TRIBOLOGIA TEORIA I PRAKTYKA v XLVII Nr 1, 2013 (247)

Streszczenie

W opracowaniu przedstawiono ogólne zasady i tok postępowania w badaniach porównawczych oraz warunki porównywalności obiektów, zjawisk, procesów, metod badawczych i zdań ogólnych. Zagadnienia te odniesiono do elementów składowych wiedzy o tarciu, zużyciu i smarowaniu. W zakończeniu omówiono warunki porównywalności wyników badań tribologicznych.

Summary

The paper presents the general rules and the process of a comparative study and the assumptions of the comparison of the objects, phenomenon, processes, methods and general sentences. These issues are related to the components of the knowledge of friction, wear and lubrication. The conclusion presents the possibility of comparing the tribological research results.
① Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań.
Tribo-13v44n1_p009-024.pdf ( 131569  B)

Streszczenie

Niniejszy artykuł prezentuje właściwości tribologiczne i fizyczne analizy polipropylenu wypełnionego włóknami pochodzenia naturalnego, roślinnego i zwierzęcego (głównie kokosowe, włóknina, len i włókna celulozowe). Właściwości tribologiczne wtryskiwanego detalu są oceniane pod kątem chropowatości powierzchni oraz współczynnika tarcia. Właściwości fizyczne są oceniane pod kątem zachowania przepływu roztopionego materiału, cech wytrzymałościowych wtryskiwanej wypraski, palności i stabilności kształtu wypraski zarówno przy niskich, jak i w wysokich temperaturach.
① Technical university of Liberec, Department of Engineering Technology.
② Department of Machining and Assembly, Studentská 2, CZ-461 17 Liberec, phone: +420 485353331, email: .
Tribo-13v44n1_p025-034.pdf ( 893495  B)

Summary

This paper presents the results of a study of the tribological characteristics of Fe-Zn coated steel sheets. Experimental research was done using coatings with different alloying – under alloyed, optimal and slightly pre-alloyed. The alloying level was evaluated by phase composition and the percentage of Fe in the coating. Tribological properties such as surface microgeometry, abrasion, and friction coefficient were analysed. The experimental results of strip drawn test were used for the verification of numerical simulation. Based on numerical simulation results, characteristics has been determined.

Streszczenie

Artykuł przedstawia wyniki badań charakterystyk tribologicznych blach stalowych z powłokami Fe-Zn. Badania eksperymentalne zostały wykonane dla powłok o różnym składzie stopu – z niską zawartością żelaza, o składzie optymalnym i z powłoką wstępną. Tworzenie stopu było oceniane przez kompozycję fazową i zawartość procentową Fe w powłoce. Własności tribologiczne, jak mikogeometria powierzchni, zużycie ścierne, współczynnik tarcia były analizowane z punktu widzenia formowalności. Wyniki testów paskowych posłużyły do weryfikacji symulacji numerycznej tego testu. Na bazie wyników symulacji numerycznej określono naciski stykowe na promieniu matrycy ciągowej.
① Technical University of Košice, Faculty of Mechanical Engineering, Mäsiarska 74, Košice, 040 01, Slovak Republic , .
Tribo-13v44n1_p035-046.pdf ( 612330  B)

Summary

The aim of this work is to test and select appropriate types of tool steel for the production of mould inserts for plastic forming. The contribution is focused on the adhesive wear of mould inserts used for forming PA6 plastics. The wear of five types of tool steels were evaluated by weight decrease before and after the experiment, while change of the friction coefficient of rubbing airs and change of the roughness. The mating components adhesive wear of tool steels was determined experimentally that has given the wear figures for injection moulds.

Streszczenie

Celem pracy było przetestowanie i wybór właściwej stali narzędziowej do wytwarzania form wtryskowych do elementów z tworzyw sztucznych. Publikacja jest zogniskowana na zużyciu adhezyjnym form stosowanych do formowania tworzywa PA6. Zużycie pięciu rodzajów stali narzędziowej zostało określone przez wyznaczenie spadku masy przed i po przeprowadzeniu testu, przy czym określono też współczynnik tarcia chropowatości. Zużycie adhezyjne stali narzędziowych zostało określone eksperymentalnie, co dało wartości zużycia dla form wtryskowych.
① Technical University of Košice, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Technologies and Materials, Mäsiarska 74, SK- 040 01 Košice, phone: +421 556023504, email:
Tribo-13v44n1_p047-058.pdf ( 1911445  B)

Streszczenie

W artykule zaprezentowano oryginalną metodę wyznaczania momentu tarcia w łożyskach wieńcowych. Do analizy przedstawionych problemów wykorzystano metodę elementów skończonych i analityczny model tarcia tocznego. Obliczenia potrzebne do wyznaczenia rozkładu obciążenia wewnętrznego w łożysku i maksymalnej wartości siły obciążającej elementy toczne łożyska były przeprowadzone za pomocą procedur wykorzystujących system ADINA L. 8, 9]. Zamieszczono autorski model pozwalający na wyznaczanie współczynnika tarcia tocznego dla układu kulka–bieżnia łożyska. Przyjęte modele uwzględniają uwarunkowania techniczne przekazywania obciążenia zewnętrznego na elementy składowe łożysk wieńcowych podwójnych.
Wyznaczono charakterystyki momentu tarcia, które zaprezentowano na tle charakterystyk nośności statycznej, odpowiadających zadanej wartości luzu łożyskowego (Rys. 4).

Summary

The original method to determine the friction torque for twin slewing bearings is presented in the article. The finite element method and analytic model of rolling friction has been used for the analysis of presented problems. The calculation to determine the maximum contact force on the rolling element was done using a ADINA program 8, 9]. The copyrighted model that made it possible to determine the various friction coefficients for contact zone ball–bearing race in slewing bearings is attached. Accepted models allow the estimation of the technical conditions of acting external load on component parts of twin slewing bearings.
The profile of the carrying capacity and friction torque of twin slewing bearing for a constant value of bearing clearance is presented (Fig. 4).
① Politechnika Częstochowska, Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, ul. Dąbrowskiego 73, 42-201 Częstochowa, tel. 34 325-06-33, e-mail: , e-mail: .
Tribo-13v44n1_p059-068.pdf ( 380581  B)

Summary

Research in the branch of tribological effects is strongly focused on the automotive industry because of the use of coated sheets for corrosion protection. The “galling effect” takes place on these sheets, so producers of lubricants and sheets are trying to find products that are able to eliminate or at least minimise this negative effect. The aim of this paper is to compare tribological properties of the common lubricants used at car-body stampings with the possibility of the application of “hotmelts” (thixotropic ones) in the branch of stamping technology or more precisely car-body stamping. The experiment was carried out under the conditions similar to real stamping by means of a device SOKOL 400 and methodology developed at the Department of Engineering Technology, Technical University of Liberec.

Streszczenie

Badania zjawisk tribologicznych realizowane są dla branży przemysłu motoryzacyjnego, m.in. przy zastosowaniu pokryć antykoryzyjnych do blach. Producenci środków smarnych zajmują się dopracowaniem produktów, które pozwolą na zminimalizowanie negatywnego efektu powstawania deformacji blachy spowodowanego tarciem. Celem niniejszej pracy jest porównanie właściwości tribologicznych smarów stosowanych przy formowaniu karoserii samochodowych z wykorzystaniem aplikacji zwanej „hot-melts” w technologii ksztaltowania karoserii. Eksperyment zostanie przeprowadzony za pomocą urządzenia SOKÓŁ 400 w warunkach zbliżonych do panujących w środowisku produkcyjnym i metodologii opracowanej na Wydziale Inżynierii Technicznej Uniwersytetu Technicznego w Libercu.
① Technical University of Liberec, Department of Engineering Technology, Studentská 2, CZ-461 17 Liberec, Czech Republic. E-mail: , phone: +420 485353336; E-mail: , phone: +420 485353374; E-mail: , phone: +420 485353350; E-mail: , phone: +420 485353334; E-mail: , phone: +420 485353335.
Tribo-13v44n1_p069-080.pdf ( 973424  B)

Summary

The paper presents a comparative numerical analysis of the tool wear in wire drawing process without and with backpull. The study was performed for the copper wire drawing cone by drawing die made of sintered carbide diameter of 3 mm mesh. A constant figure of 30% relative deformation ratio and the angle of pull of 9o was initially assumed. An axially symmetric numerical model of drawing process was created utilising a commercial program for nonlinear problems and contact MARC / Mentat. Numerical analysis was performed for the case of drawing without backpull, as well as application backpull with different rates. The influence of the backpull rate of wire drawing on wear of the die has been determined.

Streszczenie

W pracy przedstawiono numeryczną analizę porównawczą zużycia narzędzia w procesie ciągnienia drutu bez i z przeciwciągiem. Badania przeprowadzono dla przypadku ciągnienia drutu miedzianego przez ciągadło stożkowe wykonane z węglika spiekanego o średnicy oczka równej 3 mm. Założono stałą wartość zgniotu wynoszącą 30% względnego ubytku przekroju oraz kąt ciągnienia wynoszący 9o. Osiowo-symetryczny model numeryczny procesu ciągnienia zbudowano i modelowano w komercyjnym programie do zagadnień nieliniowych i kontaktowych MARC/Mentat. Analizy numeryczne przeprowadzono dla przypadku ciągnienia bez zastosowania przeciwciągu, jak również z zastosowaniem przeciwciągu o różnych wartościach siły. W wyniku przeprowadzonych badań określono wpływ zastosowania przeciwciągu na wielkość zużycia ciągadła.
① Politechnika Rzeszowska, Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów, e-mail: , tel. 17 865 1558, e-mail: , tel. 17 865 1984.
Tribo-13v44n1_p081-090.pdf ( 237144  B)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych aluminium Al99,7 wytwarzanego na drodze konsolidacji plastycznej szybko krystalizowanych proszków. Uzyskane wyniki odniesiono do litego aluminium w tym samym gatunku. Badanie odporności na zużycie ścierne oraz wyznaczenie współczynnika tarcia przeprowadzono z zastosowaniem testera T-05. Testy prowadzono przy ruchu postępowym w styku ślizgowym, w warunkach tarcia technicznie suchego oraz z użyciem środka smarnego (smar OCG 1000) na początku procesu. Zastosowano przeciwpróbkę ze stali łożyskowej 100 Cr6 oraz dla porównania ze stopu 7075.
Uzyskane wyniki wskazują na znacznie większe zużycie materiałów poddanych badaniom w warunkach tarcia technicznie suchego w porównaniu z tarciem z zastosowaniem smaru OCG 1000. Również zastosowanie przeciwpróbki ze stopu 7075 skutkowało większym zużyciem zarówno materiału próbki, jak i przeciwpróbki.

Summary

The results of the tribological tests performed on the aluminium (1070 grade) produced by rapid solidification and plastic consolidation powders are presented in the article. The results were compared to solid aluminium in the same composition. The samples were subjected to wear tests performed by a block-on-ring wear tester. Tests were performed in the conditions of dry tests and with the application of the lubricant (OCG 1000) at the beginning of the process. Results indicate a considerable increase in the wear of the materials in the condition of dry friction in comparison to the friction with the application of the fluid at the beginning of the process. Applying 7075 alloy as a rotating ring affects the abrasive wear of both the sample and rotating ring.
① AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel.: 48 12 617 35 73, e-mail.: .
② AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. 48 12 617 25 86, e-mail.: .
Tribo-13v44n1_p091-104.pdf ( 5098170  B)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki analizy numerycznej wyciskania elektrod rurkowych z miedzi elektrolitycznej. Celem pracy było zbadanie wpływu geometrii matrycy oraz wartości współczynnika tarcia na proces powstawania odkształceń, naprężeń, temperatury oraz parametrów siłowych podczas współbieżnego wyciskania elektrod rurkowych. Daje to możliwość przewidywania mikrostruktury i umocnienia materiału oraz czynników technologicznych poprawiających właściwości mechaniczne wyrobu. Znajomość parametrów siłowych umożliwia racjonalny dobór pras.

Summary

The work presents the result of the numerical analysis of the extrusion of tubular electrodes from electrolytic copper. Numerical analysis of the issue was based on the Finite Element Method (FEM) using the software DEFORM. The aim of this study was to investigate the effect of die geometry and the value of the friction factor on the process of strain, stress, temperature, and force parameters during concurrent extrusion of tubular electrodes. This gives the possibility of predicting the microstructure and strengthening of the material and technological factors that improve the mechanical properties of the product. Force parameters allow the assessment of technological factors in the process of extrusion.
① Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny, Zakład Inżynierii Produkcji, ul. Wiejska 45C, 15-351 Białystok.
Tribo-13v44n1_p105-116.pdf ( 2256497  B)

Streszczenie

W pracy przedstawiono analizę strumieni ciepła pochodzących od tarcia z obciążonego stawu łokciowego. W badaniach wykorzystano zdjęcia termowizyjne do określenia temperatur powierzchni skóry i strumieni ciepła jawnego i utajonego.

Summary

The paper presents an analysis of the heat flux coming from the friction of the loaded elbow. The study used infrared images to determine the skin surface temperature and heat flux of sensible and latent heat.
① Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny, ul. Wiejska 45c, 15-351 Białystok.
② Politechnika Warszawska, Instytut Techniki Cieplnej, ul. Nowowiejska 21/25, 00-665 Warszawa.
Tribo-13v44n1_p117-124.pdf ( 364203  B)

Summary

In the article, topographical and tribological analysis of the surface of steel sheets is presented. Strip drawing tests were used to describe the friction phenomenon in sheet metal forming processes. The topographical analysis of tested samples was carried out by using the Alicona InfiniteFocus measurement system. The results of strip drawing tests were used as input variables in a mathematical model of friction. The friction tests were carried out in order to determine the influence of the surface parameter values of the sheets, the surface parameters of the rollers, and the pressure force on the friction coefficient value.

Streszczenie

W pracy przedstawiono analizę topograficzną powierzchni po próbie przeciągania blachy. Analizę wykonano za pomocą systemów pomiarowych Subtronic 3+ Rank Taylor Hobson oraz InfiniteFocus firmy Alicona. Badania mające na celu wyznaczenie wartości współczynnika tarcia dla zmiennych warunków tarcia wykonano na specjalnym przyrządzie umożliwiającym pomiar tensometryczny. Badania zrealizowano dla różnych warunków tarcia wynikających z zastosowania trzech kompletów przeciwpróbek walcowych o różnej chropowatości powierzchni oraz różnych wartościach sił docisku rolek w warunkach tarcia suchego i smarowania olejem LAN-46. Określono wpływ zmiennych warunków tarcia na zmianę wartości parametrów chropowatości przeciąganych blach. Generalną zależnością wynikającą z badań jest spadek wartości współczynnika tarcia wraz ze wzrostem siły docisku dla warunków tarcia suchego oraz przy smarowaniu olejem. Po przekroczeniu pewnej wartości obciążenia zależność między siłą tarcia a siłą docisku jest nieliniowa, a współczynnik tarcia nie ma stałej wartości i zmienia się wraz ze wzrostem nacisku. Ze zmianą warunków tarcia wiążą się zmiany topografii warstwy wierzchniej próbek. Przeprowadzone pomiary parametrów struktury geometrycznej powierzchni blach po wykonaniu prób przeciągania nie dały jednoznacznej odpowiedzi na pytanie o wpływ warunków tarcia na zmianę chropowatości powierzchni blach. Procesowi tarcia analizowanej blachy głębokotłocznej towarzyszy zmniejszenie parametrów amplitudowych Sa oraz Sq. Jest to spowodowane wygładzaniem powierzchni blachy na skutek plastycznego zgniatania wierzchołków mikronierówności. Jednocześnie wraz ze zmniejszeniem chropowatości powierzchni blachy zwiększa się udział powierzchni nośnej.
① Rzeszow University of Technology, Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów, tel. (17) 865 1714, e-mail: .
Tribo-13v44n1_p125-134.pdf (756099  B)

Streszczenie

Zasadniczym celem opracowania było przeprowadzenie porównawczych badań zużyciowych materiałów stosowanych na bębny łańcuchowe produkcji krajowej i zagranicznej oraz żeliwa ADI, które uznano za tworzywo predestynowane do zastosowania w wytwarzaniu tych bębnów. W ramach pracy opracowano i wykonano nowe stanowisko umożliwiające badanie procesu zużywania się bębnów w obecności dodatkowego ścierniwa. Na podstawie przeprowadzonych badań doświadczalnych właściwości zużyciowych stwierdzono, że największą odpornością na zużycie, spośród rozpatrywanych materiałów, charakteryzuje się żeliwo sferoidalne zawierające w swym składzie ok. 1% Cu i poddane hartowaniu izotermicznemu w solach w temperaturze 270±5ºC (wariant ADI CU C).

Summary

The primary purpose of this study was to carry out comparative research concerning the wear properties of materials used for chain drums, both of domestic and foreign production, as well as of ADI cast iron, which was considered as a material highly suitable for use in manufacture of drums. As part of the study, a new test rig was developed and made in order to allow testing the process of wear in the presence of an additional abrasive material. On the basis of the experimental research concerning the wear properties, it has been found that the highest wear resistance among the analysed materials had the nodular cast iron containing approximately 1% of Cu and subjected to isothermal quenching in salts at a temperature of 270±5°C (variant: ADI CU C). It should be emphasized that each of the considered variants of ADI cast iron was characterized by a wear resistance better than that of steels and cast steels that are already in use or very similar. In terms of quality, the results were similar to the results of the research on abrasive wear of the ADI cast irons and steels presented by other authors in their research.
① Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii, Instytut Mechanizacji Górnictwa, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, e-mail: .
Tribo-13v44n1_p135-148.pdf ( 577298  B)

Summary

In the present work, thermally sprayed tungsten carbide-based coatings deposited by methods of high velocity oxy-fuel (HVOF) and also flame spraying (FS) combined with surface flame melting (SFM) were studied. Different powders and spraying systems were used to evaluate abrasive wear resistance of thermally sprayed coatings. Steel Wheel Abrasion Test (SWAT) has been applied to test setup for three-body abrasion. The wear rates were sensitive to the microstructure of the coatings. Studied coatings show wear behavior depending on the bond strength of carbide particles to the binder and also the size of carbides and type of binder. Relatively uncomplicated application and good abrasive resistance of deposited coatings are the main factors that contribute to implementation of SFM method into practice.

Streszczenie

W prezentowanej pracy wykonano badania powłok na bazie węglika wolframu nanoszonych metodami termicznymi za pomocą szybkościowego napawania tlenowo-gazowego (HVOF) i metalizacji natryskowej (FS) połączonych z płomieniowym nadtapianiem powierzchni (SFM). Dla oceny odporności na zużycie ścierne powłok nanoszonych metodami termicznymi zostały użyte różne proszki i różne systemy metalizacji. Zastosowano test zużycia ściernego ze stalową rolką (SWAT) do badań ścieralności z trzecim ciałem. Wartość intensywności zużywania były zależne od mikrostruktury powłok. Na zachowania zużyciowe testowanych powłok wpływa wytrzymałość wiązań cząstek węglików z żywicą, a także rozmiar cząstek i rodzaj żywicy. Stosunkowo prosta aplikacja i dobra odporność na ścieranie są czynnikami, które przyczyniają się do praktycznego zastosowania metody SFM.
① Faculty of Mechanical Engineering, Technical University of Košice, Mäsiarska 74, 040 01 Košice, Slovak Republic, e-mail: , , .
② FEI STU in Bratislava, Institute of Electronics and Photonics, Ilkovičova 3, 812 19 Bratislava, Slovak Republic, e-mail: .
③ Faculty of Metallurgy, Technical University of Košice, Letná 9, 040 01 Košice, Slovak Republic, e-mail: .
Tribo-13v44n1_p149-158.pdf ( 3434234& #160B)