Streszczenie

W opracowaniu przedstawiono omówienie podstawowych funkcji tribologii jako samodzielnej dyscypliny naukowej. Stanowi ono próbę uogólnienia dość często formułowanych w piśmiennictwie zadań tribologii, przede wszystkim zadań o znaczeniu technicznym. Omówiono społeczne funkcje tribologii. Przedstawiono ewolucję funkcji społecznych wynikającą ze zmienności potrzeb rozwoju techniki. Zwrócono również uwagę na wzrastającą rolę metod i środków ograniczania roli tarcia w mechanizmach.

Summary

The article presents the description of the basic functions of tribology as an independent scientific field. It represents an attempt to generalise the tasks of tribology that are quite often formulated in the literature, especially tasks of technical importance. The article discusses the social functions of tribology. The evolution of the social functions of tribology is also presented, which arises from technological development needs. It draws attention to the increasing role of the methods of reducing of the role of friction in mechanisms.
① Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, ul. Piotorowo 3, 60-965 Poznań.
Tribo_13v44n2_p009_019.pdf (127509B)

Summary

The authors present test results concerning the resistance to abrasive wear of selected hybrid layers applied for improving durability of forming tools. For tribological testing the ball-cratering test method was used. Two liquids intended for preparation of slurries – deionised water and ethanol were used. The influence of the tested liquid on the abrasive wear intensity of the hybrid layers with the nitriding layer – PVD coating structure was analysed. The explanation of the influence of the liquids used for testing the abrasive wear intensity of the tested hybrid layers has been attempted.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
Tribo_13v44n2_p021_030.pdf (481051B)

Streszczenie

Przedstawiono autorską metodę badania zużywania przekładni ślimakowych ze ślimakiem ewolwentowym. W wyniku rozwiązania numerycznego określono charakter zależności trwałości przekładni od zużycia liniowego zębów ślimacznicy. Ustalono prawidłowości zmiany zużycia zębów ślimacznicy wzdłuż zarysu, maksymalnych nacisków stykowych, prędkości poślizgu itp. Przebadano wpływ modułu oraz wskaźnika średnicowego na wskazane parametry.

Summary

The author’s investigation method of kinetics wear of worm gear with evolventary worm has been presented. As a result of quantitative solution the character of dependence of gear longevity from linear wear of worm wheel has been defined. Regularity changes of cogs wear along profiles, maximal contact pressures, sliding velocity etc have been established. An influence of module and average coefficient on parameter of coefficient 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:
② Emeryt – tel.: (81) 443-00-74, e-mail:
Tribo_13v44n2_p031_043.pdf (273458B)

Streszczenie

W pracy opisano eksperyment dotyczący modyfikacji właściwości tribologicznych kompozytu metalopolimerowego uzyskanego na bazie tłoczywa fenolowo-formaldehydowego poprzez wprowadzenie do jego składu wysokotemperaturowego smaru plastycznego. Rozwiązanie problemu smarowania skojarzenia ślizgowego układu stal–kompozyt polegało na ustaleniu ilościowego stosunku ekologicznego smaru plastycznego do niskotarciowego kompozytu dla uzyskania jak najlepszych charakterystyk tarciowo-zużyciowych. Badania wykonano w warunkach odwzorowujących pracę rzeczywistego ślizgowego węzła tarcia, bez smarowania zewnętrznego, w warunkach smarowania technicznie suchego. Testy tribologiczne realizowano w zmiennych warunkach prędkości ślizgania i nacisku jednostkowego. W rezultacie przeprowadzonych badań i analiz ustalono zależność odporności na zużycie od składu kompozytu metalopolimerowego. Stwierdzono, że zawartość smaru plastycznego w kompozycie korzystnie wpływa na warunki współpracy skojarzenia kompozyt–stal, następuje obniżenie współczynnika tarcia i temperatury węzła tarcia oraz wzrasta odporność na zużycie modyfikowanego kompozytu.

Summary

This paper presents the impact of the grease additive content in the metal–polymer composite that improves the wear characteristics of the investigated composites. The investigated composite material was based on phenol-formaldehyde resin with the addition of iron and high temperature grease varying by percentage share in composite. The results of the tribological processes, which were conducted under different conditions of load and velocity, are presented. The tests were performed without external lubrication, which are technically dry conditions. After the experiments, analysis was conducted on the influence of the friction parameters and grease content in composite on wear characteristics and temperature changes. It was found that the content of grease in the composite has a positive effect on the working of the composite steel.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
Tribo_13v44n2_p045_055.pdf (294089B)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych powierzchni elementów wykonanych z żeliwa GJS2131 po obróbce wykończeniowej toczeniem z zastosowaniem różnych materiałów narzędziowych i w zróżnicowanych warunkach obróbki. Wykonane badania wykazały mniejszą wartość współczynnika tarcia w przypadku użycia materiału supertwardego CBN7050 oraz wolniejszy wzrost temperatury w strefie tarcia dla tego materiału narzędziowego o blisko 20% w stosunku do płytek z węglika spiekanego K10. Właściwy dobór warunków toczenia i materiałów narzędziowych w znaczący sposób wpływa na intensywność zużywania WW elementów trących. Najniższą wartość intensywności zużycia objętościowego dla żeliwa GJS2131 uzyskano przy zastosowaniu materiału CBN7050 w warunkach toczeniu z dużymi prędkościami i niewielkimi posuwami.

Summary

In this paper, the results of studies on the surface tribological properties of parts made of spheroidal graphite cast iron GJS2131 with a ferrite-pearlite structure after finish turning with different tool materials and machining conditions are presented. Investigations revealed minimum values of the friction coefficient and the slower, 20%, increase of temperature in the case of inserts made of “superhard” material CBN7050 compared to the hard alloy K10. The correct choice of turning conditions and tool material significantly affects the intensity of the wear of the rubbing surfaces. The lowest values of the volumetric wear rate intensity are registered in the case of CBN7050 tool material when turning at high speeds and low feed rates and in the case of K10 material when turning at low speeds and high feed rates. When using the investigated tool materials, very significant correlation between the state of the surface layer and its tribological characteristics has been set. In particular, the material CBN7050 has high coefficients of correlation between the intensity of wear Iv and the degree of distances distortion ∆d/d between the planes of the crystal net, macrostresses (σ1 + σ2), microhardness HV0.05, and the friction coefficient, as well as between the values of (σ1 + σ2) and the friction coefficient or between the dislocation density, microhardness and the friction coefficient. The coefficients of correlation between the friction coefficient and wear rate are less significant. This is evidence of a moderate influence of the friction coefficient on the wear rate of turned surfaces.
① Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn, 65-246 Zielona Góra, ul. Podgórna 50.
② Zespół Szkół Technicznych, 64-100 Leszno, ul. Narutowicza 74a.
Tribo_13v44n2_p057_067.pdf (189670B)

Streszczenie

W pracy przedstawiono oryginalny model obliczeniowy do analizy wpływu drgań stycznych poprzecznych na siłę tarcia w ruchu ślizgowym. Model ten oprogramowano w środowisku Matlab/Simulink i wykorzystano w obliczeniach symulacyjnych zmian siły tarcia pod wpływem drgań wymuszonych podłoża. Podobne analizy przeprowadzono przy wymuszeniu w kierunku zgodnym z kierunkiem realizowanego przesuwu. Uzyskano bardzo dobrą zgodność z wynikami badań doświadczalnych.

Summary

The original computational model for the analyses of the influence of tangential transverse vibrations of the foundation on friction force in sliding motion is presented in this paper. This model was implemented in a Matlab/Simulink environment and was used in simulation analyses of changes of friction force under the influence of forced vibrations of the foundation. Similar analyses were carried out for vibrations excited in the longitudinal direction. An excellent agreement of the simulation analyses results with those obtained experimentally was achieved.
① Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Inżynierii Mechanicz nej i Mechatroniki, Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, 70-310 Szczecin, al. Piastów 19, e-mail: ; e-mail: .
Tribo_13v44n2_p069_079.pdf (321516B)

Streszczenie

W pracy przedstawiono przegląd wyników prac badawczych zrealizowanych z zakresu opracowywania zoptymalizowanych wersji kompozytów metalożywicznych chemo- i termoutwardzalnych przeznaczonych do budowy i regeneracji węzłów tarcia maszyn i urządzeń.

Summary

In the article, the investigation results of the formation chemo- and thermo-setting composite on sliding bearings were presented. Composites of different chemical compositions were investigated. The influence of grease on the tribological characteristic phenol-formaldehyde composites are discussed. The results of the tribological processes that were conducted under different conditions of load and velocity are presented. After the experiments, an analysis of the influence of friction parameters and grease content in the composite on wear characteristics and temperature changes are determined.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
Tribo_13v44n2_p081_094.pdf (319663B)

Streszczenie

W pracy opisano badania polietylenu PE-UHMW stosowanego m.in. na panewki endoprotez stawu biodrowego. Próbki materiału poddano tarciu ślizgowemu w ruchu przemiennym w kontakcie ze stalą kwasoodporną ANSI 316L Badania polegały na pomiarze współczynnika tarcia statycznego badanej pary trącej przy różnych naciskach jednostkowych. Badaniom poddano próbki materiału eksploatowane odpowiednio przez 0, 1000, 20 000 i 100 000 cykli ruchowych. Dodatkowo przeprowadzono obserwacje mikroskopowe oraz pomiary mikrotwardości badanych próbek PE-UHMW.

Summary

The paper describes a fatigue wear examination of medical PE-UHMW. Samples of polyethylene were exposed to sliding friction in reciprocating movement against ANSI 316L stainless steel. The subjects of investigation concentrate on measuring the static friction coefficient at various values of unit pressures. Samples of material were tested at 0, 1000, 20 000 and 100 000 cycles of movement. In addition, the paper contains microscopic photography of friction surfaces and the results of microhardness measurements of investigated samples PE-UHMW.
① Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Wydziałowy Zakład Wytrzymałości Materiałów, ul. Smoluchowskiego 25, 50-370 Wrocław, e-mail:
② Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, ul. I. Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław, e-mail: , e-mail: , e-mail: .
Tribo_13v44n2_p095_102.pdf (345715B)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu oleju bazowego SN-150 oraz dodatków do olejów smarowych R-2000 (preparat na bazie metali miękkich) i Motor LIFE (preparat o działaniu chemicznym) na strukturę geometryczną powierzchni próbek z żeliwa EN-GJLP-250 po procesie toczenia i nagniatania.
Ustalono wpływ oleju bazowego oraz preparatów eksploatacyjnych na parametr chropowatości powierzchni Ra po procesach obróbki. Na podstawie przeprowadzonych badań według metody G. Taguchi i analizy uzyskanych wyników stwierdzono, że preparaty eksploatacyjne nie mają wpływu na strukturę geometryczną powierzchni po obróbce. Dla badanego żeliwa optymalnymi warunkami toczenia i nagniatania powierzchniowego są: minimalne posuwy toczenia i nagniatania, minimalna prędkość toczenia, maksymalne prędkość i siła nagniatania, maksymalny promień naroża noża tokarskiego oraz nagniatanie w obecności oleju bazowego SN-150.

Summary

In the article, the results of research on the base machine oil SN 150 and the exploitation additives R-2000 (preparation on the base of soft metals) and Motor LIFE (preparation using chemical actions) influence on the surface geometrical structure of parts from cast iron EN-GJLP-250 when turning and burnishing. The influence of machine oil and exploitation additives on the Ra roughness parameter after machining is defined. On the bases of research using G. Taguchi’s method and the analysed results, the absence of the influence of exploitation additives on the surface geometrical structure after burnishing is explained. The optimal conditions of turning followed by burnishing are defined including the following: minimal feeds of turning and burnishing, minimal speed of turning, maximal speed and force of burnishing, and the maximal nose radius of the cutter in the presence of base machine oil.
① Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn, ul. Licealna 9, 65-417 Zielona Góra, tel. (068) 328-23-36, e-mail: .
Tribo_13v44n2_p103_113.pdf (695991B)

Streszczenie

W opracowaniu przedstawiono modelowanie elementów nakładkowych stosowanych w kapoplastyce stawu biodrowego i ich wirtualną aplikację do odwzorowanych w tomografii komputerowej i zrekonstruowanych struktur kostnych pasa biodrowego pacjenta. Dla przestrzennie przyjętego układu obciążeń w programie FENAP NE/Nastran v. 8.3 dokonano obliczeń wytrzymałościowych i wyznaczono rozkłady naprężeń i przemieszczeń w implantowanym biodrze. Wyniki pozwoliły na analizę elementów konstrukcyjnych endoprotezy, strefy kontaktu nakładki głowowej i panewki oraz ich oddziaływania na kość miedniczną i kość udową operowanego biodra.

Summary

The study presents the modelling of overlay elements used in hip resurfacing and their virtual application into the patient’s reconstructed bone structures that had been imaged in Computed Tomography (CT). Strength calculations were conducted and in the implanted hip distributions of stresses and displacements were determined for accepted, three-dimensional configuration of loads in FEMAP/Nastran v. 8.3. The results allow the analysis of constructional elements of the endoprosthesis, the contact zone of overlay of head and cup, as well as their influence on the pelvic and femoral bones of the operated hip.
① AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, e-mail: , e-mail: .
② Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum, Wydział Lekarski, Katedra Protetyki Stomatologicznej, ul. Montelupich 4, 31-155 Kraków.
Tribo_13v44n2_p115_128.pdf (480314B)

Streszczenie

Zbadano przemiany chemiczne, jakim ulegają podczas tarcia syntetyczne środki smarowe na bazie oleju poli-α-olefinowego i estrowego, zawierające ekologiczny dodatek przeciwzużyciowy pochodzenia roślinnego. Badania tribologiczne przeprowadzono za pomocą aparatu czterokulowego oraz testera typu kula–tarcza w warunkach różnych wymuszeń termicznych. Produkty przemian tribochemicznych skomponowanych środków smarowych identyfikowano za pomocą chromatografii gazowej, sprzężonej ze spektrometrią masową (GC/MS). Stwierdzono, że w wyniku zachodzących przemian powstają produkty mogące wpływać na efektywność przeciwzużyciową badanych środków smarowych.

Summary

Chemical conversions of PAO – and ester-based synthetic lubricants containing ecological antiwear additives of vegetable origin under different friction conditions were investigated. Rubbing tests were performed using a four-ball machine and ball-on-disk tester. Products of tribochemical reactions of the lubricants’ components have been investigated by gas chromatography coupled with mass spectrometry. It has been concluded that the chemical changes lead to the formation of a variety of compounds that influence the antiwear efficiency of the lubricants.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
Tribo_13v44n2_p129_139.pdf (182886B)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badania składu smarów plastycznych po testach tribologicznych prowadzonych w warunkach stałego obciążenia węzła tarcia.
W tym celu wykonano widma IR smaru wyjściowego i porównano je z widmami uzyskanymi dla smarów po testach tribologicznych. Zidentyfikowano pasma charakterystyczne dla badanych smarów i oceniono zmiany w tych zakresach. Uzyskane wyniki wykazały, że właściwości przeciwzużyciowe badanych smarów nie są jedynie funkcją ilościowego udziału dodatków, ale także produktów oksydacji, jakim ulegają składniki smaru.

Summary

This paper presents the results of grease composition analysis when tribological tests are performed under constant load. The analysis was conducted by comparing the IR spectra of grease before and after tribological tests. The changes in the identified spectra characteristic of the greases were used to evaluate changes in the grease structures. The results showed that the anti-wear properties of lubricants tested are both a function of the quantitative contribution of additives and the oxidation products that are components of the grease.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
Tribo_13v44n2_p141_150.pdf (234207B)

Summary

EB-PVD technology is currently the subject of intense material engineering investigations, because its application enables the procurement of specific functional materials, especially materials with increased antiwear properties. The efficiency of such tests can be significantly increased by the application of test stands, allowing for the realisation of investigations on a wide range of materials with an easy selection and alteration of process parameters and the application of various methods of additional plasma ionisation. The article presents the concept of such a stand that assumes the inclusion of an electron gun into the test stand itself. Additionally, the conditions of the integration of this element with the test stand are shown. The inclusion of the gun does not change the functionality and modularity of the stand.

Streszczenie

Technologia fizycznego osadzania z fazy gazowej z wykorzystaniem wiązki elektronowej (EB-PVD), dzięki uzyskiwaniu różnorodnych materiałów funkcjonalnych, o zwiększonych właściwościach w szczególności przeciwzużyciowych, jest przedmiotem intensywnych badań inżynierii materiałowej. Efektywność takich badań może być zwiększona poprzez wykorzystanie odpowiednich stanowisk umożliwiających prowadzenie prac z szerokim zakresem materiałów, łatwym doborem i zmianą parametrów procesowych, stosowaniem różnych metod dodatkowej jonizacji plazmy. W artykule przedstawiono koncepcję budowy takiego stanowiska. Zakłada ona włączenie wyrzutni elektronowej do stanowiska badawczego technologii PVD. Przedstawiono warunki integracji tego elementu ze stanowiskiem. Dołączenie wyrzutni zachowuje dotychczasową funkcjonalność i modułowość stanowiska oraz zapewnia uzyskanie specyficznych cech użytkowych dających możliwość powtarzalnej produkcji materiałów komercyjnych oraz prowadzenia prac badawczo-rozwojowych.
① Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
Tribo_13v44n2_p151_158.pdf (142147B)

Streszczenie

Zbadano wpływ oczyszczania w polu sił odśrodkowych oraz metodą filtracji przegrodowej na właściwości smarne i fizykochemiczne olejów sprężarkowych. Były to oleje odpadowe, pochodzące z centralnego układu odolejania amoniaku. Badano właściwości przeciwzatarciowe i przeciwzużyciowe w warunkach ekstremalnych wymuszeń, przy zastosowaniu aparatu czterokulowego T-02 oraz czystość, lepkość i liczbę kwasową, zgodnie z wymaganiami normatywnymi dla tego rodzaju olejów.
Stwierdzono korzystny wpływ oczyszczania na oceniane właściwości olejów sprężarkowych. W wyniku zastosowanych procesów zwiększyła się trwałość filmu smarowego tworzonego przez oleje oraz zmniejszyły skutki zacierania. Zmniejszyła się liczba kwasowa olejów. Było to efektem usunięcia z olejów zanieczyszczeń, w tym metalicznych produktów zużycia elementów trących.

Summary

The influence of the purifying process on lubricating and physicochemical properties of compressor oils was tested. The objects of the study were oils from the central system of ammonia cleaning. The antiwear and extreme-pressure properties were investigated by means of a T-02 four-ball apparatus. In addition, cleanliness, kinematic viscosity, and acid number were determined, according to the standards for compressor oils.
It was concluded that the purification of compressor oils improves their lubricating properties and their acid number. Those improvements resulted from the removal of pollutants, mainly metallic particles, which are products of wear.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
Tribo_13v44n2_p159_168.pdf (341095B)

Streszczenie

W artykule przedstawiono rezultaty analizy statystycznej wyników badania wpływu rodzaju oraz zawartości komercyjnych pakietów dodatków smarnych w mineralnym oleju bazowym na właściwości kompozycji smarowej utworzonej na jego bazie. Badania tribologiczne prowadzono za pomocą aparatu czterokulowego T-02. Oceny właściwości smarnych wytworzonych kompozycji dokonywano na podstawie wielkości granicznego obciążenia zużycia (Goz) oraz granicznego nacisku zatarcia (poz). W rezultacie przeprowadzonych badań oszacowano wpływ zawartości wybranych dodatków smarnych na wartości charakterystyk Goz i poz wytworzonych kompozycji. Na podstawie tych danych opracowano istotne statystycznie modele regresyjne, odwzorowujące wpływ zawartości wybranych dodatków przeciwzużyciowych i przeciwzatarciowych na właściwości smarne kompozycji wytworzonych na bazie mineralnego oleju bazowego.

Summary

The article presents the statistical analysis of research results concerning the influence of commercial antiwear additives on the tribological properties of lubricants that was produced based on mineral oil. The experiments were conducted with the use of a four-ball apparatus. The tribological properties of lubricants were assessed based on following indicators: a limiting pressure of seizure (poz) and a limiting load of the wear (Goz)
In the analysis, the influence of the additives on the poz and Goz indicators was estimated. The statistically significant regression models of these relationships were developed.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
② Przemysłowy Instytut Motoryzacji, ul. Jagiellońska 55, 03-301 Warszawa.
Tribo_13v44n2_p169_182.pdf (368375B)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości przeciwzużyciowych kompozycji smarowych, w których jako dodatki zostały zastosowane produkty pochodzenia roślinnego. Badania przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych przy użyciu aparatu czterokulowego. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że efekty działania produktów roślinnych zależą od ich struktury chemicznej i stężenia oraz rodzaju bazy olejowej. Dodatek do oleju mineralnego i oleju poli(α)olefinowego odpowiedniej ilości tych produktów może wpływać na zmniejszenie intensywności zużywania.

Summary

The article presents the results of an investigation of antiwear properties of lubricants which contained additives made of vegetable-originated products. Research was carried out in laboratory conditions using a four-ball apparatus. Based on the conducted research, it was found that action effect of vegetable products depends on their chemical structure and concentration and type base oils. The addition to the mineral oil and poli(α)olefin oil of a suitable amount of the products can have an effect on decreasing the intensity of wear.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
Tribo_13v44n2_p183_190.pdf (137206B)