TRIBOLOGIA TEORIA I PRAKTYKA vXLI Nr 5, 2010 (233)

Streszczenie

Oleje smarowe charakteryzują się coraz lepszą jakością. Mimo to w ekstremalnych warunkach pracy systemów tribologicznych (wysokie naciski, prędkości względne, temperatury, chwilowy brak smarowania, np. podczas rozruchu), elementy tych systemów nie są dostatecznie chronione W związku z tym pojawiła się idea wprowadzenia do węzła tarcia wraz z olejem dodatkowej substancji – preparatu eksploatacyjnego. Obecnie najszersze zastosowanie znajdują preparaty o działaniu chemicznym. Preparaty te łączą się z olejem, zatem nie osadzają się na filtrach i nie tworzą warstw termoizolacyjnych, zdecydowanie polepszając jego własności przeciwzużyciowe i przeciwzatarciowe. Oleje smarowe stosowane w silnikach okrętowych oprócz filtrowania podlegają oczyszczaniu w procesie wirowania. W związku z tym nasuwa się pytanie czy preparaty eksploatacyjne (charakteryzujące się większą gęstością niż oleje smarowe i woda) są w stanie na tyle trwale połączyć się z olejem, aby nie zostały odseparowane w procesie wirowania oraz jaki będzie ich wpływ na zdolność oleju do oddzielania wody? Przedstawione w niniejszym artykule badania wirowania oleju smarowego z dodatkiem wody i preparatu eksploatacyjnego Motor Life Proffesional miały na celu uzyskanie odpowiedzi na wyżej postawione pytania.

Summary

Lubricating oils are characterised by improving the quality of the operation engines. Nevertheless, in extreme working conditions of the tribological systems (high pressures, velocities and temperatures, temporary lubricating lack during starting) the machine elements are not secured enough. In connection with the abovementioned problem, the idea to introduce an additional substance operating preparation into tribological systems (with the lubricating oils) was put forward. The chemical interactions of preparations have wide application. These preparations join permanently with lubricating oil, so they do not precipitate on the filters and do not create heat-insulating layers. The chemical interaction preparations improve antiwear and antiseizure properties considerably. Lubricating oils used in marine engines are purified filtering. In connection with this, the question arises if the operating preparations (which have higher density then oils and water) are able to join permanently with lubricating oil in order not to separate in the purifying process and what influence they have on lubricating oil ability to separate the water. The lubricating oil with operating preparation Motor Life Professional and water purifying research were presented in the article so as to answer the above questions.
∗ Akademia Morska w Gdyni, ul. Morska 81-87, 81-225 Gdynia, tel. (058) 69-01-324 fax. (058) 620-67-01, e-mail: ;
Tribo-10v41n5_p011.pdf (559K)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań laboratoryjnych w zakresie wytwarzania wysokodyspersyjnych napoin z nanodrutu proszkowego Castolin EnDOtec DO390N na stali kwasoodpornej 0H18N9 z wykorzystaniem techniki laserowej. Przedstawiono topografię powierzchni lica napoin dla wybranych parametrów obróbki laserowej. Ze względu na specyficzny skład chemiczny stali kwasoodpornej oraz materiału napoiny, a także duży szok termiczny, jaki powstał w procesie napawania laserowego stwierdzono liczne makro- i mikropęknięcia napoiny. Badania mikrostruktury wykazały wysokodyspersyjną mikro- i nanostrukturę, w której cząstki faz węglików (MC) o dużej objętości, węglików boru M23(BC) oraz borków M2B są rozmieszczone w drobnoziarnistej osnowie żelaza. Ze względu na kilkukrotne przetapianie laserowe warstwy napoiny stwierdzono duże zróżnicowanie składu chemicznego w mikro-obszarach oraz dużą niejednorodność mikrostruktury. Twardość powierzchni ww. napoiny wynosiła 68–72 HRC. Pomiary mikrotwardości w przekroju poprzecznym wykazały bardzo wysokie wartości wynoszące nawet 990–1100 HV0,1. Uzyskane wyniki nie są zadowalające ze względu na liczne mikropęknięcia, dlatego należy prowadzić dalsze badania laboratoryjne nad opracowaniem technologii mikroonapawania laserowego z użyciem nanodrutów proszkowych o małych średnicach (0,6–0,8 mm).

Summary

The chosen results of laboratory investigations were introduced in the work in the range productions of high disprsion pad welds from nanowires pulveraceous Castolin EnDOtec DO390 N on acid-resistant steel 0 H18 N9 with utilization of the laser technique. The topographies of the surface of grain napoin for the chosen parameters of the laser processing were introduced. Acid-resistant and the material pad weld lies because of specific chemical type- matter, and also large what thermal shock came into being in the process of filling with of the laser the numerous macro was affirmed- and microhardness pad weld. High dispersion pad weld showed the audits of microstructure- and nanostucture in which particles of phaze of carbides (MC) about large volume, the carbides of the forest M23(BC) and borides M2B are disposed in the fine-grained warp irons. Laser layers pad weld because of kilkukrotne melting were affirmed the large differentiation of the chemical composition in microzones and the large inhomogeneity of microstructure. 68-72 HRC carried out the hardness of the surface pad weld. The measurements of microhardness in the transverse section showed very high values carrying out even 990 – 1100 HV0,1. Got results zadawalające are not because of numerous microbroken, that is why you should lead farther laboratory audits over the study of the technology laser micro pad welding ia with the use of pulveraceous nanowires about small diameters (0,6 – 0,8 mm).
∗ Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49, tel.: (22) 683-73-57, kom. 664494297 e-mail: .
∗∗ Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49, tel.: (22) 683-73-57, kom. 664494297 e-mail:
oraz Poszukiwania Naftowe „ DIAMENT” Sp. z o.o., ul. Naftowa 3, 65-705 Zielona Góra, Serwis Mechaniczny.
Tribo-10v41n5_p021.pdf (3,3M)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych w zakresie pomiaru siły tarcia oraz odporności na zużycie w warunkach tarcia warstwy wierzchniej żeliwa szarego niskostopowego stosowanego w produkcji tulei cylindrowych oraz stali 54SiCr6 przeznaczonej do azotowania, stosowanej w produkcji pierścieni tłokowych. Warstwę wierzchnią modelowych elementów węzła tribologicznego poddano modyfikacji, wykorzystując ablacyjną mikroobróbkę laserową, tj. teksturowanie laserowe, mające na celu poprawę jej makro- i mikrogeometrii. Do wytworzenia regularnych mikrozasobników olejowych w kształcie półczasz kulistych ora mikrokanałów stosowano laser Nd: YAG ze specjalnym systemem ogniskowania. Badaniom porównawczym poddana została topografia powierzchni ukształtowana na drodze tradycyjnej obróbki mechanicznej oraz zmodyfikowana w wyniku mikroobróbki laserowej. W laboratoryjnych badaniach tribologicznych zastosowano metodę badawczą „pin on disk” wykorzystującą tribometr T-11. Najlepsze efekty w zakresie zmniejszenia siły tarcia oraz zwiększenia odporności na zużycie uzyskano w przypadku modelowego skojarzenia, w którym elementy węzła tarcia poddane były teksturowaniu laserowemu przy dobranych parametrach obróbki laserowej w układzie geometrycznym ze stopniem przykrycia ok. 25%.

Summary

The results of laboratory investigations were introduced in the work in the range of the measurement of the coefficient of friction and resistance on waste in the conditions of the friction of the top layer of grey cast iron applied in the production of cylindrical funnels and solid 54 SiCr6 designed to nitrogenizing, applied in the production of piston collars. The top layer of the model units of the knot tribologycal was subjected the modification, using laser micromachining ablation: laser texturing, having on the aim of the improvement her macro- and microgeometry. The laser was applied to producing regular oil microcontainers in the shape halfbowl spherical and microchannels Nd: YAG with the special system of focussing. The topography of the surface shaped on the of the traditional processing mechanical road was subjected comparative audits and modified in the result laser micromachining. The investigative method was applied in laboratory audits tribological „pin on disk” in the support about T-11. The best effects in the range of decrease of the coefficient of the friction and the enlargement of the resistance on the waste was got in the case of model associating, in which the elements of the knot laser texturing near the well-chosen parameters of laser processing in geometrical arrangement with the degree of the cover the friction were subjected 25 % approx.
∗ Zakład Tribologii Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych, Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa tel.: (22) 683-73-57, 664494297, e-mail: ,
Tribo-10v41n5_p037.pdf (1,1M)

Streszczenie

Przedstawiono wyniki badania wpływu właściwości glebowej masy ściernej na zużycie stali 38 GSA, powszechnie stosowanej na elementy robocze obrabiające glebę. Właściwości masy ściernej scharakteryzowano składem granulometrycznym, wilgotnością oraz zwięzłością gleby. Badania przeprowadzono na maszynie zużyciowej metodą „wirującej misy” w trzech rodzajach masy ściernej, tj. piasku luźnym, glinach lekkiej i ciężkiej. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono istotny wpływ charakterystyk gleby na przebieg i intensywność zużywania dla gleb. O przebiegu zużywania w masie glebowej zawierającej znaczny udział frakcji iłu i pyłu decyduje przede wszystkim jej wilgotność i zwięzłość.

Summary

This paper presents the results of studding the impact of soil properties of soil pulp for the wearing of steel 38 GSA, commonly used for soil working tools. Pulp properties were characterised by granulometric composition, soil moisture, and consistency. The study was conducted on the wear machine by „rotating bowl” in the three types of abrasive pulp such as loose sand, light and heavy clay. The results found a significant effect of soil characteristics on the course and intensity of soil wear. The wear process in the soil pulp containing a significant fraction of clay and dust is determined primarily by its moisture content and consistency.
∗ Katedra Budowy, Eksploatacji Pojazdów i Maszyn, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, 10-756 Olsztyn, ul. Oczapowskiego 11, tel. 89 5233845,
Tribo-10v41n5_p053.pdf (342K)

Streszczenie

Obróbka elektroerozyjna, należąca do tzw. niekonwencjonalnych metod obróbki materiałów, znalazła szerokie zastosowanie w kształtowaniu elementów wykonanych z materiałów trudnoskrawalnych oraz o złożonej geometrii. W pracy przedstawiono ogólną charakterystykę obróbki elektroerozyjnej. Analizie (ilościowej i jakościowej) poddano wyniki badań (mikroskop optyczny, elektronowy mikroskop skaningowy, profilometr) struktury geometrycznej powierzchni ukonstytuowanej w procesie obróbki elektroerozyjnej. Stwierdzono istotny wpływ parametrów obróbki na ukształtowanie powierzchni oraz jej jakość technologiczną.

Summary:

Electrical discharge machining, which belongs to the non-conventional group of machining methods is widely used for manufacturing elements made of hard materials and those having a complicated geometry. The paper gives an overview of electrical discharge machining. The author has conducted research (quantitative and qualitative) into the results of the surface geometric structure created by the electrical discharge machining process. For analysis purposes, an optical microscope, a scanning electron microscope, and a profilometer were used. It has been found that machining parameters have a significant influence on the shape and technological quality of a surface.
∗ Politechnika Krakowska, Katedra Inżynierii Procesów Produkcyjnych,
Tribo-10v41n5_p063.pdf (2,0M)

Streszczenie

Stosowane obecnie kompozytowe materiały cierne zawierają ponad 20 składników. Wyeliminowano z nich azbest i ołów. W nowych recepturach nie używa się też rtęci, kadmu, antymonu i chromu VI. Materiały cierne projektowane są w oparciu o wymagania klienta lub wymagania rynku. W artykule omówiono procedurę projektowania kompozytowego materiału ciernego na nakładki hamulcowe.

Summary

Composite friction materials used today contain over 20 components. Asbestos and lead has been eliminated from their contents. New formulas contain no mercury, cadmium, antimony, and chrome VI. Friction materials are designed based on the customers’ or the market’s requirements. The article elaborates the designing procedure for composite friction material for brake linings.
∗ Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, e-mail: , tel.: (61) 6475852.
∗∗ Lumag Sp. z o.o., 64-840 Budzyń, e-mail: , tel.: (67) 2844827.
Tribo-10v41n5_p075.pdf (123K)

Streszczenie

W referacie przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu grafitów naturalnych i syntetycznych o różnej zawartości węgla i granulacji oraz koksu naftowego, wprowadzonych do bazowego materiału ciernego hamulcowego, na jego zużycie oraz współczynnik tarcia. Dodawano 7,5% i 15% do receptury bazowej ww. środków smarujących. Badania tribologiczne wykonano ze stałym momentem hamowania na stanowisku Kraussa. Tarcza hamulcowa była wykonana z żeliwa szarego. Test tarciowo-zużyciowy trwał 4 godziny.
Najlepsze właściwości tribologiczne, zwłaszcza odporność na zużycie , wykazał materiał cierny zawierający dodatek grubego grafitu syntetycznego o zawartości węgla 99%.

Summary

The paper presents the results of research on the influence of natural and synthetic graphite’s with different carbon content and particle size introduced to the basic friction material on friction and wear behaviour. 7.5% and 15% of the above mentioned lubricants were added to the basic mixture formula. Tribology research was performed with a constant brake moment on a Krauss machine type RWDC 136B with a mounted brake system (described in the R90 ECE annexe 8). The brake disc was made from cast iron. The wear test ran for 4 hours. The best of tribological properties, especially the wear resistance, indicated the friction material containing coarse synthetic graphite additives with 99% carbon.
∗ Politechnika Poznańska, Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań, e-mail: , tel.: (61) 6475852.
∗∗ Lumag Sp. z o.o., 64-840 Budzyń, e-mail: , tel.: (67) 2844827.
Tribo-10v41n5_p085.pdf (145K)

Streszczenie

W pracy przedstawiono badania właściwości adhezyjnych stali i polimerów w kontekście zastosowania ich na węzły tarcia. Najpowszechniejszą metodą oceny właściwości adhezyjnych ciał stałych jest pomiar kąta zwilżania. Pomiar kąta zwilżania został użyty do wyznaczenia swobodnej energii powierzchniowej stali i polimerów oraz pracy adhezji dla skojarzeń stal––polimer. Badaniom poddano polietylen o ultrawysokim ciężarze cząsteczkowym, polieteroeteroketon, polioksymetylen, politetrafluoroetylen oraz stal austenityczną 316L i stal C45 o różnej twardości. Analiza wyników badań ukazała silną zależność między pracą adhezji a współczynnikiem tarcia statycznego oraz brak wpływu twardości stali na jej swobodną energię powierzchniową.

Summary

The paper deals with adhesion properties of steels and polymers in the context of their application in frictional couples. A general method for a qualitative estimate of the adhesive properties of solids is wetting angle measurement. The wetting angle measurements were used to determine the free surface energy for steels and polymers and the work of adhesion for steel-polymer combinations. The research was done on UHMW polyethylene, polyether ether ketone, polyoxymethylene, polytetrafluoroethylene, 316L austenitic steel and C45 steels in four different hardnesses. The results of the experiment showed a great correlation between the work of adhesion and the static friction coefficient and had no influence on the hardness of steel on free surface energy in the steel-polymer material combinations. The research was carried out by means of a goniometer – DSA-HT12.
∗ Politechnika Wrocławska, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, ul. Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław.
∗∗ Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, pl. Grunwaldzki 11, 50-377 Wrocław.
Tribo-10v41n5_p095.pdf (208K)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości wytrzymałościowych, cieplnych i tribologicznych kompozytów chemo- i termoutwardzalnych o różnych składach jakościowych i ilościowych. Jako napełniacze kompozytów termoutwardzalnych zastosowano proszki miedzi i brązu o określonym składzie chemicznym i granulometrycznym, napełniaczem kompozytu chemoutwardzalnego był proszek żelaza. Materiały kompozytowe na osnowie termoutwardzalnej żywicy fenolowo-formaldehydowej wytwarzano metodą prasowania w ogrzewanej formie z wykorzystaniem prasy hydraulicznej. Właściwości wytrzymałościowe i cieplne kompozytów zbadano zgodnie z wymogami PN EN ISO na maszynie wytrzymałościowej Instron z komputerową rejestracją i archiwizacją wyników badań, twardościomierzu Brinella, młocie Charpe’go i dylatometrze Cosfelda. Charakterystyki tribologiczne różnych skojarzeń materiałowych wyznaczono na testerze T-05 typu rolka–klocek w styku rozłożonym. Rolka stalowa lub z warstwą chemoutwardzalnego kompozytu metalopolimerowego, usieciowanego i obrobionego mechanicznie współpracowała z przeciwpróbką wykonaną z brązu i kompozytów termo-utwardzalnych. W przyjętych warunkach badań skojarzenie kompozyt––kompozyt wykazuje mniejsze zużycie i współczynnik tarcia niż typowe skojarzenie stal–brąz.

Summary

The paper presents the results of strength, heat and tribological properties of chemically setting and thermosetting composites with different configurations of qualitative and quantitative compositions. Copper and bronze powders of defined chemical and granulometric composition were used as composite fillers. Iron powder was used as a chemically-setting composite filler. Thermosetting phenol-formaldehyde resin based composites were produced by a heated press using a hydraulic press. The strength and heat properties of the composites were tested according to PN EN ISO standards. The tests were performed on hydraulic strength machine Intsron, Brinell hardness tester, Charpy's impact test stand, and Coesfeld dilatometer. The tribological characteristics of different material junctions were measured in conformed contact by a T-05 black-on-ring tester. A steel roller or roller coated by cross-linking and machined to the desired size of chemically setting metal-polymer composite were cooperating with bronze and thermosetting composite based counter specimen. In predetermined test conditions, the composite – composite conjunction shows less abrasion and a lower friction coefficient than a typical steel – bronze junction.
∗ Instytut Technologii Eksploatacji – PIB, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel.: (48) 364-42-41.
Tribo-10v41n5_p105.pdf (550K)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie ścierne różnych skojarzeń materiałowych. Celem przeprowadzonych badań była ocena możliwości zastosowania materiałów kompozytowych do regeneracji węzłów tarcia urządzeń służących do transportu na składowiska pyłów dymnicowych powstających podczas spalania paliw stałych w elektrowniach. Jako materiał ścierny zastosowano mikrosfery o określonym składzie chemicznym i granulometrycznym stanowiące główny składnik pyłów dymnicowych. Testom tarciowo-zużyciowym poddano metalopolimerowe kompozyty chemoutwardzalne o zróżnicowanych właściwościach wytrzymałościowych. Kompozyty chemoutwardzalne nałożone na stalową rolkę i obrobione mechanicznie na żądany wymiar współpracowały z klasycznymi materiałami konstrukcyjnym stalą i brązem. Zbadano również możliwość zastąpienia metalowych materiałów konstrukcyjnych kompozytami metalo-polimerowymi na osnowie żywicy termoutwardzalnej. Badania tarciowo-zużyciowe prowadzono na maszynie tribologicznej T-07 typu rolka klocek w styku rozłożonym w obecności wybranego materiału ściernego. Testy tribologiczne prowadzono przy prędkości 0,1 m/s i naciskach 1 MPa. Wykazano, że kompozyty metalopolimerowe charakteryzują się dużą odpornością na zużycie ścierne.

Summary

The paper presents the results of resistance to abrasive wear of various material junctions. The purpose of this study was to assess the potential application of composite materials for the regeneration of friction pairs of devices for transport to landfills using fly ashes formed during combustion of solid fuels in power plants. Cenospheres of defined chemical and granulometric composition, which is the main component of fly ashes, were adopted as abrasive material. The friction and wear tests were performed using a chemically setting metal-polymer composite with various strength properties. Chemically setting metal-polymer composites were imposed on a steel roller, and machined to the desired size to cooperate with traditional construction materials, steel and bronze. Thermosetting resin based metal-polymer composites were tested for the possibility of replacing metal construction materials. The friction and wear tests were performed in conformed contact by a T-07 black-on-ring tester in the presence of selected abrasive material. Tribological tests were conducted at a speed of 0.1 m/s and 1 MPa pressure. A high resistance to abrasive wear of metal-polymer composites was demonstrated.
∗ Instytut Technologii Eksploatacji – PIB, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom,
Tribo-10v41n5_p117.pdf (302K)

Summary

In this communication, we attempt to consider changes occurring in the phospholipid biomembrane surface in terms of acid-base equilibria. Specifically, the influence of the pH on surface wettability, interfacial energy, and surface friction is discussed under consideration of a biomembrane as an amphoteric polyelectrolyte. We measured the interfacial energy of phosphatidylserine (PS) using a model of bilayer membrane in aqueous electrolyte over the pH range 2.0-12.0.0. Micro-electrophoresis was used to examine the local acid-base equilibrium of the membrane surface, which can be considered to mimic the interface of natural joints. In our findings, the biohydrophobicity of natural surfaces is greatly reduced in the presence of phospholipids. We were able to demonstrate that the coefficient of friction vs. biohydrophobicity of articular cartilage is interface-controlled by osteoarthritis.

Streszczenie

Mechanizm smarowania i tarcia w stawach naturalnych opisany jest w literaturze przez ok. 40 modeli. Znaczny postęp w ostatnich latach zawdzięczamy badaniom eksperymentalnym prowadzonym na poziomie molekularnym. Staw, nazywany biołożyskiem, cechuje ultra-niski współczynnik tarcia rzędu 0,001, często pod obciążeniem do 20 MPa. Maź stawowa (łac. synovia, płyn maziowy) jest środkiem smarującym (pH ∼ 7,4) zawierającym ok. 94% wody, chondrocyty, fosfolipidy o m.cz. 700, biomakrocząsteczki, m.in. lubrycyne, hialuron o m. cz. ok. 200 000. W pracy przedstawiono wpływ pH na hydrofobowość, napięcie powierzchniowe, gęstość ładunku i współczynnik tarcia powierzchni stawu. W naszym micelarno-lamelarnym modelu smarowania dwuwarstwy (membrany) fosfolipidowe (SAL-surface amorphous layer) osadzone są na chrząstce stawowej i z udzialem biomakrocząsteczek zapewniają ultraniskie tarcie. Przy spadku hydrofobowości chrząstki z 105° do ok. 60° i zakłóceniu równowagi kwasowo-zasadowej SAL się nie odtwarzania i tarcie w stawie wzrasta.
∗ Tribochemistry Consulting, Salt Lake City, UT 84117, USA and Biotribology Laboratory, University of Economy, Garbary 2, 85-229 Bydgoszcz, Poland. Corresponding author: e-mail: , tel: 1-801-277-3936.
∗∗ Department of Physics and Mathematics, University of Eastern Finland, 70211 Kuopio, Finland.
∗∗∗ Kazimierz Wielki University, Faculty of Mathematics, Physics and Technical Sciences, 85-867 Bydgoszcz, Chodkiewicza 30, Poland and Biotribology Laboratory, University of Economy, Garbary 2, 85-229 Bydgoszcz, Poland.
Tribo-10v41n5_p131.pdf (687K)

Streszczenie

Praca dotyczy problemu zużycia wstawek hamulca klockowego pojazdów szynowych. Zamieszczone wyniki badań stanowią podstawę do oceny rodzaju i intensywności zużycia materiału wstawek hamulcowych. Praca zawiera wybrane wyniki z badań laboratoryjnych, stanowiskowych i eksploatacyjnych. Wyniki tych badań stanowią podstawę oceny zużycia wstawek hamulcowych wykonanych z wytypowanych materiałów. Intensywność zużycia decyduje o okresie trwałości wstawek. Wartość drogi hamowania stanowi podstawę wdrożenia do eksploatacji wstawek hamulcowych wykonanych z określonego materiału.

Summary

The problem discussed in the paper is rail vehicle brake shoe insert wear. The research results are a basis for the assessment of type and intensity of the wear of brake insert material. The paper includes some results of laboratory, test stand and operation tests. Based on the test results, the wear of the brake insert from certain materials has been assessed. Wear intensity determined insert life. Braking distance values give a basis for implementing, in operation, brake inserts made from certain materials.
∗ Politechnika Krakowska, Wydział Mechaniczny, al. Jana Pawła II 37, 31-864 Kraków.
Tribo-10v41n5_p143.pdf (434K)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu olejów bazowych pochodzenia mineralnego, syntetycznego oraz roślinnego na powierzchniową trwałość zmęczeniową wysokoobciążonych węzłów tarcia z elementami z naniesionymi powłokami niskotarciowymi. Przebadano różne skojarzenia materiałowe (stal–stal oraz stal skojarzona z elementami z powłokami PVD) smarowane wybranymi olejami bazowymi. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono istotny wpływ oleju bazowego na trwałość zmęczeniową badanych skojarzeń. Wpływ ten był zróżnicowany i zależny w dużym stopniu od badanego skojarzenia materiałowego.

Summary

Paper presents the influence of various oil bases (mineral, synthetic, and vegetable) on rolling contact fatigue life of highly-loaded friction joints consists of elements with low-friction coatings. The tests were performed on various friction couples (steel- steel, steel – PVD coated element) under lubrication conditions of aforementioned base oils. On the bases of research results it is stated that there is a substantial influence of the oil base type on rolling contact fatigue life of investigated friction pairs. That influence of oil base is differential and significantly depends on a type of investigated friction pair.
∗ Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel.: (48) 3644241, fax: (48) 36447-65, e-mail:
Tribo-10v41n5_p153.pdf (358K)

Streszczenie

Omówiono pokrótce warunki wpływające na przebieg procesu starzenia się oleju oraz wprowadzone środki w celu wydłużenia okresu możliwości jego użytkowania. Opisano stosowaną w Energopomiarze metodykę badania i oceny zestarzenia oleju z wykorzystaniem nowoczesnego spektrofotometru japońskiej firmy JAśCO. Skomentowano przykładowe wyniki z kilkuletniego okresu kontroli stanu i przydatności olejów dla wybranych turbin.

Summary

The article briefly discusses the conditions influencing the ageing process of turbine oils and introduces means in order to extend the period of the oil utilisation. Moreover, the work provides description of the test and assessment methods of oil ageing used in Energopomiar with the use of modern spectrophotometer made by Japanese company called JASCO. The author also provides exemplary results of oil condition and utility for chosen turbines collected on the way of long-term inspection. are described.
∗ Zakłady Pomiarowo-Badawcze Energetyki „Energopomiar” Sp. z o.o. Gliwice, Centralne Laboratorium.
Tribo-10v41n5_p165.pdf (264K)

Streszczenie

W pracy przedstawiono mechanizm zużywania skojarzenia pierścień tłokowy–tuleja cylindrowa wykonanego z żeliwa i siluminu okołoeutektycznego zbrojonego włóknami z tlenku glinu. śeliwo szare lub sferoidalne jest stosowane na pierścienie tłokowe silników spalinowych, a kompozyt na osnowie siluminu na tuleje cylindrowe silników spalinowych. Osnową kompozytu jest stop EN-AC-4700, a fazą zbrojącą są włókna tlenku glinu. Zadaniem fazy zbrojącej jest zmniejszenie skłonności do sczepiana adhezyjnego żeliwa z aluminium w osnowie. Podczas współpracy ślizgowej ma miejsce styk powierzchni żeliwa z wystającymi ponad powierzchnię włóknami tlenku glinu. Zawartość tych włókien i ich ułożenie w stosunku do powierzchni tarcia decydują o wartości lokalnych naprężeń i odkształceń, które wywierają istotny wpływ na opory tarcia i mechanizm zużywania skojarzenia. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń lokalnych naprężeń i odkształceń wykonanych MES na modelu, w którym włókna są ułożone stycznie do powierzchni tarcia i prostopadle do kierunku ruchu pierścienia.

Summary

The wear mechanism of piston ring-cylinder liner pairing produced from cast iron and eutectic silumine reinforced with alumina fibers has been presented in this paper. Grey or spheroid cast iron is used for the production of piston rings and composite material is used for cylinder liners of combustion engines. EN-AC-4700 –alloy is the matrix of composite and alumina fibers are the reinforcing phase. The function of the reinforcing phase is the decrease of the tendency to adhesion tacking between cast iron and the aluminium matrix. During sliding, the contact exists between cast iron and alumina fibers protruding over the matrix surface. The content of fibers and their orientation to the friction surface determine the level of local stresses and stains, which exercise a significant influence on friction forces and the wear of pairing. The calculated results of local stresses and strains made by MES on the model are presented. The fibers in this model are oriented tangentially to the friction surface and perpendicularly to the direction of movement.
∗ Politechnika Śląska, Wydział Transportu, 40-019 Katowice, ul. Krasińskiego 8, Corresponding autor: .
Tribo-10v41n5_p173.pdf (992K)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wstępne badania własności eksploatacyjnych powłok nanoszonych elektroiskrowo. Ocenę własności eksploatacyjnych przeprowadzono na podstawie obserwacji mikrostruktury, pomiarów chropowatości i mikrotwardości oraz badań tribologicznych. Badania przeprowadzono, wykorzystując elektrody WC-Co-Al2O3 i WC-Co-Al2O33TiO2, które zostały wytworzone poprzez spiekanie nanostrukturalnych proszków. Przeciwzużyciowe powłoki zostały naniesione elektroiskrowo na próbki ze stali C45 za pomocą urządzenia EIL-8A. Powłoki tego typu zwiększą odporność na zużycie ścierne narzędzi i elementów maszyn.

Summary

Electro-spark deposition is one of the methods that require concentrated energy flux. The method was first used in the USSR in the 1940s almost simultaneously with destructive electrical discharge machining. The ESD technique was studied intensively in the 60s. In the next decade, it was commonly applied to deposit hard-melting materials on selected metals and alloys, mainly steel. Polish scientists became interested in electro-spark alloying of coatings as early as in the 80s. The method developed into a number of varieties and can now be used to produce coatings and to modify surface microgeometry.
The paper is concerned with the performance properties of electro-spark deposited coatings, which were determined using tribological and microstructural analysis, roughness and microhardness measurement. The studies were conducted using WC-Co-Al2O3 and WC-Co-Al2O33TiO2 electrodes produced by sintering nanostructural powders. The anti-wear coatings were electro-spark deposited over C45 carbon steel by means of an EIL-8A. These coatings are likely to be applied to increase the abrasive wear resistance of tools and machine parts.
∗ Centrum Laserowych Technologii Metali, Politechnika Świętokrzyska, al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce.
Tribo-10v41n5_p181.pdf (337K)

Summary

The paper is concered with determining the influence of the laser treatment process on the exploitation properties of electro spark coatings. The properties were assessed after laser treatment by analysising microstructure, measuring the microhardness, friction coefficient and corrosion resistance. The tests were carried out for Mo and Cu coatings (the anode) electro-spark deposited over the C45 steel substrate (the cathode)and molten with a laser beam. The coatings were deposited by means of an ELFA-541. The laser treatment was performed with an Nd:YAG, BLS 720 laser. The coatings, whether laser-treated or not, exhibit very good performance properties and high reliability, and this makes them suitable for use in sliding friction pairs.

Streszczenie

W pracy badano wpływ obróbki laserowej na właściwości powłok nanoszonych elektroiskrowo. Ocenę właściwości powłok po obróbce laserowej przeprowadzono na podstawie obserwacji mikrostruktury, pomiarów mikrotwardości i współczynnika tarcia oraz badań odporności korozyjnej. Badania przeprowadzono, wykorzystując Mo oraz Cu jako materiały powłokowe (anody) nakładane elektroiskrowo na próbki ze stali C45 (katody), a następnie przetapiane wiązką laserową. Do nanoszenia powłok elektroiskrowych użyto urządzenia produkcji bułgarskiej, model ELFA-541. Obróbkę laserową nałożonych powłok elektroiskrowych wykonano laserem Nd:YAG, model BLS 720. Powłoki tego typu zarówno przed, jak i po obróbce laserowej mają dobre własności i mogą znaleźć zastosowanie w ślizgowych węzłach tarcia.
∗ The Centre for Laser Technologies of Metals, Kielce University of Technology.
∗∗ Warsaw University of Technology.
Tribo-10v41n5_p191.pdf (274K)

Streszczenie

Zbadano i porównano właściwości smarne roślinnych baz olejowych w aspekcie zastosowania dla biodegradowalnych olejów hydraulicznych. Oleje bazowe należały do trzech różnych klas lepkości: VG 32, VG 46 i VG 68. Wytworzono je, wprowadzając do oleju rzepakowego modyfikatory lepkości. Modyfikatorami lepkości były oleje roślinne i produkty ich chemicznej modyfikacji oraz estry syntetyczne. Oceniono przeciwzużyciowe i przeciwzatarciowe właściwości wytworzonych baz olejowych. Uzyskane wyniki badań umożliwiły przeprowadzenie analizy wpływu rodzaju dodatków wiskozujących na zdolność powstałych kompozycji smarowych do ochrony testowego węzła tarcia przed zużycie m i zatarciem.

Summary

The lubricating properties of vegetable oil bases in use for biodegradable hydraulic oils were tested and compared. Oil bases belonged to three different viscosity grades: VG 32, VG 46, and VG 68. The bases were formulated through the addition of viscosity improvers to rapeseed oil. The viscosity improvers were vegetable oils, products of a chemical modification of the vegetable oils, and synthetic esters. The antiwear and extreme-pressure properties of the formulated oil bases were investigated. The obtained results made it possible to analyse the influence of the type of viscosity improvers on preventing the lubricated tribosystem from sliding wear and scuffing.
∗ Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, 26-600 Radom, ul. K. Pułaskiego 6/10.
Tribo-10v41n5_p201.pdf (193K)

Streszczenie

Hydrodynamiczne łożyska wzdłużne charakteryzują się znacznymi stratami tarcia, które przyczyniają się do wzrostu temperatury łożyska i obniżenia jego nośności. Obecnie olej smarujący jest zazwyczaj chłodzony w zewnętrznych układach chłodzenia. Po schłodzeniu olej jest dostarczany z powrotem do korpusu łożyska, z reguły do przestrzeni między klockami łożyska. Skuteczność dostarczania schłodzonego oleju w pobliże wlotu do szczeliny smarowej ma wpływ na temperaturę łożyska i jego obciążalność. W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych trzech systemów dostarczania oleju na właściwości małego łożyska szybkoobrotowego.

Summary

Hydrodynamic thrust bearings have considerable power losses, and in modern designs lubricated oil is cooled in external systems. After the cooling, oil is pumped back to the bearing housing, most frequently to the space between pads. Effectiveness of supplying of cold oil to the vicinity of the inlet to the fluid film has a strong influence on bearing temperature and load capacity. In practice there is a lot of different supply methods used in thrust bearings, but there is a lack of descriptions of their efficiency in literature. In this paper some experimental results of influence of selected supplying methods on bearing characteristics have been presented.
∗ Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk.
Tribo-10v41n5_p213.pdf (650K)

Streszczenie

Endoprotezy stawu kolanowego są poza endoprotezami stawu biodrowego najczęściej stosowaną grupą implantów. Z każdym rokiem rośnie zapotrzebowanie na ten rodzaj endoprotez. Podstawowym materiałem, stosowanym na elementy (wkładki) trące endoprotez stawu kolanowego jest polietylen o wysokiej gęstości UHMWPE. Ze względu na niewystarczające właściwości mechaniczne czystego UHMWPE prowadzone są badania nad opracowaniem nowego materiału do zastosowania na wkładki endoprotez stawu kolanowego cechujące się wysoką odpornością na zużycie . W artykule podano koncepcję wytworzenia kompozytu polimerowego wzmocnionego siatką metalową. Opisano materiały zastosowane do wytworzenia kompozytu, a także technologię wytwarzania siatki metalowej oraz technikę implementacji siatki w osnowie polimerowej. Autorzy przedstawiają wyniki badań tribologicznych przeprowadzonych na testerze T-05, wyniki badań ściskania i pełzania wytworzonych kompozytów, a także rezultaty badań przeprowadzonych na zaprojektowanym i wykonanym w Instytucie Obróbki Plastycznej w Poznaniu symulatorze do badań elementów endoprotez stawu kolanowego SBT-02.

Summary

Knee endoprosthesis along with hip endoprosthesis are the most often applied implants and demand for this type of endoprosthesis is growing each year. Basic material for this type of knee friction elements (pads) is ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE). Due to insufficient mechanical properties of UHMWPE new material for this application is being investigated that is characterized by high wear resistance. The work contains conception of manufacturing of polymer composite strengthen by metal mesh. Authors have described material used for composite manufacturing, metal mesh manufacturing and implementation of the mesh into polymer matrix. Authors present results of friction tests on T-05 tester, compression and creep tests results. The results obtained on constructed in INOP knee simulator SBT-02 are also presented.
∗ Politechnika Częstochowska, Wydział Zarządzania, ul. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa.
Tribo-10v41n5_p223.pdf (630K)

Streszczenie

Celem zaprezentowanych w artykule analiz było określenie wpływu śrubowego rowka na czopie na nośność poprzecznego łożyska ślizgowego. W efekcie przeprowadzonych badań zaproponowano dwa wskaźniki, za pomocą których można dokonać prognozy wpływu geometrii rowka i szczeliny smarowej na nośność. Artykuł zawiera również zestawienie wartości wskaźników oraz nośności wyznaczonych dla konkretnych przykładów łożysk.

Summary

Investigations concerning the influence of a helical groove on the load carrying capacity of hydrodynamic plain bearing are presented in the paper. Two indicators were developed as a result of investigations. The first indicator is a quotient of groove volume and bearing interspace volume. It has been stated that, if the value of this indicator does not exceed 0.5% the load carrying capacity of the grooved bearing is above 90% that of classical bearing. The second indicator is a quotient of the groove’s cross-section area and bearing interspace cross-section area in the place of minimum bearing interspace thickness. It has been stated, that if the value of this indicator does nott exceed 2% load carrying capacity, the decrease in load capacity of the grooved bearing is less than 10% in relation to a bearing with smooth journal. The above mentioned dependencies are initial and should be studied in additional investigations.
∗ Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, ul. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów.
Tribo-10v41n5_p235.pdf (122K)

Streszczenie

Badano stopień tribochemicznej modyfikacji powierzchni współpracujących w ślizgowym kontakcie ciernym polimer–metal pod kątem obecności jonów metalu przeniesionych do przeciwpróbki. Metodami ToF-SIMS, RBS oraz SEM-EDS potwierdzono obecność jonów żelaza w warstwie wierzchniej wulkanizatów kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR) oraz ebonitu współpracujących z żelazem Armco. Powszechnie wiadomo, że jony metali o zmiennej wartościowości działają niczym „trucizna” na gumę, katalizując jej starzenie. Podjęto próbę ilościowej analizy procesu modyfikacji warstwy wierzchniej polimeru, która determinuje warunki współpracy oraz trwałość węzła ciernego guma–metal.

Summary

The degree of the tribochemical modification of contact surfaces in a polymer – metal friction pair, taking into account the transfer of iron ions to a polymer counterface, was studied. The presence of iron ions in the surface layer of styrene-butadiene rubber (SBR) vulcanizates and ebonite, rubbed against Armco iron was confirmed by ToF – SIMS, RBS and SEM – EDS analyses. It is commonly known that ions of multiple valence metals are destructive to rubber, facilitating the ageing of the material. An attempt was made to quantitatively analyse the process of the surface modification of polymer, determining working conditions and the durability of the rubber – metal friction pair.
∗ Instytut Technologii Polimerów i Barwników, Politechnika Łódzka, Łódź.
∗∗ Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu, Oddział Elastomerów i Technologii Gumy, Piastów.
∗∗∗ Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej, Politechnika Łódzka, Łódź.
∗∗∗∗ Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Warszawa.
∗∗∗∗∗ Instytut Problemów Jądrowych, Świerk/Otwock.
Tribo-10v41n5_p245.pdf (235K)

Summary

Research on the tribological properties of TiAl alloys used for valves mating with valve guides and seat inserts, made of cast iron, has been done. The aim of the research has been to obtain values of the coefficient of friction for such tribological pairs and to simulate the dynamics of the material sample – rotating plate assembly, characteristic used in the research stand. The modified research stand is presented in the article. During research the values of the coefficient of friction, the temperature of sample, the level of sound and the acceleration of material sample were measured. The model of the research stand was for the simulation of the dynamics for the material sample – rotating plate assembly. The plots of the coefficient of friction vs. loading, slide velocity, and the duration of the motion of material sample in respect to the rotating plate are presented in the article. Using simulation results, the values of the damping coefficient were estimated, which allow one to obtain the value for the amplitude of the modelled motion for the material sample in respect to the rotating plate near to the value of the amplitude for the real motion. This estimation allows one to forecast the dynamics of the mentioned assembly for other values of velocity and loading.

Streszczenie

Przeprowadzono badania własności tribologicznych stopów TiAl, używanych dla zaworów współpracujących z żeliwnymi prowadnicami i gniazdami. Celem badań było uzyskanie wartości współczynnika tarcia dla tych par ciernych i symulacja dynamiki układu próbka materiału–wirująca tarcza, odpowiadającej wykorzystywanemu stanowisku badawczemu. W artykule przedstawiono zmodyfikowany tribotester typu pin-on-disc. Podczas badań mierzono wartości współczynnika tarcia, temperatury próbki, poziomu hałasu i przyspieszenia próbki materiału, a ich zależności od prędkości, obciążenia i liczby obrotów przedstawiono na wykresach. Opracowano model tribotestera do symulacji parametrów dynamicznych układu próbka materiału–wirująca tarcza. W oparciu o wyniki symulacji oszacowano wartości współczynników tłumienia, pozwalające uzyskać symulowana amplitudę ruchu próbki względem wirującej tarczy zbliżoną do amplitudy rzeczywistego ruchu. Określenie tego współczynnika tłumienia pozwala przewidywać parametry układu przy innych wartościach prędkości i obciążenia.
∗ The Chair of Precise Design, Technical University of Lodz.
∗∗ Department of Vehicles and Fundamentals of Machine Design, Technical University of Lodz.
Tribo-10v41n5_p253.pdf (450K)

Summary

Fatigue resistance of a three-layer slide bearing has been investigated on the MWO test stand in which rotary loading to the test bearing is generated. The bearing material consisted of the bronze (CuPb22Sn3 + thin overlay of SnCu6 plated) sintered to the steel shell. Each of the tested bearing was subjected to the standard 20–hour test under conditions of full fluid lubrication. The methodology of the experiments, metallurgical test results and fractographic description of the lining crack–zone are presented. The values of the fatigue strength parameters were estimated as well.

Streszczenie

Odporność trójwarstwowego łożyska ślizgowego na zmęczenie badano na stanowisku MWO, w którym generowane jest wirujące obciążenie badanego obiektu. Materiał łożyskowy składał się z brązu CuPb22Sn3 pokrytego cienką powłoką ze stopu SnCu6. Brąz spiekany był na stalowej łusce. Każde z badanych łożysk poddane było standardowemu 20-godzinnemu testowi w warunkach pełnego smarowania hydrodynamicznego. Przedstawiono metodykę badań doświadczalnych, wyniki badań metaloznawczych i analizę fraktograficzną uszkodzonych obszarów warstwy powierzchniowej łożyska. Oszacowano wartości parametrów charakteryzujących wytrzymałość zmęczeniową obiektu badań.
∗ Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk.
Tribo-10v41n5_p263.pdf (1,2M)

Streszczenie

W opracowaniu przedstawiono wyniki przeprowadzonej analizy teoretycznej strat mocy generowanych w zazębieniach przekładni zębatej z kołami walcowymi smarowanymi sposobem zanurzeniowym. W analizie wyodrębniono dwa charakterystyczne przypadki wejścia oleju w strefę zazębienia, a mianowicie:
– dla ruchu współbieżnego zębnika i koła współpracującego,
– dla ruchu przeciwbieżnego zębnika i koła współpracującego.
Wykazano istotną różnicę tzw. strat wyciskania oleju z zazębienia dla wymienionych przypadków, przyjmując jako zmienne: podstawowe cechy geometryczne zazębienia ewolwentowego kół, parametry struktury kinematycznej przekładni oraz charakterystyki lepkościowe oleju smarującego. Symulację komputerową z wykorzystaniem arkusza kalkulacyjnego Excel i programu Mathcad przeprowadzono, bazując na bezwymiarowym ujęciu przepływu cieczy lepkiej w wąskiej szczelinie zazębienia.

Summary

In the paper the results of the theoretical analysis of power losses generated in the meshing of toothed cylindrical gears lubricated by the immersion method are presented. The initiations of oil in meshing were introduced for two characteristic cases:
– the synchronous movement of pinion and wheel co-operating,
and
– the asynchronous movement of pinion and wheel co-operating.
The essential difference of the pressing out of the oil from the meshing is presented. The accepted variables were the basic geometrical form of involute meshing, the parameters of the kinematic structure of transmission and the stickiness of oil lubricant. The computer simulation was conducted using nondimensional flow formulation of sticky liquid in narrow crevice meshes.
∗ Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii, Instytut Mechanizacji Górnictwa ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Polska, tel./fax.: (32) 237 15 84, e-mail: , e-mail: .
Tribo-10v41n5_p275.pdf (157K)

Streszczenie

W opracowaniu przedstawiono wyniki eksploatacyjnych badań drgań i temperatury dwustopniowej przekładni zębatej pracującej w układzie napędowym przenośnika taśmowego. Drgania rejestrowano za pomocą przenośnego miernika drgań typu MD-5U. Określono zależność poziomu drgań RMS od klasy lepkościowej oleju smarującego (zastosowano oleje w klasach lepkości wg ISO: VG 46, VG 68 oraz VG 150) oraz od temperatury roboczej oleju zmieniającej się w cyklu pracy przekładni od jej rozruchu aż do osiągnięcia ustalonego stanu termicznego. Uzyskane wyniki badań wskazują na istotność wpływu lepkości oleju smarującego na stan termiczny i poziom drgań przekładni zębatej pracującej w określonych warunkach eksploatacyjnych.

Sumary

The paper presents the results of the examination of the influence of lubricating oil viscosity on the vibration level of a two-stage gear transmission working in a belt-conveyor power transmission system. Three classes of oil viscosity were taken into consideration during the research: VG 46, VG 68, VG 150. The dependence of root-mean-square value (RMS value) of the frame vibration amplitude upon the working viscosity of the mentioned oil classes was defined with the help of a MD-54 portable vibration meter. Oil working viscosity varies with change of temperature in transmission working cycle. The research findings show that the application of oil with a higher viscosity class causes reduction of vibration and temperature level of working transmission.
∗ Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii, Instytut Mechanizacji Górnictwa ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Polska, tel./fax.: (32) 237 15 84, e-mail: .
Tribo-10v41n5_p285.pdf (226K)

Dalej: Uzupełnienie od: Arkadiusz Stachowiak do Arkadiusz Stachowiak i Wiesław Zwierzycki