2_p093.pdf (191.59 Kb)


Dymitry CAPANIDIS ①

Tribologiczne właściwości kompozytów polioksymetylenu zawierających napełniacz proszkowy PTFE lub PE-UHMW

Tribological properties of the polyoxymethylene based on composites consisting the PTFE and PE-UHMW powder fillers

Słowa kluczowe:

polioksymetylen (POM), kompozyty ślizgowe, właściwości tribologiczne

Key-words:

polyoxymethylene (POM), sliding composites, tribological properties
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

WPROWADZENIE

Polioksymetylen (POM) jest polimerem inżynieryjnym znajdującym wykorzystanie w budowie maszyn i urządzeń, między innymi jako materiał ślizgowy nie wymagający smarowania [L. 2, 8, 13, 16]. Właściwości tribologiczne tego polimeru można znacząco polepszyć przez jego fizyczną modyfikację różnymi napełniaczami, w wyniku której otrzymuje się kompozyty łączące w sobie cechy poszczególnych składników [L. 3, 5, 10]. W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych dwóch kompozytów na osnowie POM, którymi były: Tarnoform 300 TF2 oraz Tarnoform 300 G2.

Summary

The study presents the results of tribological research of two polyoxymethylene (POM) based composites – trade mark Tarnoform 300. One of composites, Tarnoform 300 TF2, consists 10% per weight of PTFE powder (polytetrafluoroethylene) and the second, Tarnoform 300 G2, consists 10% per weight of PE-UHMW powder (ultra high molecular weight polyethylene).
The tribological research concerned the effect of sliding surface roughness of the steel counter-element (Ra parameter) as well as unit pressure and sliding velocity on the value of coefficient of friction during the cooperation with specified composites as well as on the wear rate of these composites.
The parameter of surface roughness Ra was changed in value range from 0,11 µm to 1,67 µm. Based on the received results the recommendations concerning the optimal roughness of the steel sliding element were formulated. Taking the optimal roughness of the steel counter-element into consideration in value Ra=0,55–0,65 µm the research of influence of unit pressure (in range from 0,3 MPa to 1,7 MPa) and the sliding velocity (in range from 0,2 m/s to 1,8 m/s) on the property of tested sliding matchings. The rotatable plan of experiment schedule was used for these research realization. Results of the research were approximated by the multidimensional regression functions of the coefficient of friction and the linear wear intensity of the composite and were presented in form of spatial graphs that present changes of these values according to motion parameters (unit pressure and sliding velocity). Obtained results have enabled to formulate the designing recommendations for using the analysed POM composites in the slide knots concerning the optimal roughness of the steel sliding element as well as the recommended values of unit pressure and sliding velocity.
① Politechnika Wrocławska, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, 50-371 Wrocław, ul. Łukasiewicza 7/9, tel.: (91) 071 353-25-56.
Tribo-07v38n2_p105.pdf (162.63 Kb)


Dymitry CAPANIDIS ①, Wojciech WIELEBA ①, Janusz WOŹNIAK ①, Michał WIERCIAK ①

Właściwości tribologiczne wybranych materiałów polimerowych wytworzonych z recyklatu

Tribological properties of chosen polymers fabricated of recyclates

Słowa kluczowe:

tarcie, zużycie, recykling, tribologia polimerów hybrydowych

Key-words:

friction, wear, recycling, hybrid polymer, tribology
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

Opracowanie procesu wytwórczego porowatych kompozytów PTFE (PTFE + brąz lub PTFE + grafit) z surowców odpadowych stworzyło nowe możliwości aplikacyjne. W celu poprawy właściwości tribologicznych kompozytu porowata matryca PTFE była nasączana żywicą epoksydową PE. Innym interesującym kompozytem polimerowym wytworzonym z materiałów odpadowych był Reylan PET 730G z zawartością 30% włókna szklanego.

Summary

The elaboration of the manufacturing process of porous PTFE composites (PTFE + bronze or PTFE + graphite) from wastes opened new fields of possible applications. To improve tribological properties of composite, especially to raise its resistance to wear, porous PTFE composite matrix was soaked with EP epoxy resin. The other interesting polymeric composite made of wastes, which can be utilized in mechanical application, is Reylan PET 730G composite containing 30% glass fiber.
The paper shows results of tribological investigation of these two chosen polymeric materials (PET composite and PTFE composite) made of polymer wastes co-operating with steel. On their basis were made of multidimensional regress functions describers the tribological properties of hybrid material from surface pressure and sliding velocity. The diagrams representations of friction coefficient and the wear rate for some materials based on PET and porous PTFE composites were presented, too. The effect of motion parameters (i.e. contact pressure p and sliding velocity v) on the coefficient of friction and the specific linear wear rate of polymeric materials sliding against steel were presented.
Tribological testing of these new materials (dry friction conditions, steel as counterspecimen) gave satisfactory results. On the basis of the obtained results it was demonstrated that the new composites can be used as materials for machine elements.
① Politechnika Wrocławska, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, 50-371 Wrocław, ul. Łukasiewicza 7/9, tel.: (071) 353-25-56.
Tribo-07v38n2_p117.pdf (1.02 Mb)


Grzegorz CELICHOWSKI ①

Właściwości tribologiczne wybranych materiałów hybrydowych na bazie krzemionki

Tribological properties of hybrid materials based on silica

Słowa kluczowe:

nanokompozyty, tarcie, materiały hybrydowe, mikrotribometr, AFM, FFM, cienkie warstwy, modyfikacja powierzchni

Key-words:

nanocomposites, friction, hybrid materials, micro-tribometer, AFM, FEM, thin layers, surface modification
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

WPROWADZENIE

Dla pełnej jednoznaczności stosowanych w pracy terminów należy zdefiniować kilka podstawowych pojęć związanych z materiałami w niej opisywanymi.

Summary

The hybrid materials are characterised by the very low friction coefficient (less than 0.03) which gives a chance of their application. It has been demonstrated that the hybrid ceramic-organic coating can be produced by means of the sol-gel technique. The tribological properties of these coatings can be controlled by means of modifiers that functionalise the silica or organically modified silica (for instance aminosilica). These modifications can be performed both from the liquid phase and gaseous phase, which enables implementation of the numerons substances that are tribologically active.
① Uniwersytet Łódzki, Katedra Technologii Chemicznej i Ochrony Środowiska, ul. Pomorska 163, 90-236 Łódź, tel. (042) 6355836, e-mail:
Tribo-07v38n2_p127.pdf (123.92 Kb)


Henryk CZARNECKI ①

Modelowanie zjawisk tribologicznych dla tarcia mieszanego z wykorzystaniem komputerowych programów CAD

Modelling the tribological phenomena for mixed friction using cad software applications

Słowa kluczowe:

modelowanie komputerowe tarcia mieszanego, MES

Key-words:

computer modelling of mixed friction, MES, CAD
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W opracowaniu przedstawiono możliwości dokonania symulacji procesów tribologicznych dla tarcia mieszanego z wykorzystaniem modułu symulacyjnego programu I-Deas Master Series. Dla modelu nierówności obciążonego siłami występującymi w procesie tarcia mieszanego w oparciu o metodę elementów skończonych dokonano obliczeń naprężeń. Analizie poddano mikrowystęp chropowatości, jak również mikrowgłębienie. Przykładowe wyniki analizy zobrazowano na mapach i wykresach.

Summary

The study presents possibilities of performing simulations of tribological processes for mixed friction using the simulation module of the program I-Deas Master Series. For a irregularity model loaded with forces occurring in the mixed friction process, the computation of stresses was carried out based on the finite element method. A micro-protrusion and a micro-cavity of roughness were subjected to analysis. Examples of analysis results are illustrated in maps and graphs.
① Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Al. Armii Krajowej 21, 42-200 Częstochowa, tel. (034) 325 05 36, e-mail: czarneck@ itm.pcz.czest.pl
Tribo-07v38n2_p141.pdf (343.39 Kb)


Jolanta DRABIK ①, Ewa PAWELEC ①

Charakterystyka lepkościowo-temperaturowa oraz ocena właściwości smarnych i odporności na utlenianie kompozycji olejowych

Thermo-rheological characteristic and assessment of lubricating properties and oxidation of oil compositions

Słowa kluczowe:

kompozycje olejowe, oleje syntetyczne, olej mineralny, oleje semisyntetyczne, charakterystyki lepkościowo-temperaturowe, odporność oksydacyjna, właściwości smarne

Key-words:

oils composition, synthetic, semi-synthetic and mineral oils, thermorheological characteristic, oxidation stability, lubricating properties
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

Wytypowano grupę olejów syntetycznych i semisyntetycznych o różnych klasach lepkościowych i poddano je serii badań pozwalających ocenić ich przydatność jako faz dyspergujących smarów plastycznych o korzystnych właściwościach przeciwkorozyjnych.
Wyznaczono właściwości reologiczne grupy baz olejowych i oceniono ich wpływ na właściwości przeciwzużyciowe i przeciwzatarciowe.
W oparciu o różnicową kalorymetrię skaningową – metodą DSC dokonano oceny odporności oksydacyjnej przygotowanej grupy olejów.
Uzyskane wyniki upoważniają do stwierdzenia, że przebadana grupa olejów o zróżnicowanych właściwościach lepkościowo-temperaturowych może być zastosowana jako faza dyspergująca smarów plastycznych.

Summary

A rheological proprieties of base oils were marked and their influence on the tribological properties were estimated. The antiwear and antiseisure properties of oils were determined in the sliding steel-steel tribological couple utilising of the four-ball machine. Using the differential scanning calorimetry - DSC the oxidation stability of this oils group was estimated.
A group of synthetic, semi-synthetic and mineral oils of different rheological classes were chosen and subjected to the series of tests confirming its usefulness as of base oils of greases.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel.: (048) 364-39-03, e-mail:
Tribo-07v38n2_p151.pdf (136.01 Kb)


Krzysztof FALKOWSKI ①

Różnicowe pasywne łożysko magnetyczne

The differential passive magnetic bearing

Słowa kluczowe:

magnes trwały, pasywne łożysko magnetyczne, siła magnetyczna

Key-words:

permanent magnet, passive magnetic bearing, magnetic forces
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

WSTĘP

Do łożyskowania wysokoobrotowych wirników sztywnych i giętkich wykorzystuje się łożyska magnetyczne. Łożyska te można podzielić na dwie grupy. Do grupy pierwszej zaliczamy łożyska aktywne, które podczas pracy pobierają energię z zewnątrz i do utrzymania wirnika w zadanym położeniu niezbędne jest sprzężenie zwrotne [L. 2]. Druga grupa obejmuje łożyska pasywne, które nie pobierają energii podczas pracy. W łożyskach pasywnych nie występuje sprzężenie zwrotne [L. 3]. Brak sprzężenia zwrotnego znacznie upraszcza konstrukcję, a tym samym wykonanie łożysk pasywnych jest tanie. Dodatkową zaletą w łożyskach tego typu jest zerowy pobór energii podczas pracy łożyska.

Summary

The magnetic bearings are used to suspend rigid and flexible high-speed rotors. The magnetic bearings can be divided in two the active magnetic bearing (AMB) and the passive magnetic bearing (PMB). The active magnetic bearings are absorbed energy during work. Whereas the passive magnetic bearings don’t absorb energy during work, because they are build from only permanent magnets. The active magnetic bearings are used electromagnetic coils to generate magnetic forces and they should be electrically supplied.
The construction of passive magnetic bearings is easy and cheap. It is build from permanent magnets or groups permanent magnets (Halbach’s array). Unfortunately, the passive magnetic bearings have disadvantage. We can’t design insulated magnetic bearings suspension, where are only passive magnetic bearings. We can only use one or two passive magnetic bearings in the magnetic suspension system. The necessary condition is the one degree of freedom of rotor has got control by the active magnetic actuator.
The condition follows from construction of passive magnetic bearings. The repulsive forces between two magnets are used in the passive magnetic bearing. The attractive forces are hardly ever used in the passive magnetic bearing. Magnetic levitation is effect of interact the same magnetic poles (N – north poles or S – south poles), which belong to magnets. The area of stability of magnetic levitation is low in he passive magnetic bearing. The maximally force is only for coaxial location magnets of magnetic bearing. Therefore, the active magnetic actuator ensures coaxial location magnets of magnetic bearing.
There is showed project of differential passive magnetic bearing. This bearing was designed for high-speed flexible rotor. The one neodymium magnet MP 41x15x10 – N38 and two neodymium magnets MP 40x22x10 – N38 were used in the passive magnetic bearing. The mathematical model of differential passive magnetic bearing, laboratory model and distribution of magnetic flux density and dynamic characteristic are showed in the article.
① Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny, Katedra Automatyki i Robotyki, ul. Wiejska 45 c, 15-351 Białystok, tel. (85)469204, e-mail:
Tribo-07v38n2_p163.pdf (1.86 Mb)


Eugene FELDSHTEIN ①, Radosław MARUDA ①

Wpływ modyfikatorów mgły emulsyjnej na chropowatość powierzchni stali C45 po toczeniu i stan powierzchni natarcia ostrza skrawającego

The influence of emulsion mist modifiers on surface roughness of steel C45 and the state of rake face of cutting edge after turning

Słowa kluczowe:

mgła emulsyjna, toczenie; modyfikatory, chropowatość powierzchni,
powierzchnia styku

Key-words:

emulsion mist, turning, modifiers, surface roughness, contact surface
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W referacie przedstawiono wyniki badań wpływu modyfikatorów RC9601 i GR200 zawartych we mgle emulsyjnej na stan geometryczny powierzchni obrobionej stali C45 po toczeniu. W badaniach porównywano następujące rodzaje chłodzenia: obróbka na sucho, sprężonym powietrzem, mgłą emulsyjną, mgłą emulsyjną + RC9601 oraz mgłą emulsyjną + GR200. Badania przeprowadzono w dwóch etapach. Celem pierwszego etapu było ustalenie wpływu modyfikatorów RC9601 (związek węglowodorowy zawierający fluor i siarkę) oraz GR200 (na bazie glikolu) na parametry chropowatości Ra, RSm, Rq i Rz powierzchni obrobionej. Pomiaru dokonano na przyrządzie TR-200. Na etapie drugim przy zastosowaniu mikroskopu skaningowego JEOL JSM-5600LV poddano analizie mikrorentgenospektralnej ostrze narzędzia skrawającego (materiał płytki węglik spiekany: P25). Analizowano obecność pierwiastków chemicznych na powierzchni natarcia dla różnych warunków – przed toczeniem, po toczeniu z zastosowaniem mgły emulsyjnej z modyfikatorem RC9601 na powierzchni natarcia w strefie styku z wiórem oraz powierzchni natarcia poza granicą styku ostrza z wiórem. Przeprowadzone badania ustaliły pozytywny wpływ modyfikatora RC9601 na chropowatość powierzchni obrobionej w stosunku do innych rodzajów chłodzenia. Obecność modyfikatora powoduje także tworzenie warstewki twardego smaru na powierzchniach styku ostrza skrawającego.

Summary

In the article results of researches are presented, which described how modifiers RC9601 and GR200 be contained in emulsion mist influence on surface roughness of steel C45 after turning. When research such types of cooling were compared as dry cutting, cutting with pressure air, emulsion mist, emulsion mist + RC9601, emulsion mist + GR200. Researches were done bipartite. The aim of a first stage was to find out how modifiers RC9601 (hydrocarbon compound included phosphorus and fluorine) and GR200 (on a base of glycol) influence on machined surface roughness parameters Ra, RSm, Rq and Rz. Measurement was done on TR-200 instrument. On the second stage X-ray spectrum microanalysis of blade cutter was done using scanning microscope JEOL JSM-5600LV. Material of insert – hard alloy P25. The presence of chemical elements on a rake face of cutter ware analyzed for different conditions – before turning, after turning using emulsion mist with modifier RC9601 into and out of a chip contact zone. It was found of a positive influence of modifier RC9601 on machined surface roughness in comparison with other types of cooling. The modifier presence promotes rise of tallow compound layer on contact surfaces of cutter.
① Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Mechaniczny, ul. Podgórna 50, 65-246 Zielona Góra, tel.: (68) 3282504, e-mail:
Tribo-07v38n2_p175.pdf (930.32 Kb)


Zbigniew FERENC ①, Czesław KOZIARSKI ②

Badanie temperatury w sprzężeniu elementów tocznych

Experimental studies upon temperature in the coupling of rolling elements

Słowa kluczowe:

tarcie toczne, przyrost temperatury, stan naprężeń, termosprężystość, poślizg

Key-words:

rolling friction, increase of temperature, state of stress, thermo elasticity, slip
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W pracy określono na wstępie cel i zakres badań. Następnie opisano konstrukcję i sposób działania stanowiska badawczego oraz wyniki badań wstępnych wykonanych w celu ustalenia zakresu parametrów w badaniach zasadniczych. Polegały one na pomiarze maksymalnej temperatury na czołowej powierzchni walcowego koła gumowego współpracującego raz z kołem tarczowym wykonanym ze stali, a dwa wykonanym ze szkła organicznego. Badania przeprowadzono przy różnych siłach docisku oraz różnych prędkościach obrotowych, jak i położeniach środka pola styku w stosunku do położenia punktu tocznego. Wnioski z badań wyciągnięto po każdym cyklu badań. Pracę kończy podsumowanie, w którym przedstawiono refleksje z całych badań przyrostów temperatur na krawędzi styku elementów tocznych.

Summary

The paper defines in its introduction the purpose and scope of the research. The design and operation of a test stand was described together with the preliminary results carried out to determine a range of parameters for the main experimental work. The preliminary testing consisted in the measurement of the maximum temperature on the frontal cylindrical surface of a rubber wheel bearing against (1) a disk wheel made from steel and then (2), a wheel made of organic glass. The testing was carried out at different values of the normal force, different values of the rotational speed, and different position of the centre of contact with respect to the position of the rolling point. Conclusions from the testing were being carried out after each stage of testing had been completed. The study ends with a comprehensive summary discussing the whole experimental work concerning temperature phenomena at the edge of contact of rolling elements.
① Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Zakład Usuwania Ścieków Politechniki Wrocławskiej, Pl. Grunwaldzki 9, 50-377 Wrocław, tel. (071) 320-40-84, e-mail: mailto:zbigniew.ferenc@pwr.wroc.pl
② Wydział Mechaniczny, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Zakład PKMiT, Politechniki Wrocławskiej, ul. Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław, tel. (071) 320-27-76, e-mail: mailto:Czeslaw.Koziarski@pwr.wroc.pl
Tribo-07v38n2_p187.pdf (212.62 Kb)


Leszek FOLTYNOWICZ ①, Leszek MAŁDZIŃSKI ①, Zbigniew RYBAK ①

Badania docierania stali 40HM ulepszanej cieplnie i azotowanej gazowo

Tests of the run-in process of 40HM steel parts after quenching/tempering and after gas nitriding

Słowa kluczowe:

docieranie, tarcie ślizgowe, chropowatość powierzchni, azotowanie

Key-words:

run-in, sliding friction, surface roughness, nitriding
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W pracy badano proces docierania ulepszanej cieplnie i azotowanej gazowo stali 40HM podczas tarcia ślizgowego. Obserwowano zmiany chropowatości powierzchni podczas tarcia. Badania prowadzono przy użyciu maszyny do badań zużycia poprzecznych łożysk ślizgowych oraz profilografu. Parę trąca stanowiły: czop-panewka. Pomiar chropowatości wykonywano bez zdejmowania próbek z węzła pomiarowego maszyny.
Wykazano, że obróbki cieplna i cieplno-chemiczna ma istotny wpływ na czas ustalania się chropowatości równowagowej powierzchni. Na powierzchni próbki ulepszonej cieplnie pojawia się ona po ok. 20–30 min tarcia, na powierzchni warstwy azotowanej – po ok. 50 minutach.

Summary

In the paper the phenomenon of run-in during sliding friction of quenched and tempered and, for comparison, of nitrided specimens of 4140 steel was investigated. During the wear process, changes of surface roughness were observed. The investigations were carried out using a tribological machine for testing radial sliding bearings, and a profilograph. The kinematics’ pair was formed by a journal-half sleeve of bearing. The surface roughness was measured without removing the specimen from the tribological machine. It was demonstrated that the material treatment influences the time of the achievement of steady, or ‘equilibrium’ roughness. The surface of 4140 steel after quenching and tempering achieved the equilibrium’s roughness after 20-30 minutes of sliding friction, while the nitrided surface – after 50 minutes.
① Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Robocznych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań.
Tribo-07v38n2_p199.pdf (407.01 Kb)


Jan GUZIK ①

Ocena przebiegu procesu tribologicznego na podstawie widma emisji akustycznej

The estimation of friction process on the base of acoustic emission spectrum

Słowa kluczowe:

sygnał emisji akustycznej (EA), współczynnik tarcia

Key-words:

acoustic emission (AE) signal, coefficient of friction
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

Część energii dostarczonej do węzła tarcia jest dalej przetworzona na emisję akustyczną (EA). Powszechnie wiadomo, że sygnał EA zależy od właściwości tribologicznych węzła tarcia. W artykule porównano zmierzone sygnały EA węzła maszyny MT-1 (Rys. 1) docieranego z olejami zawierającymi wybrane dodatki smarnościowe. Jednocześnie mierzono współczynniki tarcia w badanym węźle. Opracowano nowy deskryptor sygnału EA (równanie 2). Może to umożliwić ocenę przebiegu procesu tribologicznego w węzłach tarcia maszyn roboczych, gdyż akcelerometr można umieścić w różnych miejscach maszyny.

Summary

A part of energy supplied to the friction pair is later transforming into acoustic emission (AE). It is commonly known, that AE signal depends on tribological properties of the friction pair. AE signals of the friction pair of MT-1 machine (fig. 1) running-in with oils containing chosen lubricity additives were presented in this paper. At the same time friction coefficients of friction pair were measured. A new descriptor of AE signal was worked out (equation 2). It can enable estimation course of tribological process in friction pair of commercial machines, because accelerometer can set in different places of machine.
① Politechnika Radomska, IEPiM, ul. Chrobrego 45, 26-600 Radom.
Tribo-07v38n2_p209.pdf (612.73 Kb)


Czesław KAJDAS ②, Jerzy KORYCKI ①, Jarosław FRYDRYCH ①

Określenie właściwości smarnych oleju napędowego z hydrokrakingu w funkcji zawartości estrów CHO

Determination of lubricity properties of a hydrocracked diesel base fuel as the function of the concentration of CHO esters

Słowa kluczowe:

hydrokraking, biopaliwa, estry, NIRAM, reakcja tribochemiczna, tarcie, zużycie, deformacja ciał stałych, energia deformacji, energia wzbudzeń, ekscyton, fonon, polaron, bipolaron, soliton

Key-words:

hydrocraced diesel fuel, biofuels, esters, NIRAM, tribochemical reaction, friction, wear, deformation of solids, deformation energy, excitation energy, exciton, phonon, polaron, bipolaron, soliton
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań właściwości smarnych dodatków estrowych CHO (węgiel, wodór i tlen) w oleju napędowym z hydrokrakingu o zawartości siarki poniżej 5 ppm.

Summary

The paper presents findings concerning lubricity proprieties of four CHO (carbon, hydrogen and oxygen) ester additives: cholesteryl acetate, methyl butyrate, methyl decanoate and cholesteryl palmitate, added to a hydrocracked diesel fuel base oil (LON) – containing less than 5 ppm sulphur – in the concentration range from 100 to 10000 ppm. One proposed a new mechanism of the ester hydrolysis and the formation of the film which is the result of the action of excited states produced during the friction process.
The friction process releases 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 the additive molecules, and additionally also by generating electrons plus quanta of the energy such as : photons, phonons, excitons, solitons etc. [L. 2]. The formation of anion-radicals and tribochemical processes stimulated are processes releasing of the energy, small particles and fragments of molecules.
① Instytut Paliw i Energii Odnawialnej, ul. Jagiellońska 55, 03-301 Warszawa.
② Politechnika Warszawska, Szkoła Nauk Technicznych i Społecznych, Instytut Chemii w Płocku, ul. Łukasiewicza 17, 09-400 Płock, e-mail: Instytut Paliw i Energii Odnawialnej, ul. Jagiellońska 55, 03-301, Warszawa.
Tribo-07v38n2_p219.pdf (125.97 Kb)


Marek KALBARCZYK ①, Remigiusz MICHALCZEWSKI ①, Marian SZCZEREK ②

Wpływ rodzaju bazy olejowej na charakterystyki tribologiczne elementów pokrytych cienkimi powłokami niskotarciowymi w ruchu oscylacyjnym o dużej częstotliwości

The influence of oil base on tribological characteristics of low-friction coated elements working in high freguency oscillatory motion

Słowa kluczowe:

powłoki niskotarciowe, bazy olejowe, oscylacyjny ruch ślizgowy, zużycie

Key-words:

low-friction coatings, oil bases, sliding oscillatory motion, wear
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

Badania miały na celu określenie wpływu syntetycznych i roślinnych baz olejowych na charakterystyki tribologiczne węzłów tarcia z elementami z niskotarciowymi powłokami przeciwzużyciowymi pracującymi w oscylacyjnym ruchu ślizgowym.
W pracy przedstawiono charakterystyki tribologiczne węzłów tarcia z elementami pokrytymi powłokami niskotarciowymi (MoS2/Ti, a-C:H:W) pracującymi w ślizgowym ruchu oscylacyjnym, smarowanymi bazami olejowymi syntetycznymi (węglowodorową i poliglikolową), roślinnymi (słonecznikową i rzepakową) oraz bazą mineralną. Badania tarciowe przeprowadzono z wykorzystaniem stanowiska oznaczonego T-19.
Ślady tarcia poddano obserwacji za pomocą mikroskopu optycznego i elektronowego (SEM). Stereometrię śladów zużycia analizowano z wykorzystaniem mikroskopii sił atomowych (AFM).
Wyniki badań dowodzą, że w warunkach ruchu oscylacyjnego ekologiczne bazy roślinne skutecznie przeciwdziałają zużyciu węzła tarcia z elementami pokrytymi powłoką a-C:H:W. Natomiast w przypadku elementów z powłoką MoS2/Ti najkorzystniejsze jest stosowanie mineralnej bądź syntetycznej poliglikolowej bazy olejowej.

Summary

The aim of the work was the determination of effect of the kind of oil base on the tribological characteristics of friction pairs with elements coated with various low-friction coatings.
The friction couple consisted with steel ball and steel disk coated with low-friction coatings (MoS2/Ti, a-C:H:W). Carbon based coating was deposited by the reactive sputtering method (PVD technique) and molybdenum disulphide based coating was deposited in CFUBMSIP process. The ball-on-disk tribosystem were lubricated with synthetic oil bases (hydrocarbon and polyglicol oils), vegetable oil bases (sunflower and rapeseed oils) and mineral oil bases. The tests were performed using T-19 high-frequency tester.
The friction scars were observed by means of optical and electron microscope (SEM). The stereometry of friction scars was analysed using atomic force microscopy (AFM).
The results show that the ecological vegetable base oils effectively counteract the wear of friction pairs with elements coated with a-C:H:W coating under oscillatory motion. However, in the case of friction pairs with elements coated with MoS2/Ti coating, the highest antiwear effect is achieved by using mineral or synthetic polyglicol oil bases.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Tribologii, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel. (048) 3644241, e-mail:
② Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytutu Badawczy, Zakład Tribologii, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel. (048) 3644241,
Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, ul. Krasickiego 54, e-mail:
Tribo-07v38n2_p229.pdf (960.92 Kb)


Grzegorz KINAL ①

Porównawcze badania zużycia ściernego elementów z żeliwa sferoidalnego po laserowej obróbce powierzchniowej

Comparative investigation of abrasive wear of ductile cast iron elements after surface laser treatment

Słowa kluczowe:

borowanie i hartowanie laserowe, żeliwo sferoidalne, zużycie ścierne

Key-words:

laser boronizing, laser hardening, ductile cast iron, abrasive wear
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W pracy przedstawiono zastosowanie żeliwa sferoidalnego w różnych gałęziach przemysłu. Zwrócono uwagę na możliwości zmniejszenia zużycia ściernego poprzez utwardzenie warstwy powierzchniowej przy wykorzystaniu konwencjonalnych i nowoczesnych metod obróbki cieplnej z użyciem np. naświetlania laserowego. Zaprezentowano wyniki badań zużycia ściernego w warunkach tarcia suchego elementów wykonanych z żeliwa sferoidalnego EN-GJS-600 zmodyfikowanego w wyniku konwencjonalnego hartowania oraz laserowego borowania lub hartowania ze wstępnym podgrzaniem elementów przed obróbką powierzchniową do temperatury około 300°C. Obróbkę laserową przeprowadzono wykorzystując laser molekularny CO2 typu TLF 2600t, firmy Trumpf o modzie TEM01.

Summary

Ductile cast iron is widely use in different branches of industry taking into account abrasive wear. Possibility of abrasive wear decreasing with increasing of surface layer hardness by means of conventional and modern methods applying e.g. laser beam is confirmed.
Paper presents abrasive wear test results of EN-GJS-600 ductile cast iron after conventional martensitic hardening, laser boronizing and laser hardening – both with 300 [°C] preheat of specimens prior to surface treatment. Surface laser treatment was carried out by means of Trumpf TLF 2600t type, CO2 molecular laser, with TEM01 mode.
① Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, tel. (0-61) 665-22-23; e-mail: .
Tribo-07v38n2_p241.pdf (2.51 Mb)


Tomasz KMITA ①, Piotr DUDA ①, Sławomir KAPTACZ ①, Władysław SKONECZNY ①

Wpływ promienia drogi tarcia węzła tribologicznego na zużycie tworzywa PEEK/BG we współpracy z powłoką tlenkową

The influence of the radius of the rubbing contact tract on the wear of the PEEK/BG plastic mating with the oxide coating

Słowa kluczowe:

właściwości tribologiczne, powłoka tlenkowa, tworzywo sztuczne

Key-words:

tribological properties, oxide coatings, plastics
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W pracy przedstawiono zagadnienie wpływu stopnia pokrycia skojarzenia trzpień–tarcza na procesy tribologiczne występujące w styku bezsmarowym anodowej powłoki twardej z tworzywem PEEK/BG. Badania realizowano w zmiennych warunkach nacisków powierzchniowych (0,5–1,5 MPa) i średniego promienia drogi tarcia (18–25 mm). Dokonano analiz intensywności zużycia masowego, temperatury trzpienia, współczynnika tarcia oraz struktury geometrycznej warstwy tlenkowej przed i po teście tribologicznym – w funkcji zmiennych parametrów testu tarciowo-zużyciowego.

Summary

The paper presents the problem of the influence of overlap degree of the pin/disk pair on the tribological processes occurring in a lubricant-free contact of a hard anodic coating with the PEEK/BG material. Tests were carried out under variable conditions of surface pressures (0.5-1.5 MPa) with a mean friction distance radius of 18 – 25 mm. Analyses were made of the mass loss intensity, pin’s temperature, friction coefficient and the oxide layer’s geometric structure before and after a tribological test as a function of variable parameters of the friction-wear test. The obtained results show that a reduction in the degree of overlap in the tribological system, induced by an increase in the mean friction distance, causes an increase of the friction coefficient, a reduction of the sliding film’s width and thickness, and a decrease of the polymer pin temperature. The lowest intensity of the PEEK/BG material wear was recorded for a friction distance radius equal 18 mm.
① Uniwersytet Śląski w Katowicach, Wydział Informatyki i Nauki o Matetriałach, Katedra Materiałoznawstwa, ul. Śnieżna 2, 41-200 Sosnowiec.
Tribo-07v38n2_p251.pdf (1.35 Mb)


Marcin KOT ①, Tomasz MOSKALEWICZ ②, Sławomir ZIMOWSKI ①, Aleksandra CZYRSKA-FILEMONOWICZ ②, Wiesław RAKOWSKI ①

Właściwości mikromechaniczne i tribologiczne stopów tytanu po azotowaniu i tlenoazotowaniu jarzeniowym

Micromechanical and tribological properties of titanium alloys after glow discharge nitriding and oxynitriding

Słowa kluczowe:

warstwy powierzchniowe, stopy tytanu, mikrostruktura, twardość, odporność na zużycie przez tarcie

Key-words:

surface layers, titanium alloys, microstructure, hardness, wear resistance
Tribologia 2007, v38, nr 2 (212)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i właściwości mikromechanicznych oraz tribologicznych warstw wytworzonych metodą azotowania i tlenoazotowania jarzeniowego na stopach tytanu Ti-6Al-4V oraz Timetal 834. Szczegółowe badania mikrostruktury przeprowadzone za pomocą TEM umożliwiły określenie składu fazowego oraz grubości poszczególnych stref warstwy wierzchniej. Wyznaczono gradient twardości i odporność na zarysowanie warstw oraz ich odporność na zużycie. Twardość warstwy azotowanej na stopie Timetal 834 wynosi ponad 2100 HV, a warstw tlenoazotowanych ok. 900 HV. Azotowanie jarzeniowe zwiększa odporność stopu Timetal 834 na zużycie przez tarcie ponad 130 razy. Odporność na zużycie stopu Ti–6Al–4V po tlenoazotowaniu jest taka sama, jak po azotowaniu. Dla stopu Timetal 834 jest prawie dwukrotnie niższa dla tlenoazotowania niż azotowania.

Summary

Titanium alloys are nowadays frequently used because of their high strength, low density and maximum working temperature up to 600°C (Timetal 834) and find many applications especially in aerospace, marine industry and as biomaterials eg. for endoprotesis. But they have found little use in mechanical engineering. The main problem for titanium alloys is their poor tribological properties, low hardness, low resistance to wear and tendency to galling. Titanium alloys are subjected to various surface treatments giving hard external layers to improve mechanical properties, reduce coefficient of friction and wear. Titanium alloys: two-phase Ti-6Al-4V and pseudo-α Timetal 834 after nitriding and oxynitriding under glow discharge have been tested. The microstructural analyses were performed using light microscopy (LM) and analytical transmission electron microscopy (TEM). Nitrided layer on Ti-6Al-4V alloy has thickness 130–200 µm. For timetal 834 nitrided layer is thinner 70–180 µm. TEM investigations of cross-sectional thin foils revealed graded character with sublayers: outermost δ-TiN followed by δ’-Ti2N, ε-Ti2N and nitrogen-rich α(N) solid solution. Oxynitrided layers are thinner – 10 µm and 40 µm for Ti-6Al-4V and Timetal 834 respectively. These layers have also graded character with TiO, ε-Ti2N nitrogen-rich α(N) solid solution sublayers. Microhardness, Young modulus, resistance to scratch and tribological properties have been measured for all layers. A Micro-Combi-Tester of CSEM Instruments was used to measure hardness and Young Modulus and scratch resistance. Microindentations have been done on cross-sectional samples using Vickers indenter and 50 mN load. Rockwell C indenter, 200 mm tip radius has been used for scratch tests. Wear tests were performed on the ball-on-disc equipment under 2N load, track radius r = 5 mm, linear speed v = 0,03 m/s. Al2O3 balls – 1 mm diameter have been used. Wear rate was calculated from wear profiles after 1800 cycles. Hardness of nitrided layers is higher than oxynitrided for both alloys. δ-TiN sublayer on Timetal 834 after nitriding has hardness 2100HV0,005. Outermost sublayers TiO produced by oxynitrification have hardness 900HV0,005. Graded character of all tested layers lead to gradient of hardness, which is gradually lower and lower for next sublayers. All tested layers show very good adhesion. For nitrided layers neither fracture nor delamination have been observed for load up to 20 and 25 N for Ti-6Al-4V and Timetal 834 respectively. Small area spallation, shell shaped cracks and delaminations occurred above these loads. Cohesive cracks have been observed above 20 N and 24 N for oxynitriding layers on Ti-6Al-4V and Timetal 834. Nitrided layer on Timetal 834 has highest wear resistance (Ws = 6,7 [L. mm3/(N∗m)]∗10-6). For Ti-6Al-4V wear is two times higher and is similar to wear of both oxynitriding layers. Nitrification and oxynitrification improve wear resistance.
Wear is 60-130 times smaller than for untreated alloys. Results of all performed tests show than nitrification and oxynitrification under glow discharge is a prospective method for titanium alloys treatment to obtain light elements with high strength and wear resistance.
① Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30, tel. (12) 617-34-20, e-mail:
② Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, ul. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków.
Tribo-07v38n2_p261.pdf (952.76 Kb)

Dalej: Uzupełnienie od: Marcin KOT do Maciej Matuszewski ...