TRIBOLOGIA TEORIA I PRAKTYKA vXVII Nr 2, 2011 (236)

WSTĘP

29 października 2010 zmarł profesor zwyczajny dr hab. inż. Bolesław Wojciechowicz (dr h.c.). Kilkadziesiąt lat życia poświęcił naukom technicznym, w tym przede wszystkim tribologii oraz fizycznym i technicznym aspektom niezawodności obiektów technicznych. Jego osiągnięciom i dorobkowi w badaniach oraz w rozwoju kadr naukowych poświęcono to opracowanie.

NOTA BIOGRAFICZNA

Profesor B. Wojciechowicz urodził się 2 stycznia 1927 r. w Postawach na Wileńszczyźnie. Rodzinie, a zwłaszcza ojcu – żołnierzowi J. Piłsudskiego, radzieckiemu więźniowi politycznemu i żołnierzowi gen. Wł. Andersa, zawdzięcza patriotyczne wychowanie i zainteresowanie techniką. Ważnym wydarzeniem w jego biografii był przyjazd w ramach repatriacji do Polski oraz podjęcie systematycznej edukacji. Ukończył Szkołę Inżynierską w Poznaniu (1950), a następnie zdobył stopień naukowy magistra na Politechnice Poznańskiej (1955). W roku 1962 uzyskał stopień doktora nauk technicznych na Politechnice Krakowskiej, doktora habilitowanego w roku 1968. Profesorem nadzwyczajnym został w roku 1972, a profesorem zwyczajnym w roku 1978.
Od roku 1950 pracował w Politechnice Poznańskiej. Pełnił funkcję prorektora ds. nauki (1968–1972), rektora (1972–1981) i dyrektora Instytutu Maszyn Roboczych (1972–1990). W roku 1972 został członkiem Komitetu Budowy Maszyn PAN, od roku 1993 pełnił funkcje jego wiceprzewodniczącego. Uczestniczył w pracach Centralnej Komisji Kwalifikacyjnej do Spraw Stopni i Tytułów (1993–2001), a w latach 1982–1985 był członkiem Rady Głównej Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Był także członkiem komitetu ds. Nauki i Postępu Technicznego przy Radzie Ministrów. Przez kilka kadencji (od roku 2000) był członkiem i przewodniczącym Sekcji Eksploatacji, Wibroakustyki i Diagnostyki Maszyn i Systemów w Komitecie Badań Naukowych. Od roku 1972 był członkiem Poznańskiego Towarzystwa Przyjaciół Nauk. Był członkiem rad naukowych wielu instytucji i ośrodków badawczych, w kilku pełnił funkcję przewodniczącego. Był przewodniczącym Kapituły Złotych Medali MTP (1975–2005) oraz Kapituły Medalu im. Profesora Stefana Ziemby (1995–2010). Za działalność naukowo-badawczą, dydaktyczno-wychowawczą i organizatorską uhonorowany został Krzyżem Komandorskim z Gwiazdą Orderu Odrodzenia Polski (1989), wieloma innymi odznaczeniami oraz tytułem „Zasłużony Nauczyciel” (1977). W roku 2006 kapituła „Złotego Hipolita” nadała profesorowi B. Wojciechowiczowi godność Wybitnej Osobistości Pracy Organicznej z wręczeniem statuetki „Złotego Hipolita”.
Profesor B. Wojciechowicz był żonaty, miał dwie córki.

PROFESOR B. WOJCIECHOWICZ W TRIBOLOGII I NAUCE O EKSPLOATACJI OBIEKTÓW TECHNICZNYCH

Swoją przygodę z nauką B. Wojciechowicz, późniejszy profesor, rozpoczął w roku 1950, kiedy to podjął prace w katedrze kierowanej przez ówczesnego Rektora Szkoły Inżynierskiej w Poznaniu prof. Bolesława Orgelbranda. Profesor B. Orgelbrand, sam wybitny inżynier, kształtował w swoim uczniu zamiłowanie do sztuki inżynierskiej, intuicyjne wyczucie techniki i te cechy zawodu pracownika naukowego, które pozwalają na przekroczenie progu oddzielającego twórcę obiektów technicznych od ich badacza. Szczególną cechą szkoły prof. B. Orgelbranda była więź nabywanej wiedzy z praktyką inżynierską i stałe poszukiwanie możliwości praktycznego zastosowania uzyskiwanej wiedzy. Dotyczyło to przede wszystkim napraw i odnowy obiektów technicznych, które przekroczyły w wyniku wojny stan graniczny. Było to pierwsze zetknięcie się prof. B. Wojciechowicza z praktycznymi aspektami eksploatacji obiektów technicznych.
Drugim nauczycielem prof. B. Wojciechowicza był promotor jego rozprawy doktorskiej prof. Stefan Ziemba, członek rzeczywisty PAN, doktor honoris causa Politechniki Poznańskiej. Profesor S. Ziemba, fizyk z wykształcenia, wprowadził doktoranta B. Wojciechowicza w świat zjawisk fizycznych i fizykalnej interpretacji zdarzeń zachodzących w obiektach technicznych. Osobowość prof. S. Ziemby, który wywarł znakomity wpływ na rozwój tzw. „ruchu eksploatacyjnego” ukształtowała wiele cech intelektualnych prof. B. Wojciechowicza, przede wszystkim umiejętność interdyscyplinarnego rozumienia świata techniki oraz naturalne dążenie do posługiwania się fizycznymi metodami badawczymi.
Profesor B. Wojciechowicz stał się wkrótce jednym z najbliższych współpracowników profesora S. Ziemby. Wiele ich wspólnych inicjatyw dotyczących rozwoju nauki o eksploatacji obiektów technicznych (do której zaliczono również tribologię) działa w środowisku naukowym po dzień dzisiejszy. Przykładem tego są spotkania specjalistyczne, które rozpoczęły się w Zakopanem na Kalatówkach w dniach 11–15.12.1967, obejmujące problemy tarcia i zużycia. Spotkania takie odbywają się cyklicznie. Do chwili obecnej odbyło się ich ponad dwadzieścia. Pewną odmianą tych spotkań były tzw. „kolokwia tribologiczne” kilkakrotnie organizowane w Wielkopolsce.
Zainteresowania naukowe prof. B. Wojciechowicza oraz jego doświadczenie inżynierskie, wzmocnione o doświadczenia nabyte w roli nauczyciela akademickiego ujawniły się w tzw. „poznańskiej szkole tribologicznej”. Powstała ona w latach sześćdziesiątych ubiegłego stulecia jako efekt podjęcia i rozwoju badań nad mechanizmem zużycia ściernego, zjawiska uważanego za największe zagrożenie dla węzłów kinematycznych narażonych na zanieczyszczenie ziarnami ciał stałych. Najważniejszymi elementami dorobku tej szkoły stały się:
– rozległość prowadzonych badań (dotyczyły one łożysk ślizgowych, wtryskiwaczy silników wysokoprężnych, łańcuchów tulejowych, końcówek rozpryskiwaczy ciśnieniowych i wielu innych elementów i węzłów maszyn,
– wiele opublikowanych wtedy prac stanowi pierwsze opracowanie poszczególnych zagadnień, a rozprawa habilitacyjna prof. B Wojciechowicza pt. „Studia nad mechanizmem zużywania się pary ślizgowej w obecności zanieczyszczeń” jest uważana za dzieło klasyczne i także obecnie często cytowane w pracach innych autorów,
– zużycia ściernego dotyczyło 9 rozpraw doktorskich wykonanych pod kierunkiem Profesora, wyczerpały one podstawowe problemy tej postaci zużycia,
– specyficzna cechą omawianych badań było dążenie do fizycznej i chemicznej interpretacji zjawisk tribologicznych i poszukiwanie takich metod badawczych, które umożliwiłyby wykazanie związków przy czynowych na najniższych poziomach hierarchii strukturalnej materii; w badaniach wykorzystano nowoczesną w owych czasach metodę atomów znaczonych, co stanowiło pierwsze opracowanie z dziedziny tzw. diagnostyki konwekcyjnej,
– w miarę postępu w opanowaniu metod radioizotopowych inicjowano również ich zastosowanie w innych zagadnieniach badawczych, np. zastosowania metod do badania, sterowania i kontroli procesów technologicznych (w tym przede wszystkim przemysłu spożywczego),
– badania realizowane w ramach studiów nad różnymi aspektami zużycia ściernego zainspirowały współpracowników prof. B. Wojciechowicza do podjęcia prac nad obliczeniowymi metodami oceny zużycia elementów maszyn,
– publikacje stanowiące rezultat omawianych badań zainspirowały ba dania prowadzone w innych ośrodkach nie tylko w kraju, ale także za granicą, np. w Rosji, na Kubie, w Czechosłowacji. O międzynarodowym zasięgu dorobku naukowego prof. B. Wojciechowicza świadczy godność doktora honoris causa nadana mu przez Doński, Państwowy Uniwersytet Techniczny w Rostowie nad Donem w Rosji.
Wykonane przez współpracowników prof. B. Wojciechowicza badania zużycia ściernego elementów i węzłów maszyn w znacznym zakresie wyczerpały problematykę badawczą dotyczącą tej formy zużycia. Z tego względu badania prowadzone pod kierunkiem prof. B. Wojciechowicza uległy stopniowej ewolucji. Ewolucja ta polegała na poszerzeniu zakresu problemów badawczych w kierunku ogólnych zagadnień eksploatacji maszyn i urządzeń technicznych oraz teorii i praktyki ich niezawodności.
W początkach lat siedemdziesiątych ubiegłego stulecia powołano zespół, którego zadaniem były podstawowe badania tarcia, zużycia i smarowania. Profesor B. Wojciechowicz wielką uwagę przywiązywał do upowszechniania wiedzy tribologicznej. Był inicjatorem wielu spotkań badaczy – tribologów z praktykami pracującymi w przemysłowych biurach konstrukcyjnych i ośrodkach badawczych, z jego inicjatywy w prasie bieżącej i specjalistycznej opublikowano wiele artykułów traktujących o tarciu, zużyciu i smarowaniu. Profesor bardzo poważnie traktował przekazywanie wiedzy tribologicznej w procesie dydaktycznym w wyższych uczelniach technicznych. Sam wypromował ponad 200 magistrów inżynierów, których prace dyplomowe traktowały o zagadnieniach tribologicznych.

ZAKOŃCZENIE

Krótki szkic, w jakim ujęto dorobek prof. B. Wojciechowicza w badaniach tribologicznych nie wyczerpał oczywiście wszystkich aspektów jego działalności jako badacza i nauczyciela akademickiego. Zaznaczono tylko najważniejsze z nich. Można wyrazić nadzieję, że zostaną opracowane wydawnictwa, które bardziej wszechstronnie i szczegółowo przedstawią życie i działalność prof. S. Ziemby, prof. B. Wojciechowicza i innych uczonych, którzy wpływając na rozwój tribologii wywarli znaczny wpływ na rozwój nauk technicznych i techniki w Polsce.
Prof. dr hab. Wiesław LESZEK
① Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań.
Tribo-11v42n2_p007.pdf (72926 bajtów)

Streszczenie

Na podstawie metody autorskiej badania mechaniki styku w połączeniu cylindrycznym oraz kinetyki jego zużywania przy tarciu ślizgowym przeprowadzono analizę numeryczną obszaru zastosowania klasycznego wzoru Hertza dla określenia nacisków stykowych. Zmodyfikowano wzory Hertza celem oszacowania maksymalnych nacisków stykowych oraz kąta styku przy zużyciu wskazanych układów tribologicznych. Wyniki numerycznej oceny według obu metod wstępnych nacisków stykowych oraz ich zmiany w wyniku zużycia podano w postaci graficznej. Został przebadany wpływ obciążenia oraz luzu promieniowego w połączeniu na jego trwałość.

Summary

On the basis of the author’s research method of cylindrical conjunction contact mechanics and wear kinetics during sliding friction, numeral analysis of classical Hertz formula using sphere for contact pressures has been made. Hertz formulas for the valuation of tribo-contact pressures and angles during appointed tribosystems wear have been modified. The results of numerical valuation, according to both methods of contact and tribocontact pressures, are presented graphically. Additionally, the influence of loading and rational clearance on its longevity has been investigated.
① Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Instytut Technologicznych Systemów Informacyjnych, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, tel.: (81) 538-42-76, e-mail:m.czerniec@pollub.pl.
② Państwowy Uniwersytet Pedagogiczny w Drohodyczu, ul. Ivana Franki 24, 82-100 Drohobych (Ukraina).
Tribo-11v42n2_p013.pdf (908378 bajtów)

Streszczenie

W referacie przedstawiono wyniki badań wpływu warunków chłodzenia i powłoki przeciwzużyciowej na kształt wióra, wartości współczynnika tarcia oraz wskaźniki struktury geometrycznej powierzchni obrobionej przy toczeniu stali R35. Porównywano warunki toczenia z zastosowaniem płytek z węglika spiekanego P25 bez powłoki i z powłoką „Futura Nano” przy obróbce na sucho oraz z zastosowaniem płytek powlekanych przy chłodzeniu mgłą emulsyjną oraz mgłą emulsyjną z modyfikatorem.
Przedstawiono zmiany kształtów wiórów i parametrów Ra i RSm chropowatości powierzchni obrobionej w zależności od posuwu. Dzięki zastosowaniu płytek powlekanych w porównaniu z płytkami bez powłok zwiększa się zakres posuwów, przy których powstaje korzystniejszy kształt wiórów (w postaci krótkich odcinków lub całkiem luźny) oraz zmniejsza się współczynnik tarcia. Zmniejszają się również wartości poszczególnych parametrów chropowatości.

Summary

In this paper, the results of research on cooling conditions and antiwear coating influence on chip shapes, friction coefficient values, and parameters of surface geometric structure when turning steel R35 are described. Conditions are compared of turning using inserts from hard alloy P25 with and without “Futura Nano” coating when dry cutting, including the variation of coating “Futura Nano” with cooling by emulsion mist and emulsion mist with modifier are compared. Changes of chip shapes and parameters Ra and RSm of surface roughness, depending on feed value, are presented. When using inserts coating, feed limits are extended which protective favourable chip shapes of uniform short pieces or completely fractured pieces causing a decrease in friction coefficients and the values of surface roughness parameters.
① Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn, 65-246 Zielona Góra, ul. Podgórna 50.
Tribo-11v42n2_p023.pdf (346382 bajtów)

Streszczenie

W warunkach polowych wyznaczono intensywność zużywania trzech gatunków stali – dwóch stali borowych, przeznaczonych na elementy robocze narzędzi rolniczych pracujących w glebie i miękkiej stali (S 235), zastosowanej w celach porównawczych. Badania prowadzono podczas orki gleb pylastych. W czasie badań próbki stali, zamocowane w specjalnie wykonanych stanowiskach pomiarowych, przemieszczały się po dnach bruzd wyoranych przez pług. Stosowano dwie wartości nacisku próbek na glebę – 6,8 i 12,2 kPa. Wyznaczono masową i liniową intensywność zużywania badanych stali oraz opisano ich zużycie za pomocą zależności potęgowej. Zmierzono również profil powierzchni roboczej próbek stali ukształtowany w wyniku kontaktu z glebą.
Intensywność zużywania się obu badanych stali borowych była zbliżona – wynosiła średnio około 0,00085 g·cm-2·km-1 i 0,00108 mm·km-1 przy nacisku 6,8 kPa oraz 0,00143 g·cm-2·km-1 i 0,00181 mm·km-1 przy nacisku 12,2 kPa. Była ona około 2 razy mniejsza niż intensywność zużywania miękkiej stali. Około 1,8-krotne zwiększenie nominalnego nacisku próbek stali na glebę powodowało większą od 1,6 do 1,8 razy intensywność ich zużywania się. Chropowatość powierzchni roboczej próbek po kontakcie z glebą nie była duża (Ra = 1,00÷1,21 µm). Profil powierzchni próbek cechował się względnie małą wysokością wierzchołków (Rpk = 0,74÷1,52 µm) w stosunku do wysokości zagłębień (Rvk = 2,22÷4,00 µm). Na powierzchni roboczej próbek występowały rysy o głębokości wynoszącej maksymalnie około 25 µm, które powstały prawdopodobnie w wyniku oddziaływania cząstek żwiru lub kamieni. Wynoszące około jedności wykładniki potęg w modelach zużywania badanych stali wskazują na występowanie procesu, w którym dominowały ścierne formy zużywania (mikroskrawanie, rysowanie, bruzdowanie).

Summary

The intensity of wear of three kinds of steel was studied in field conditions. Two kinds of boric steel meant for working parts of agricultural utensils operating in soil and soft steel (S 235) were used for comparison. The investigation was conducted during ploughing in silty soil. The plates of steel were fixed in specially prepared measuring stands mounted to the plough body, and they were moved along the bottom of the furrows made by the plough. Two values of pressure put on the soil from these plates were applied – 6.8 and 12.2 kPa. Linear as well as mass unitary intensity of wearing of the tested kinds of steel were stated and presented in a power formula. Additionally, the profiles of the shapes of the surface of steel samples resulting from soil contact are investigated.
The intensities of wear of both chosen kinds of boric steel were similar; it was about 0.00085 g·cm-2·km-1 and 0.00108 mm·km-1 at the pressure 6.8 kPa and 0.00143 g·cm-2·km-1 and 0.00181 mm·km-1 at the pressure 12.2 kPa. It was about two times smaller than the intensity of wear of soft steel. Approximately a 1.8 times increase of nominal pressure of steel samples on the soil resulted in an increase in wear intensity of 1.6 – 1.8 times. The roughness of surface of steel samples after contact with the soil was not very considerable (Ra = 1.00 –1.21 µm). The profile of the surface of the steel samples are characterised by relatively small peaks (Rpk = 0.74-1.52 µm) in relation to falls (Rvk = 2.22–4.00 µm). On the surface of steel samples there were scratches with a maximum depth of about 25 µm. They were probably the result of the influence from particles of gravel or stones. Power index closed to one in models of wearing the examined kinds of steel point out on process of wearing dominated by abrasive forms of destroying the material.
① Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa, Katedra Inżynierii Systemów Agrotechnicznych, ul. Papieża Pawła VI, 71-459 Szczecin.
Tribo-11v42n2_p033.pdf (155587 bajtów)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki testów indentacyjnych wykonanych trzema wgłębnikami o różnej geometrii wraz z ich interpretacją dla powłok TiN, CrN i a-C:H nałożonych na miękkim podłożu stalowym. Wyniki badań wskazują, że największe obciążenie do zniszczenia na skutek pękania może przenieść powłoka CrN, a najmniejsze powłoka a-C:H. Natomiast najsztywniejsza powłoka TiN w największym stopniu zabezpie-

Summary

Load bearing capacity of coating-substrate systems can be found from indentation experiments using different indenter geometry by transforming the load-depth indentation diagram to stress-strain diagram. In article consideration about deformations and failure of coating-substrate system were presented using results of TiN, CrN and a-C:H coatings deposited on X10CrNi 18-8 steel substrates. Critical loads leading to plastic deformation of steel substrate and coating fracture have been evaluated. Determination of these parameters allow to make deformation and fracture map for tested system. Such a maps can be useful for optimization of coating material and thickness for selected applications.
① Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, 30-065 Kraków, al. Mickiewicza 30, e-mail: .
Tribo-11v42n2_p047.pdf (707332 bajtów)

Streszczenie

Niniejsza publikacja przedstawia sposób sterowania siłą tarcia za pomocą prądu elektrycznego przepływającego przez strefę tarcia. Największe zmiany siły tarcia pojawiają się podczas występowania intensywnych zjawisk triboelektrycznych w smarowanym węźle tarcia. Przykładając dodatkowo napięcie prądu stałego do powierzchni trących, uzyskuje się widoczny efekt w postaci wzrostu siły tarcia. Zauważa się także wpływ dodatków powierzchniowo aktywnych wprowadzanych do cieczy smarującej na zachodzące zmiany w procesie tarcia. Również zwiększanie napięcia elektrycznego powoduje znaczący wzrost tarcia.

Summary

This paper presents a new possibility of using electric current for friction force steering. Typical friction changes of several parameters depending on unit pressure are also presented. Taking into account the conditions of existing weak and strong triboelectrical phenomenon, the possibility of impact electric current on friction force changes is included. The largest changes of friction force take place when an external source of electric energy coexists in the friction zone and the triboelectrical phenomena have the dominant character.
① Politechnika Radomska, Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn, ul. B. Chrobrego 45, 26-600 Radom.
② Ośrodek Szkolenia Lotniczego, 26-600 Radom.
③ Politechnika Radomska, Wydział Materiałoznawstwa, Technologii i Wzornictwa, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom.
Tribo-11v42n2_p061.pdf (675196 bajtów)

Streszczenie

Artykuł przedstawia wyniki badań zużycia ostrzy narzędzi z ceramiki azotkowej bez powłoki i z powłoką CVD-Al2O3/TiN w skrawaniu żeliwa sferoidalnego o strukturze perlityczno-ferrytycznej, gatunku EN-GJS-500. Badania obejmowały wyznaczenie krzywych zużycia i odpowiednich trwałości ostrza oraz szczegółową identyfikację mechanizmów zużycia występujących na powierzchni natarcia i przyłożenia. Wykazano obecność różnych mechanizmów, którymi w zależności od warunków obróbki mogą być: zużycie ścierne, adhezja i zużycie chemiczne. Udowodniono większą odporność na zużycie ścierne narzędzi z ceramiki Si3N4 z nałożoną powłoką z ceramiki tlenkowej Al2O3. Do analizy zużycia zastosowano mikroskopię skaningową SEM (Electron Scanning Microscopy), technikę BSE (Back Scattering Electron) i analizę EDX (Energy Dispersive X-Ray Analysis).

Summary

This paper presents the results of the wear of nitride ceramic tools, uncoated and coated with CVD-Al2O3/TiN layer, in the machining of pearlitic-ferritic nodular cast iron-EN-GJS-500 grade. Investigations include the tool wear curves and appropriate tool lives, as well as detailed identification of tool wear mechanisms occurring on both the rake and flank faces of the tools. The occurrence of various wear mechanisms depend on the machining conditions, e.g. abrasive wear, diffusive wear and chemical wear (chemical dissolution). Higher wear resistance of coated nitride tools with an additional oxide ceramic layer was confirmed. In particular, such techniques as SEM, BSE and EDX analysis were employed to analyse tool wear.
① Katedra Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji, Wydział Mechaniczny, Politechnika Opolska, ul. S. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole.
Tribo-11v42n2_p071.pdf (468088 bajtów)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu grubości powłoki elementów skojarzonych w wysokoobciążonym modelowym styku tocznym. Przebadano stal łożyskową 100Cr6 oraz powłoki azotku tytanu (TiN) i azotku chromu (CrN) naniesione na próbki ze stali 100Cr6. Badany modelowy styk smarowany był mineralnym olejem wzorcowym RL 144 bez dodatków. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że wraz ze wzrostem grubości powłoki zmniejsza się trwałość zmęczeniowa węzła tarcia.

Summary

In this paper, the results of the influence the thickness of TiN and CrN coatings on rolling contact fatigue have been presented. The 100Cr6 bearing steel and TiN and CrN coatings deposited on 100Cr6 substrate with different thickness have been tested. Tribosystems were lubricated with mineral reference oil without additives denoted as RL 144. The obtained results show that, with the increase of the coating thickness, the rolling contact fatigue life decreases.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Tribologii, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel. (48)364 42 41.
Tribo-11v42n2_p085.pdf (1063360 bajtów)


① Instytut Technologii Eksploatacji – PIB, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
Tribo-11v42n2_p101.pdf (1325638 bajtów)

INTRODUCTION

A system consisting of a shaft and three bearings is statically undetermined. In line with external loads, shaft rigidity and bearing rigidity also influence the scale of loading of supports (i.e. bearings).
It is taken into consideration that fulcrums of a conventional shaft line (determined by inner bearing rings) may not be located along one straight line due to errors in setting of bearing cases.

Streszczenie

W układach napędowych maszyn i urządzeń bardzo często występują długie wały napędowe, które wymagają osadzenia na kilku podporach. Dlatego też ustalenie wpływu dokładności wykonania i montażu oraz warunków pracy łożysk na ich trwałość jest bardzo istotne.
W artykule tym podjęto próbę określenie wpływu niewspółosiowości łożyska środkowego na trwałość łożyskowania wału trzypodporowego, uwzględniając przy tym luzy w łożyskach i sprężyste przemieszczenia w łożyskach. Opisano model fizyczny ułożyskowanego wału oraz sposób rozwiązania zagadnienia. Wyniki obliczeń przedstawiono w postaci wykresów.
① Technical University of Lodz, Department of Heating Technique and Ventilation, Al. Politechniki 6, 90-924 Łódź, , Tel.: 42 6313529.
② Technical University of Lodz, Department of Heating Technique and Ventilation, Al. Politechniki 6, 90-924 Łódź, , Tel.: 42 6313514.
Tribo-11v42n2_p115.pdf (198793 bajtów)

Streszczenie

W artykule pokazano zarys metody planowania eksperymentów opracowanej przez Taguchiego dla potrzeb optymalizacji procesów oraz przykłady jej zastosowania do rozwiązania wybranych zagadnień tribologicznych. Pokazano wykorzystanie metody Taguchiego do optymalizacji wartości parametrów metody ball-cratering, oceny odporności powłok na zużycie ścierne oraz do rozwiązania problemu minimalizacji rozrzutu wyników wybranych metod badań własności tribologicznych. Przeprowadzone badania pokazały przydatność metody Taguchiego do minimalizacji rozrzutu wartości badanych cech tribologicznych. Zastosowanie metody Taguchiego do optymalizacji wielkości rozrzutu wyników badań pozwoliło na znaczące zmniejszenie liczby koniecznych eksperymentów.

Summary

The article presents the Taguchi method elaborated for process optimisation and its application in the area of tribology. Examples are presented of the method application for the optimisation of the parameters value of the ball-cratering method used for the abrasion testing of surface engineered materials and for solving the problem of the results scatter minimisation of the chosen tribological research methods. The research results proved the Taguchi method’s usefulness for scatter minimisation of the value of investigated tribological characteristics. Application of Taguchi method for scatter value optimisation enables one to decrease the number of needed experiments.
① Instytut Technologii Eksploatacji – PIB, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
Tribo-11v42n2_p125.pdf (309724 bajtów)

Streszczenie

W pracy przestawiono wyniki badań lepkości wybranych cieczy ferromagnetycznych poddanych działaniu stałego pola magnetycznego przy różnych wartościach strumienia indukcji magnetycznej. W badaniach uwzględniono wpływ szybkości ścinania na zmianę lepkości ferrocieczy. Zakres zmian lepkości cieczy ferromagnetycznej na skutek oddziaływania pola magnetycznego jest w dużej mierze zależny od szybkości ścinania.

Summary

This paper presents the results of viscosity measurements for selected ferromagnetic fluids subjected to a DC magnetic field at various values of magnetic flux density. The research takes into consideration the dependency between shear rate and viscosity. The rate of change in viscosity under magnetic field influence is dependent on shear rate.
① Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków.
Tribo-11v42n2_p143.pdf (684274 bajtów)

Abstract

The ground for the safe operation of multilobe journal bearings at proper oil film temperature is the full knowledge of bearing thermal performances particularly the oil film temperature distribution and its maximum value.
This paper describes the theoretical and experimental investigation into the operating temperatures of pericycloid, 3-lobe journal bearings supporting the spindle of grinding machine. The oil film pressure, temperature and viscosity fields have been obtained by iterative solution of the Reynolds', energy and viscosity equations. Adiabatic, laminar oil film and the static equilibrium position of the journal were assumed. Experimental investigation consisted in the measurements of temperatures in the bearings.

Streszczenie

Wielopowierzchniowe łożyska ślizgowe [L. 1–3], stosowane są w lekko obciążonych, wysokoobrotowych maszynach wirnikowych. W praktyce stosowane są łożyska ślizgowe 3-powierzchniowe z perycykloidalnym zarysem panewki (łożysko „falowe” – „wave”) [L. 2, 3]. Przykładem ich zastosowania jest układ łożyskowania wrzeciennika
szlifierki lub łożyska satelitów przekładni planetarnej [L. 3].
W części teoretycznej wyznaczono rozkłady ciśnienia i temperatury w filmie smarowym 3-powierzchnowego łożyska z zarysem perycykloidalnym rozwiązując równania Reynoldsa, energii i lepkości środka smarowego. Obliczenia przeprowadzono metodą różnic skończonych [L. 2] dla przypadku adiabatycznego filmu.
W doświadczalnej części badań pomierzono temperatury na powierzchniach roboczych 3-powierzchniowych łożysk z zarysem perycykloidalnym. Stanowisko badawcze skonstruowano na bazie rzeczywistego układu łożysk ślizgowych [L. 4]. Każde z łożysk ślizgowych wyposażono w trzy czujniki temperatury umieszczone w środkowej płaszczyźnie łożyska w odległości około 0,2 mm od powierzchni roboczej panewki. Pomierzone wartości temperatur porównano z wartościami wyznaczonym teoretycznie.
① Research Development Centre of Textile Machinery POLMATEX-CENARO, Łódź, Poland.
Tribo-11v42n2_p157.pdf (967472 bajtów)

Streszczenie

Wartości zużycia uzyskiwane w badaniach tribologicznych dla tych samych skojarzeń materiałowych uzyskiwane w porównywalnych warunkach mogą różnić się znacząco. Wpływ parametrów procesu tarcia na porównywalność i powtarzalność zużycia pozostaje niewyjaśniony. W artykule przedstawiono wyniki badań ukierunkowanych na identyfikację wpływu parametrów procesu, urządzenia testowego oraz skojarzenia materiałowego pary tarciowej na rozrzuty wyników. W przeprowadzonych procesach tarcia uwzględniono trzy różne skojarzenia materiałowe oraz różne wartości parametrów: wilgotności, obciążenia i prędkości. Badania powtórzono na trzech tribotesterach. Wykorzystano metodę Taguchiego do zaplanowania eksperymentu optymalizacyjnego w celu wyznaczenia wartości parametrów dla poprawy precyzji oszacowania zużycia. Przeprowadzone analizy wykazały istotny wpływ skojarzenia materiałowego oraz niewielkie znaczenie urządzenia testowego na rozrzut wyników oraz porównywalność zużycia wyznaczonego na różnych tribotesterach.

Summary

Wear values obtained from different tribological experiments for the same materials and process parameters can vary significantly. The influence of friction process parameters on reproducibility and comparability of wear is still unclear. In this article, the results of research on the influence identification of process parameters, testers and materials on wear scatter are presented. The conducted experiments included three different contact materials and changes in the following parameters: humidity, load, and sliding velocity. The tests were conducted on three tribotesters. The Taguchi method was used for the design of the experiment in order to identify parameter values that enable one to minimise the wear scatter. The research results analysis proved the significant influence of materials on scatter and the low importance of tribotester.
① Instytut Technologii Eksploatacji – PIB, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
Tribo-11v42n2_p169.pdf (276640 bajtów)