Summary

Reproducibility and repeatability are still problems to solve in tribological science, specifically in coefficient of friction and wear results obtained from tribotesters.
Is well know that there are controlled parameters in a tribosystem and many research has been done using those parameters to perform tribological tests, but is also know that there are uncontrolled parameters like vibrations that affect the reproducibility and repeatability of test results and the scatter of them, specially in coefficient of friction and wear.
The influence of dynamic properties of tribotesters characterized by vibration on coefficient of friction were investigated.
Correlation between controlled and uncontrolled inputs including vibration and tribological characteristics (coefficient of friction and wear) are presented in order to achieve better tribological test methods.

Summary

The tribotesters configuration has an influence in the coefficient of friction results, especially in the coating disk and ceramic ball pair.
The tribotesters has an influence in the results of acceleration of vibration.
The values of acceleration of vibration are much higher in the T-11 that the rest of the tribotesters.
Additional sources of vibration can be eliminated from a tribotesters with mechanical adjustment like in T-11 with the application of the safety nut and tighten the bolts on the load mechanism.
Higher scatter values of acceleration of vibration appears in the highest values of acceleration of vibration.
It is observed that the lowest coefficient of friction results and the lowest coefficient of friction scatter appears in the test performed on the T-10 Vertical position so, looks like there are a correlation between the acceleration of vibration and the coefficient of friction results and scatter.
The highest values of acceleration of vibration appear with higher loads or higher speeds or the combination of both.
It’s appears load has more influence in acceleration of vibration than speed and we must maintain the level of acceleration of vibration constant in order to have less scatter of coefficient of friction in the coating disk-ceramic ball spatial configuration.
Lowest acceleration of vibration appears with less humidity percentage.
With good design of tribotesters and rigorous test procedures, it’s possible to achieve lower scatter results.

Conclusions

On the base of the results one can state that:
Coefficient of friction value and the scatter of it depends on the speed, load and humidity of the surrounding air. These dependences are different for each type of used tribotesters (because of their different dynamic properties characterized by vibrations), as well on tested couple configuration (mainly since debris removed or not from friction zone).
The rules observed for each materials combination (influence of speed, load humidity on coefficient of friction for given type of testers and tested couple configuration) are different as well.
Talking into account results obtained one can state that quality of tribotesting experiments (repeatability and reproducibility) can be improved much more that it is usually reached if the test parameters: load, velocity, temperature, humidity as well dynamics properties of the tester (characterized by vibration) and spatial tested couple configuration are determined.

Acknowledges

Thanks to all the Tribology department of the Institute for Sustainable Technologies - National Research Institute (ITeE-PIB) for all your technical support, advices and facilities.
Wpływ właściwości dynamicznych testów tribologicznych na współczynnik tarcia

Streszczenie

Odtwarzalność i powtarzalność wyników badań tribologicznych są wciąż nierozwiązanym problemem, zwłaszcza w przypadku pomiarów współczynnika tarcia i zużycia z wykorzystaniem różnych testerów.
Jest powszechnie znane, że w systemie tribologicznym występuje wiele wejść kontrolowanych, w wielu badaniach zadaje się wejścia kontrolowane, wiadomo też, że istnieją również wejścia niekontrolowane, które wpływają na odtwarzalność i powtarzalność wyników badań oraz ich rozrzut.
W pracy zbadano wpływ dynamicznych właściwości testerów, ocenianych za pomocą pomiaru drgań, na współczynnik tarcia.
Zaprezentowano wyniki wskazujące na korelację pomiędzy wejściami kontrolowanymi i niekontrolowanymi, włączając drgania, na charakterystyki tribologiczne (współczynnik tarcia i zużycie), co pozwoli na poprawę istniejących metod badań tribologicznych.
① University of Monterrey (UDEM), Mechanical Engineering Faculty, San Pedro Garza García, México.
spmom-08v43n3_p-007.pdf (613.04 KB)

Summary

This publication presents a concept for assessing product quality from the perspective of production process reliability and taking into account operating costs. The stability of a production process can be assured by reducing its sensitivity to the impact of identified sources of variation. This can be done using statistical methods and models. The application of statistical experiments is illustrated with the example of the Pareto-Lorenz method used as a tool for product quality assurance in cold sheet rolling. The Pareto-Lorenz method is inexpensive and easy to use. The proposed approach can be used in the process of producing selected elements of complex technical structures, network systems etc.

Ocena niezawodności procesu produkcyjnego z wykorzystaniem metod statystycznych

Streszczenie

W opracowaniu przedstawiono koncepcję oceny jakości wyrobu z punktu widzenia niezawodności procesu produkcyjnego z uwzględnieniem kosztów eksploatacji. Zapewnienie stabilności procesu produkcyjnego jest możliwe poprzez zmniejszenie wrażliwości procesu na działanie zidentyfikowanych źródeł zmienności. Może ono być realizowane poprzez zastosowanie metod i modeli statystycznych. Zastosowanie eksperymentów statystycznych przedstawiono na przykładzie metody Pareto-Lorenza. Rozważania poparto przykładem oceny jakości procesu i produktu w oparciu o dane dotyczące blach walcowanych na zimno.
Koncepcja oceny niezawodności procesu produkcyjnego z wykorzystaniem modelu uwzględniającego koszty eksploatacji oraz zastosowaniem eksperymentów statystycznych w ocenie jakości wyrobów stanowią kompleksowe podejście do problemu kształtowania wymagań jakości. Niskie koszty zaproponowanej metodyki oraz uniwersalny charakter sprawiają, że może ona znaleźć zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu w ocenie poziomu jakości wybranych elementów złożonych obiektów technicznych jak np. linie technologiczne, układy sieciowe itp.
① AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Av. Mickiewicza 30, 30-059 Cracow, Poland.
spmom-08v43n3_p-029.pdf (375.88 KB)

Summary

All accepted and applied strategies concerning the operation of aircraft oblige engineering services to monitor fatigue fractures of aircraft construction.
Fatigue fractures belong to a dangerous type of damages. Engineering services are to detect fractures before reaching the admissible length, which is determined by taking flight safety into consideration. Detection of a fracture results in the necessity of an engineering interference preventing a catastrophic failure.
The article presents selected issues concerning preparation for the monitoring and detection of fatigue fractures in elements of aircraft construction. The article stresses the prognosis of the development of a fracture.

Streszczenie

Wszystkie przyjęte i stosowane strategie eksploatacji statków powietrznych zobowiązują służby techniczne do kontroli konstrukcji statku pod kątem istnienia pęknięć zmęczeniowych.
Pęknięcia zmęczeniowe są niebezpiecznym rodzajem uszkodzeń i zadaniem służb technicznych jest ich wykrycie przed osiągnięciem dopuszczalnej długości określonej z uwzględnieniem bezpieczeństwa lotów. Wykrycie pęknięcia pociąga za sobą konieczność interwencji technicznej uniemożliwiającej powstanie uszkodzenia katastroficznego.
W artykule przedstawiono wybrane problemy z zakresu przygotowania do wykrywania pęknięć zmęczeniowych elementów konstrukcji statku powietrznego, zwracając głównie uwagę na prognozę rozwoju pęknięcia.
This research was made with the financial support of the Ministry of Science and Higher Education as a working project in 2006–2008 years.
① Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, ul. Księcia Bolesława 6, 01-494 Warszawa, tel. (22) 685 19 56.
② Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, tel. (22) 683 73 74.
spmom-08v43n3_p-033.pdf (134.79 KB)

Summary

There are two trends concerning the examination of the wear processes of construction elements in the process of operation. The first trend concerns the physics of wear process, and the second trend concerns the construction of mathematical models describing the process of the increase in wear results. This article concerns the second trend and includes a model describing an increase in wear results until reaching limit states.
The model includes the distribution of time of the exceedance of an accessible state (limit state). After transforming this model, calculations of durability will be reduced to the use of the standardised normal distribution.
In conclusion, numerical examples including the assessment of the durability of an aircraft tire are presented.

Streszczenie

W ramach problematyki dotyczącej badania procesów zużywania się elementów konstrukcji w procesie eksploatacji można wyróżnić dwa kierunki. Pierwszy dotyczący wyjaśnienia fizyki zużywania, drugi – budowy modeli matematycznych opisujących przebieg narastania skutków zużywania. Niniejszy artykuł dotyczy drugiego kierunku i obejmuje model opisujący narastanie skutków zużywania do chwili osiągania stanów granicznych.
W modelu tym wykorzystano rozkład czasu przekroczenia stanu dopuszczalnego (granicznego). W wyniku przekształceń tego modelu obliczenie trwałości sprowadza się do wykorzystania rozkładu normalnego standaryzowanego.
Na zakończenie przedstawiono przykład liczbowy, obejmujący ocenę trwałości opony lotniczej.
This research was made with the financial support of the Ministry of Science and Higher Education as a working project in 2006-2008 years.
① Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, ul. Księcia Bolesława 6, 01-494 Warszawa, tel. (22) 685 19 56.
② Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, tel. (22) 683 767 19.
spmom-08v43n3_p-047.pdf (134.71 KB)

Summary

The paper presents the chosen aspects of the innovative solutions that have been worked out within the Multi-Year Programme “Development of innovativeness systems of manufacturing and maintenance 2004-2008.” Most of the tasks that were qualified for the programme concern incremental innovation. One task, as the example of a direct transformation of the scientific research into innovations for economy, is described. The discussion was concentrated on the implementation of the method of automatic optical inspection (AOI) for a quality inspection in production. The specific features of AOI methods were discussed in relation to an incremental innovation. The analysis enables the identification of the crucial factors influencing the successive stages of the innovation development and consequently determining project success. The final effect of the project realisation, namely quality changes in production as a result of the incremental innovation development and implementation, was presented.

Streszczenie

W artykule przedstawiono aspekty związane z aplikacją rozwiązania innowacyjnego opracowanego w ramach Programu Wieloletniego „Doskonalenie systemów innowacyjności w produkcji i eksploatacji w latach 2004–2008”. Większość zadań zakwalifikowanych do realizacji w ramach programu obejmowała opracowanie innowacji przyrostowej. W artykule przedstawiono efekty jednego z tych zadań jako przykład bezpośredniej transformacji wyników badań naukowych do gospodarki. Przeprowadzono dyskusję zastosowania metod automatycznej optycznej inspekcji (AOI) w systemach kontroli jakości w produkcji. Przeprowadzone badania umożliwiły identyfikację kluczowych czynników oddziałujących na kolejne etapy procesu rozwoju innowacji i w konsekwencji warunkujących sukces projektu. Przedstawiono jakościowe zmiany w procesie produkcji wyrobów w efekcie wdrożenia innowacji przyrostowej.
Scientific work financed by the Ministry of Science and Higher Education and carried out witkin the Multi-Year Programme “Development of innovativeness systems of manufacturing and maintenance 2004–2008”.
① Instytut Technologii Eksploatacji – PIB, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel. (48) 364 42 41.
spmom-08v43n3_p-061.pdf (1,011.84 KB)__

Summary

The article presents an attempt at evaluating the state of engine operation under a simulated shortage of fuel inflow to individual cylinders. The object of research was a four-cylinder 1.2 dm3 capacity combustion engine. The vibration acceleration signals registered on the engine block ZI were assumed the source of information on the engine condition.
In case of diagnosing combustion engines by vibration methods, the presence of numerous sources of vibration cannot be neglected, which is the reason for reciprocal interference of symptoms of fault. Owing to the necessity of analysing non-stationary and impulse signals, a discrete wavelet transform (DWT) has been applied in this study. Based on the signals’ decomposition performed by means of the transform, the value of entropy was determined, which served as a basis in the construction of the states of engine operation intended for teaching neural networks. As research results suggest, there is the possibility of using probabilistic artificial neural networks to assess the process of fuel inflow to cylinders.

Streszczenie

W artykule przedstawiono próbę oceny stanu pracy silnika w warunkach symulowanego braku dopływu paliwa do poszczególnych cylindrów. Obiektem badań był czterocylindrowy silnik spalinowy o pojemności 1,2 dm3. W badaniach za źródło informacji o stanie silnika przyjęto sygnały przyspieszeń drgań rejestrowane na kadłubie silnika ZI.
W przypadku diagnozowania silnika spalinowego metodami drganiowymi nie można zapominać o występowaniu wielu źródeł drgań, co jest przyczyną wzajemnego zakłócania symptomów uszkodzeń. Ze względu na konieczność analizy sygnałów niestacjonarnych i impulsowych w niniejszej pracy wykorzystano dyskretną transformatę falkową (DWT). Na podstawie zdekomponowanych za jej pomocą sygnałów wyznaczono wartość entropii, która stanowiła podstawę do budowy wzorców stanów pracy silnika przeznaczonych do uczenia sieci neuronowych.
Z przeprowadzonych badań wynika, że istnieje możliwość wykorzystania probabilistycznych sztucznych sieci neuronowych do oceny procesu dopływu paliwa do cylindrów.
① Dr hab. inż. Henryk Madej prof. nzw. w Politechnice Śląskiej, Faculty of Transport, Silesian Uniwersity of Technology, 8 Krasińskiego St., 40-019 Katowice, e-mail:
② Dr inż. Piotr Czech, Faculty of Transport, Silesian Uniwersity of Technology, 8 Krasińskiego St., e-mail:
spmom-08v43n3_p-075.pdf (166.14 KB)

Summary

The results of the investigations of the post and exploitation emissions of the harmful components of the fumes of engines from ZS were introduced in the work. Obtained results were subjected to a statistical study according to new computer procedures. Qualitative and quantitative reports were established for the level and kind of emission in reference to the changes of the state of studied engines.

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań emisji szkodliwych składników spalin silników z ZS. Uzyskane wyniki podczas badań stanowiskowych i eksploatacyjnych zostały poddane statystycznej ocenie wrażliwości, przy wykorzystaniu procesur komputerowych. Jakościowe i ilościowe sprawozdania zostały odniesione do założonych zmian stanu na stanowisku laboratoryjnym oraz do pozyskanych danych w badaniach eksploatacyjnych.
① University of Technology and Life Sciences, 85-796 Bydgoszcz, ul. Prof. S. Kaliskiego 7,
spmom-08v43n3_p-085.pdf (1.87 MB)

Summary

Shipping companies make use of safety management systems that result in better safety for workers, vessels and cargo. At present, in spite of mandatory use, these systems do not result in the considerable increase of the safety level. One of the reasons can be the lack of feedback between ship designers and the operators who are the crew of the vessel. Results of detailed analysis of hazardous events can be a correct feedback on the way to improve the safety level.
Only a systematic analysis of these events enables identification of a safety onboard detection system, the detection of system faults and taking steps to minimise the risk level in the work system. The data concerning hazardous events are kept in many existing safety management systems, but “no systemic” way of presenting the hazardous events allows taking considerable steps to improve safety. To prove the above mentioned condition, the analysis of hazardous events in the BP Shipping company was carried out on the basis of the bulletins delivered to the crews of BP vessels. Only when the data from bulletins are properly processed, is it possible to take steps toward improving the safety level onboard that is, for instance, an improvement of the communication system and the identification of the most dangerous areas on-board the ships that can be different on different types of the ships. Referring to the analysis of the hazardous events which was carried out, it has been observed that there is a risk of a rise in the number of hazards on the commercial ships in the next few years. That likelihood is based mostly on the regulations in use and the decrease in the number of the crew who must carry out more planned maintenance works (PM’s) and more duties. The labour and education situation allows employing the minimum number of crew that is required by regulations, very often with insufficient knowledge, especially for the specialised types of ships. The analysis seems to be a very important study from the point of view of safety of life at sea.

Streszczenie

W przedsiębiorstwach żeglugowych istnieją systemy zarządzania bezpieczeństwem, które mają na celu zwiększenie bezpieczeństwa ludzi, statku i przewożonego ładunku. W chwili obecnej, pomimo ich obligatoryjnego wprowadzenia, systemy te nie skutkują znacznym wzrostem poziomu bezpieczeństwa. Jedną z przyczyn tego niekorzystnego stanu może być brak odpowiedniego sprzężenia zwrotnego pomiędzy projektantami a użytkownikami statków. Takie sprzężenie mogą stanowić wyniki szczegółowej analizy zdarzeń niebezpiecznych. Tylko systemowa analiza tych zdarzeń pozwala na identyfikację stanu bezpieczeństwa, wykrywanie błędów w systemie oraz podjęcie działań zmniejszających zagrożenia w systemie pracy. W wielu istniejących systemach zarządzania bezpieczeństwem gromadzi się dane o zdarzeniach wypadkowych i niebezpiecznych, ale ich niesystemowy sposób przedstawiania nie pozwala na podjęcie skutecznych kroków zmierzających do poprawy. Potwierdzeniem tego może być analiza zdarzeń niebezpiecznych w przedsiębiorstwie żeglugowym BP Shipping przeprowadzona na podstawie biuletynów dostarczanych załogom swoich statków. Dopiero odpowiednia obróbka danych zawartych w biuletynach umożliwia uzyskanie informacji pozwalających na podjęcie działań poprawiających stan bezpieczeństwa. Na przykład propozycja zmian niektórych procedur działania, poprawa informacyjności systemu, identyfikacja obszarów niebezpiecznych na statkach.
Zwrócono uwagę na duże prawdopodobieństwo wzrostu wypadków w najbliższych latach na statkach floty handlowej. Główną przyczyną może być wzrost liczby zadań eksploatacyjnych wykonywanych przez członków załogi statków oraz sytuacja, jaka wytworzyła się na rynku pracy.
Coraz większa liczba statków jest eksploatowana, a coraz mniej osób kształci się w zawodach związanych z morzem. Wydaje się, że poniższe opracowanie jest bardzo istotne z punktu widzenia bezpieczeństwa życia na morzu i ochrony środowiska przed zanieczyszczeniem.
① Gdynia Maritime University, Faculty of Marine Engineering, Morska 83 Str., 81-225 Gdynia, tel. 058 690 13 47, fax 058 690 13 99.
spmom-08v43n3_p-105.pdf (661.84 KB)