TRIBOLOGIA TEORIA I PRAKTYKA vXLI Nr 4, 2010 (231)



JUBILEUSZ 70-LECIA PROFESORA JANA BURCANA

THE JUBILEE OF 70 YEARS OF PORFESSOR JAN BURCAN

TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (231)

Image
Image Image Image Image
Profesor Jan Burcan urodził się 23 lipca 1940 r. w Zamościu. Studia wyższe ukończył na Wydziale Mechanicznym Politechniki Łódzkiej w roku 1962. W roku 1971 uzyskał stopień doktora a w 1990 stopień doktora habilitowanego, nadane przez Radę Wydziału Mechanicznego Politechniki Łódzkiej. Od 1962 roku pracuje na Wydziale Mechanicznym Politechniki Łódzkiej. Od 1992 kierował Zakładem GW i RT w Instytucie Konstrukcji Maszyn, a od 2004 Katedrą Konstrukcji Precyzyjnych. W pracy badawczej kieruje się niekonwencjonalnym podejściem do układów łożyskowych, uzyskując ważne wyniki dla teorii i praktyki.
Przykładem bardzo udanego i pożytecznego rozwiązania może być przyrząd do pomiaru ciśnienia w jamie brzusznej. Dzięki jego zastosowaniu możliwe było już w 2000 roku wykonanie w klinice ICZMP pierwszej operacji na bloku porodowym. Dorobek naukowy profesora J. Burcana wyróżnia się oryginalnością idei naukowych, starannym ich opracowaniem I wysokim poziomem metodycznym. Dorobek publikacyjny profesora Jana Burcana obejmuje 259 prac, w tym 229 krajowych i 30 zagra-nicznych. Te ostatnie ukazały się w czasopismach i wydawnictwach konfe-rencyjnych w Szwecji, Anglii, USA, Francji, Brazylii, ZSRR oraz w Indiach. 89 niepublikowanych prac Profesora to: 52 projekty dla jednostek gospodarki narodowej, 10 ekspertyz, 15 patentów i nowych technologii.
Dorobek naukowy przyniósł profesorowi J. Burcanowi międzynarodowe uznanie i prestiżowe nagrody i wyróżnienia, między innymi na America’s Largest Invention Show „INPEXTM XV” w Pittsburghu, USA – srebrny medal; „II INNOWACJE’99” w Gdyni – srebrny medal; „BRUSSELS-EUREKA’99” – Bruksela – złoty medal; III INNOWACJE 2000 – Gdańsk – złoty medal; 2001 – Złota Honorowa Odznaka Stowarzyszenia Polskich Wynalazców i Racjonalizatorów; „BRUSSELS-EUREKA’2002” – Bruksela – złoty medal; Srebrny Genius Europe – Budapeszt (2004); Dyplom Ministra Nauki i Informatyzacji za projekt pod nazwą PRZYRZĄD DO POMIARU CIŚNIENIA ŚRÓDBRZUSZNEGO oraz srebrny medal na 56. Światowej Wystawie Innowacji „Brussels-Eureka” Bruksela (2007) i srebrny medal, Cer. NO. 06GJ02152, na China Association of Inventions (2008); II miejsce w konkursie TOP LISTA POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ „Najważniejsze osiągnięcia pierwszej dekady XXI wieku”. Rozwiązanie konstrukcyjne przyrządu do pomiaru rozkładu indukcji magnetycznej nad czołem magnesu zostało nagrodzone złotym medalem w Korei i w Genewie (2009), srebrnym medalem w Brukseli (2009), w Budapeszcie – GENIUS Medal (2009) oraz wyróżnione w Kuala Lumpur, Malaysia (2009) i w Syrii League of Arab States & Association of Syrian Inventors Damascus-Syrian Arab Republic (2009).
Prof. hab. inż. J. Burcan był członkiem: Sekcji Podstaw Konstrukcji KBM PAN, Sekcji Biomechaniki Komitetu Mechaniki PAN, Rady Programowej czasopisma “Applied Mechanics and Engineering”, Sekcji Eksploatacji Wibroakustyki i Diagnostyki Maszyn i Systemów (T 07 B ) Komitetu Badań Naukowych, Rady Naukowej Centralnego Laboratorium Nafty w Warszawie. Był i jest nadal członkiem: Sekcji Podstaw Eksploatacji KBM PAN pełniąc funkcję przewodniczącego Zespołu Tribologii, Rady Programowej czasopisma „Tribologia”, Rady Programowej kwartalnika „Technologia i Automatyzacja Montażu”, Komisji Ergonomii w Rehabilitacji przy Komitecie Ergonomii PAN, Zarządu Polskiego Towarzystwa Tribologicznego (przez 5 ostatnich kadencji), Research Board of Advisors of American Biographical Institute (od 2000 roku).
Profesor Jan Burcan jest doświadczonym nauczycielem akademickim, ciągle unowocześniającym treści i metodykę nauczania. Od 1993 roku współuczestniczył w tworzeniu na Wydziale Mechanicznym PŁ specjalności Aparatura i sprzęt medyczny. Zawsze do prowadzonych zajęć opracowywał samodzielnie autorskie programy i treści nauczania oraz różnorodne pomoce naukowe i skrypty, m.in.: podręcznik Podstawy rysunku technicznego (WNT, Warszawa 1996 i 2009). W latach 1998–2000 profesor J. Burcan pracował w Wyższej Szkole Technicznej w Legnicy. W roku akademickim 2000/01 prowadził wykłady, seminarium dyplomowe oraz wypromował 17 dyplomantów w Wyższej Szkole Gospodarki Krajowej w Kutnie.
Za swą działalność prof. dr hab. inż. Jan Burcan został odznaczony Złotym Krzyżem Zasługi (1999 r.), odznaką Zasłużony dla Politechniki Łódzkiej, Krzyżem Kawalerskim OO Polski (2002 r).
Redakcja „Tribologii” życzy Jubilatowi zdrowia i długich lat życia pełnych dalszych sukcesów naukowych oraz dużo szczęścia w życiu rodzinnym.
Tribol-10-4_s_001-012.pdf
Tribo-10v41n4_p001.pdf : Redakcja, Treść, Contents, Jubileusz (1.94 Mb)


Rafał ANYSZKA∗, Dariusz M. BIELIŃSKI∗, ∗∗, Jan MĘŻYŃSKI∗∗, Jacek GRAMS∗∗∗, Carsten REHWINKEL∗∗∗∗, Bernd MÖLLER∗∗∗∗

WPŁYW FLUOROWANIA POWIERZCHNI GUMY NA JEJ WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE

THE INFLUENCE OF SURFACES FLUORINATION ON TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF RUBBER

Słowa kluczowe:

guma, fluorowanie, warstwa wierzchnia, tarcie

Key-words:

rubber, fluorination, surface layer, friction
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu modyfikacji, poprzez fluorowanie z fazy gazowej, powierzchni wulkanizatów na bazie kauczuków akrylowego (ACM), butadienowo-akrylonitrylowego (NBR) oraz jego uwodornionego analogu (HNBR) na ich właściwości tribologiczne. Modyfikacja miała na celu zapewnienie ochrony gumy przed działaniem biopaliwa, powodującym jej starzenie. Oznaczono wpływ modyfikacji na pęcznienie próbek w biodieslu oraz dokonano porównania zmian ich parametrów mechanicznych. W celu ustalenia mechanizmu modyfikacji przeprowadzono analizę powierzchni gumy za pomocą spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS). Najprawdopodobniej mamy do czynienia z abstrakcją wodoru poprzez wydzielanie się HF i powstawaniem warstwy grafitopodobnej na powierzchni gumy. Pomiary oporów tarcia zostały wykonane za pomocą tribometru o skojarzeniu ciernym typu gumowa rolka–stalowy klocek. W wyniku fluorowania powierzchni gumy zachodzi modyfikacja, która generalnie nie obniża pęcznienia materiału w biopaliwie, natomiast znacznie zmniejsza opory tarcia.

Summary

In this paper, the influence of surface fluorination acrylic rubber (ACM), butadiene – acrylonitrile rubber (NBR) and its hydrogenated analogue (HNBR) on their tribological properties and resistance to ageing in contact with biodiesel are presented. Tribological behaviour, swelling data, and mechanical properties of the vulcanizates were determined. The mechanism of modification was studied by Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF-SIMS). Tribological characteristics were collected with a steel block-on-rubber ring instrument. Despite a general lack of protection against swelling in bio-fuel, fluorination has to be verified positively in terms of lowering friction. Probably this is the effect of a graphite-like layer created on the surface of rubber due to the treatment.
∗ Instytut Technologii Polimerów i Barwników Politechniki Łódzkiej.
∗∗ Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, O/Z Elastomerów i Technologii Gumy w Piastowie.
∗∗∗ Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej Politechniki Łódzkiej.
∗∗∗∗ Fluor Technik System GmbH, Lauterbach.
Tribol-10-4_s_013-021.pdf
- Tribo-10v41n4_p013.pdf (1.85 Mb)


Bogdan BOGDAŃSKI∗, Ewa KASPRZYCKA∗,∗∗, Jan TACIKOWSKI∗, Jan K. SENATORSKI∗,∗∗∗, Mariusz KOPROWSKI∗∗

WARSTWY WĘGLIKOWE WYTWARZANE W PROCESIE CHROMOWANIA PRÓŻNIOWEGO NA POWIERZCHNI STALI POKRYTEJ STOPAMI NIKLU Z PIERWIASTKAMI WĘGLIKOTWÓRCZYMI

CARBIDE LAYERS PRODUCED IN VACUUM CHROMIZING PROCESS ON STEEL SURFACE COVERED WITH NICKEL ALLOYS CONTAINING CARBIDE-FORMING ELEMENTS

Słowa kluczowe:

warstwy dyfuzyjne, właściwości tribologiczne, chromowanie dyfuzyjne, obróbka galwaniczna

Key-words:

diffusion layers, tribological properties, diffusion chromizing, galvanic treatment
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W pracy omówiono wyniki badań warstw duplex typu CrC+(Ni-Mo), CrC+(Ni-W) oraz CrC+Ni, wytwarzanych na powierzchni stali narzędziowej w procesie chromowania próżniowego połączonym z obróbką galwaniczną. Przeprowadzono pomiary grubości i twardości warstw oraz badania ich mikrostruktury. Określono właściwości tribologiczne warstw. Stwierdzono, że odporność na zużycie przez tarcie warstw duplex typu CrC+(Ni-Mo) oraz CrC+(Ni-W) wytworzonych w procesie chromowania próżniowego na stali pokrytej stopami niklu z pierwiastkami węglikotwórczymi jest równie dobra jak warstw węglikowych typu CrC, wytwarzanych bezpośrednio na powierzchni stali, bez powłoki elektrolitycznej. Warstwy te wykazywały dużą odporność na zużycie przez tarcie, podczas gdy próbki z warstwami duplex typu CrC+Ni oraz próbki ze stali narzędziowej bez warstwy, nie wykazywały dobrych właściwości tribologicznych.

Summary

In this paper duplex layers of the CrC+(Ni-W), the CrC+(Ni-Mo) and the CrC+Ni type produced on tool steel surface, in combined galvanic and vacuum chromizing processes, have been investigated. Studies of layers thickness, hardness and their morphology have been carried out. Tribological properties of the layers have been determined. It has been proved, that the wear resistance by friction of duplex layers of the CrC+(Ni-W) and the CrC+(Ni-Mo) type, produced in vacuum chromizing of steel covered with nickel alloys containing carbide-forming elements, is such good as carbides layers of the CrC type, produced on the steel surface without electrolytic coating. The high wear resistance of these layers has been proved, whereas tribological properties of the CrC+Ni duplex layers and the steel samples without any layers were not good.
∗ Instytut Mechaniki Precyzyjnej, ul. Duchnicka 3, 01-796 Warszawa, tel.: (22) 5602641, fax. (22) 5602922; e-mail:
∗∗ Politechnika Warszawska, Szkoła Nauk Technicznych i Społecznych w Płocku, ul. Łukasiewicza 17, 09-400 Płock.
∗∗∗ Politechnika Radomska, Katedra Technologii i Materiałoznawstwa, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom; e-mail:
Tribo-10v41n4_p023.pdf (1.81 Mb)


Tadeusz BURAKOWSKI∗, Wojciech NAPADŁEK

RODZAJE TEKSTUROWANIA LASEROWEGO

W TRIBOLOGII KINDS LASER TEXTURING IN TRIBOLOGY

Słowa kluczowe:

areologia, warstwa powierzchniowa, teksturowanie laserowe, tribologia

Key-words:

aerology, superficial layer, laser texturing, tribology
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W artykule przedstawiono ideę teksturowania laserowego, autorski podział oraz schematy ideowe różnych tekstur. Przedstawiono wybrane przykłady technologiczne zastosowania teksturowania laserowego w areologii na przykładzie żeliwa szarego EN-GJL300 i stopu aluminium ENAW-2618A (PA31). Przedstawiono również kierunki rozwoju teksturowania w areologii i tribologii.

Summary

The idea laser texturing was introduced in the article, his the author's mislaid in the aerology and the ideological patern of various textures. Chosen examples were introduced technological uses laser texturing in the engineering of surface on the example of grey cast iron EN-GJL300 and melt of aluminum ENAW-2618A (PA31). The directions of the development texturing were also introduced in the aerology and tribology.
∗ Politechnika Koszalińska, Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin; Instytut Mechaniki Precyzyjnej, ul. Duchnicka 3, 01-796 Warszawa; tel. (22) 663 43 19, tel. kom. 601374812, e-mail:
∗∗ Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49, tel.: (0-22) 683-73-57, 683-70-46, kom. 664494297; e-mail:
Tribo-10v41n4_p033.pdf (1.71 Mb)


Jan BURCAN∗

PROBLEMY TARCIA WIERTNEGO W STYKU SKONCENTROWANYM

THE QUESTIONS OF SPINNING FRICTION IN AN ELASTIC POINT OF CONTACT

Słowa kluczowe:

tarcie suche technicznie, styk punktowy, struktura powierzchni, rozkład naprężeń, ślady współpracy

Key-words:

technical dry friction, contact point, surface structure, distribution of stresses, traces of mating elements
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

Opisano model skoncentrowanego styku punktowego uwzględniający naprężenia styczne wynikające z tarcia zewnętrznego. Naprężenia styczne zmieniają charakter i wielkość wypadkowych naprężeń w warstwie wierzchniej. Wartości zredukowanych naprężeń mogą wzrosnąć w stosunku do wartości nacisków nawet o 100%, zaś obszar zalegania o 30%. Powoduje to występowanie odkształceń plastycznych na współpracujących powierzchniach oraz ich intensywne zużywanie podczas tarcia.

Summary

The paper presents tangential stress as a result of friction change in the stress distribution in upper surface layer. The increase of this stress may be up to 100% at field of acting greater to 30%. It causes plastic deformation of mating surfaces and their intensive wear during work.
∗ Politechnika Łódzka, Wydział Mechaniczny, ul. B. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, e-mail: .
Tribo-10v41n4_p047.pdf (335.26 Kb)


Henryk CZARNECKI∗

ANALIZA PROCESU ZUŻYWANIA PARY KINEMATYCZNEJ BRĄZ–ŻELIWO STOPOWE

ANALYSIS OF THE PROCESS OF WEAR OF A BRONZE–ALLOY CAST IRON KINEMATIC PAIR

Słowa kluczowe:

tarcie suche, brąz–żeliwo

Key-words:

dry friction, bronze–cast iron
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W opracowaniu przedstawiono wyniki badań zużycia pary kinematycznej brąz–żeliwo stopowe. Taka para ma zastosowanie w mechanizmach posuwowych (ślimak–zębatka ślimakowa) obrabiarek ciężkich. Eksperyment prowadzono dla tarcia suchego przy zmiennych twardościach żeliwa, naciskach jednostkowych i szybkości procesu tarcia. Określono zużycie obu elementów pary. Wyniki przedstawiono na wykresach i w postaci zależności na intensywność zużywania.

Summary

The paper presents the results of tests on the wear of a bronze–alloy cast iron kinematic pair. Such a kinematic pair is applied in the feed mechanisms (worm – worm rack) of heavy machine tools. The experiment was conducted for dry friction with variable cast iron hardness values, unit pressures, and friction process rates. The wear of each element of the pair was determined. The results are presented in diagrams and in the form of wear intensity relationships. It has been found that the increase in alloy cast-iron hardness reduces the magnitude of wear of both pair elements. Moreover, the wear intensity relationship indicates that the process rate influences the wear magnitude more strongly than the unit pressure does, which is advantageous for this system, since increased loads in this mechanism are accompanied by lower loads.
∗ Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji, 42-200 Częstochowa, Al. Armii Krajowej 21, tel. (034) 325 05 36 lub sekr. (34) 325 05 09; fax. (34) 325 05 09; e-mail:
Tribo-10v41n4_p057.pdf (312.25 Kb)



Krzysztof DRUET∗

BADANIA ZUŻYCIA POWŁOK DLC W SKOJARZENIU KULA–TARCZA OBROTOWA („BALL-ON-DISK”)

WEAR TESTING OF DLC COATINGS WITH FRICTION COUPLE „BALL-ON-DISK”

Słowa kluczowe:

powłoki DLC, zużycie, metody badań

Key-words:

DLC coating, wear, testing method
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W Katedrze Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn PG opracowano metodę badania powłok DLC oraz innych (ceramicznych) w układzie kula–płaska powierzchnia obrotowej tarczy („ball-on-disk”). Układ badawczy składa się z kuli osadzonej w popychaczu łożyskowanym tocznie, poprzez który wywierana jest siła docisku próbek. Kula dociskana jest od góry do płaskiej powierzchni obrotowej tarczy – próbki dolnej (o pionowej osi obrotu). Próbka dolna osadzona jest wraz z pojemnikiem smaru na wyjściowym czopie przekładni napędzanej silnikiem o regulowanej prędkości obrotowej. Stanowisko służy do wywoływania procesu zużycia modelowego skojarzenia, przy czym oceny ilościowej i jakościowej zużycia dokonuje się za pomocą mikroskopu optycznego wyposażonego w kamerę cyfrową. Przykładowe efekty zastosowania metody w pracach badawczych zilustrowano wynikami uzyskanymi dla powłok DLC modyfikowanych chromem albo tytanem, badanych przy smarowaniu wodą destylowaną albo 0,9% wodnym roztworem NaCl. Badania prowadzono w temperaturze otoczenia przy maksymalnym nacisku w styku kula–powierzchnia płaska 1 GPa (wg wzoru Hertza) oraz przy średniej prędkości ślizgania 0,08 m/s. Większą odpornością na zużycie wykazały się powłoki zawierające tytan; zastosowanie smarowania 0,9% wodnym roztworem NaCl radykalnie przyspieszało zużywanie się obu powłok.

Summary

A method for tribological testing of DLC coatings was developed. The method is based on “ball-on-disk” tests and ex–post inspection by optical microscopy for qualitative and quantitative determination of the specimen wear. A DLC coated stainless (AISI 440-C steel) ball (Ø 10 mm) is sliding under load on a DLC coated face of stainless (3H13 steel) rotating disk. The method is based on the adapted TST-1 rotating sliding tribometer. Ultra thin coatings were tested, particularly DLC modified with chromium or titanium additive. Sliding contacts were lubricated either with distilled water or with an aqueous solution of NaCl.
Tests were carried out under the following conditions:
- Sliding velocity constant, 0.08 m/s;
- Mean radius of friction path 7 mm;
- Lubricant bath temperature ambient temperature; and,
- Nominal surface pressure (Hertz theorem) 1 GPa.
The course of wear of the DLC coating deposited on the specimen was evaluated quantitatively by optical microscope photography. The amount of wear was assessed as the surface area of the wear mark on the spherical specimen. The kinetics of wear was analysed as the wear mark surface area versus time (i.e. sliding distance). Good curve fitting for experimental data was obtained for the example with a logarithmic fit.
The experimental data are indicative of better wear resistance of DLC modified with titanium than DLC modified with chromium; whereas, the NaCl content in water considerably accelerates of wear process.
∗ Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233
Tribo-10v41n4_p067.pdf (271.23 Kb)


Piotr DUDA∗, Marek BARA∗, Sławomir KAPTACZ∗

OCENA ODPORNOŚCI ZUŻYCIOWEJ TWORZYW POLIMEROWYCH WE WSPÓŁPRACY Z POWŁOKĄ TLENKOWĄ

EVALUATION OF WEAR RESISTANCE OF POLYMER MATERIALS IN COOPERATION WITH AN OXIDE COATING

Słowa kluczowe:

tarcie, zużycie, właściwości tribologiczne, warstwa tlenkowa, polimery

Key-words:

friction, wear, tribological properties, oxide coating, polymers
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych i stereometrycznych tworzyw polimerowych: POM (Delrin), PTFE (Teflon), PA (Nylon) we współpracy z powłoką tlenku aluminium. Celem badań było określenie przydatności wybranych tworzyw do współpracy z APT (anodową powłoką twardą) w niesmarowanych węzłach tarcia. Wyżej wymienione powłoki zostały wytworzone na stopie aluminium EN AW-5251 metodą elektrochemiczną z elektrolitów trójskładnikowych. Testy tribologiczne przeprowadzono w skojarzeniu kulka–tarcza testera T-01 dla ruchu obrotowego w warunkach tarcia technicznie suchego. Pozostałe parametry badań przyjęto zgodnie z wytycznymi programu VAMAS.

Summary

This paper presents the tribological and stereometric research of polymer materials: POM (Delrin), PTFE (Teflon), PA (Nylon) in cooperation with the oxide aluminium alloy. The purpose of the study was to determine the suitability of chosen materials to work with the AHC (anodic hard coating) in applications to technically dry friction condition nodes. These coatings have been obtained on the aluminium alloy EN-AW-5251 using an electrochemical process. Tribological tests were carried out on ball-on-disk T-01 testing machine (disk rotating) in dry friction conditions. Other test parameters are considered in accordance with the VAMAS program guidelines.
∗ Zakład Badań Warstwy Wierzchniej, Katedra Materiałoznawstwa, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski, ul. Śnieżna 2, 41-200 Sosnowiec, tel. (032) 36-89-582.
Tribo-10v41n4_p077.pdf (326.06 Kb)


Eugene FELDSHTEIN∗, Radosław MARUDA∗

ANALIZA WARUNKÓW TARCIA NA POWIERZCHNI NATARCIA PRZY TOCZENIU WYKOŃCZENIOWYM NA PODSTAWIE ZMIAN GRUBOŚCI WIÓRA

THE ANALYZE OF FRICTION CONDITIONS ON A RAKE FACE WHEN FINISH TURNING ON THE BASE OF CHIP THICKNESS CHANGES

Słowa kluczowe:

współczynnik tarcia, toczenie wykończeniowe, grubość wióra

Key-words:

friction coefficient, finish turning, chip thickness
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

Przedstawiono wyniki wykorzystania teoretycznych wzorów do obliczeń średnich współczynników tarcia na powierzchni natarcia ostrza skrawającego w warunkach obróbki wykończeniowej. Rozpatrywane wzory zweryfikowano z wynikami badań doświadczalnych. Podstawowym wskaźnikiem określającym warunki tarcia w strefie skrawania jest grubość wióra. Na jej podstawie obliczono kąty poślizgu i tarcia na powierzchni natarcia. Proponowana metoda została wykorzystana do analizy procesu toczenia stali 45, R35, 40H, NC6, duraluminium PA6 oraz molibdenu w różnych warunkach. W zależności od składu chemicznego i właściwości fizykomechanicznych materiału obrabianego, zastosowania powłok przeciwzużyciowych oraz warunków chłodzenia, wartości średnich współczynników tarcia na powierzchni natarcia można zmniejszyć od 10 do 20%.

Summary

In the paper, the results of the analysis of theoretical equations to calculate middle coefficients of friction on a tool rake face during finish cutting are described. Equations viewed were compared with experimental results. The base magnitude that characterises friction conditions into the cutting zone is uncut chip thickness. Using its values, one may calculate shear angles and friction angles on tool rake face. The proposed method was used to analyse the process of steels 45, R35, 40H, NC6, duralumin PA6 and molybdenum turning with different conditions. Depending on chemical composition and physical-mechanical properties of material machined, using antiwear coatings and cooling conditions, middle coefficients of friction on tool rake face may be decreased from 10 to 20%.
∗ Uniwersytet Zielonogórski, Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn, 65-246 Zielona Góra, ul. Podgórna 50.
Tribo-10v41n4_p087.pdf (295.22 Kb)


Juliusz B. GAJEWSKI∗, Marek J. GŁOGOWSKI∗

ZALEŻNOŚĆ MOMENTU HAMUJĄCEGO OBRACAJĄCEGO SIĘ WAŁU OD REZYSTYWNOŚCI OLEJÓW KOMERCYJNYCH, BAZOWYCH CZYSTYCH I ICH MIESZANINY Z ZDDP ORAZ OD ZEWNĘTRZNEGO STAŁEGO POLA ELEKTRYCZNEGO

DEPENDENCE OF THE BRAKING TORQUE OF A ROTATING SHAFT ON THE RESISTIVITY OF FORMULATED OILS, PURE BASE OILS AND THEIR BLENDS WITH ZDDP AND ON AN EXTERNAL DC ELECTRIC FIELD

Słowa kluczowe:

uszczelnienie wargowe, olej bazowy, olej smarny, moment hamujący, dialkiloditiofosforan cynku (ZDDP), pole elektryczne

Key-words:

lip seal, base oil, formulated oil, braking torque, zinc dialkyldithiophosphate (ZDDP), electric field
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów rezystywności olejów bazowych – mineralnego i syntetycznego – i ich mieszanin z dialkiloditiofosforanem cynku (ZDDP) oraz olejów komercyjnych – dwóch świeżych i jednego zużytego – w funkcji temperatury. Badano także wpływ zewnętrznego stałego pola elektrycznego otrzymanego wskutek przykładania stałego napięcia o różnych wartościach i polaryzacjach między uszczelnienie wargowe i obracający się uziemiony wał na jego moment hamujący w przypadku olejów bazowych bez i z dodatkiem ZDDP. Dodatkowo zaprezentowano w pracy wpływ rezystywności olejów komercyjnych na moment obrotowy wału dla różnych wartości i polaryzacji napięć stałych.

Summary

In the paper, the results of measurements of resistance of mineral and synthetic base oils and their blends with zinc dialkyldithiophosphate (ZDDP), and of commercial (formulated) oils — two fresh oils and one used oil — as a function of temperature are presented. In addition, the effect of an external DC electric field on the braking torque of a rotating shaft for the base oils with and without ZDDP was examined. The DC electric field was obtained when DC voltage of different values and polarities was applied between the grounded shaft and the stiffening ring of a rotating lip seal. Additionally, the influence of the resistance of commercial oils on the braking torque for different DC voltages of both polarities is presented.
∗ Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław.
Tribo-10v41n4_p097.pdf (158.72 Kb)



Monika GIERZYŃSKA-DOLNA∗, Tomasz RYBAK∗, Justyna WENDLAND∗∗, Hanna WIŚNIEWSKA-WEINERT∗∗

METODYKA BADAŃ MATERIAŁÓW I ELEMENTÓW ENDOPROTEZ STAWU BIODROWEGO W INSTYTUCIE OBRÓBKI PLASTYCZNEJ

METHODOLOGY OF MATERIALS AND HIP ENDOPROSTHESIS COMPONENTS INVESTIGATIONS IN INOP

Słowa kluczowe:

biomateriały, endoproteza stawu biodrowego, badania tarciowo-zużyciowe, obserwacja mikroskopowa powierzchni

Key-words:

biomaterials, hip endoprosthesis, friction-wear tests, microscope surface observation
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

Przedstawiono metodykę tribologicznych badań materiałów i elementów endoprotez stawu biodrowego. Badania prowadzone są na dwóch etapach. Etap pierwszy dotyczy oceny różnych skojarzeń materiałowych pod względem oporów ruchu oraz badania odporności na zużycie za pomocą testera T-05 w styku rozłożonym. Etap drugi obejmuje badania tribologiczne par trących wytypowanych na pierwszym etapie pracy na symulatorze SBT-01 do badań elementów endoprotez stawu biodrowego. Symulator SBT-01 jest prototypowym urządzeniem badawczym zaprojektowanym i zbudowanym w Laboratorium Inżynierii Powierzchni i Tribologii Instytutu Obróbki Plastycznej w Poznaniu. Badania obejmują również analizę topografii i stanu powierzchni przed i po testach za pomocą profilometru, mikroskopu optycznego i SEM.
W artykule zaprezentowano wyniki badań panewki z UHMWPE w skojarzeniu z głową ze stopu CoCrMo. Wyznaczono krzywe momentu tarcia, obliczono pracę tarcia dla pojedynczych cykli oraz określono zużycie elementów endoprotezy. Wyznaczono także ciepło wydzielone w procesie tarcia.

Summary

This study contains the methodology of materials and hip endoprosthesis component investigations. Studies are realised in two stages. The first stage concerns the evaluation of the behaviour of material connections due to friction forces and wear resistance using a T-05 tester in distributed contact. The second stage contains tribological investigations of material connections in the hip simulator SBT-01 chosen in the first stage. The simulator is a prototype-testing machine designed and built in the Laboratory of Surface Engineering and Tribology of Metal Forming Institute. Research was extended to the analysis of surface topography and condition using a profilograph, optical microscope, and SEM. An examination of UHMWPE cup and CoCrMo alloy head was done. The authors have performed friction moments curves and calculated the work of friction for single cycles. In addition, the study obtained data on the wear of components and heat evolved in the friction process.
∗ Politechnika Częstochowska, Wydział Zarządzania, ul. Armii Krajowej 19, 42-200 Częstochowa.
∗∗ Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań.
Tribo-10v41n4_p107.pdf (446K)


Kasper GÓRNY∗, Przemysław TYCZEWSKI∗, Wiesław ZWIERZYCKI∗

OCENA WPŁYWU MIESZANIN OLEJÓW SPRĘŻARKOWYCH I CZYNNIKÓW CHŁODNICZYCH NA TRWAŁOŚĆ WĘZŁÓW TARCIA W SPRĘŻARKACH CHŁODNICZYCH

THE ESTIMATION OF THE INFLUENCE OF MIXTURE COMPRESSOR OILS AND REFRIGERANTS ON THE DURABILITY OF NODES OF FRICTION IN COLLING COMPRESSORS

Słowa kluczowe:

węzły tarcia, sprężarki chłodnicze, oleje sprężarkowe, zużycie i tarcie

Key-words:

nodes of friction, cooling compressors, compressor oil, wear and friction
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

Obecnie trwa proces wymiany starych czynników chłodniczych (freonów zawierających chlor) na nowe, bardziej przyjazne środowisku. Oprócz istotnego znaczenia mieszalności olejów z czynnikami chłodniczymi w szerokim zakresie temperatur i ciśnień konieczne jest również zapewnienie wspomnianym mieszaninom odpowiednich własności przeciwtarciowych i przeciwzużyciowych. Dlatego w referacie przeanalizowano informacje literaturowe dotyczące rezultatów badań ilościowej oceny zużycia elementów sprężarek chłodniczych w środowisku oleju zanieczyszczonego czynnikiem chłodniczym. Podjęto próbę określenia wpływu mieszanin olej–czynnik chłodniczy na zużywanie elementów stalowych i żeliwnych.

Summary

At present lasts the process of changing an old refrigerating mediums (freon which contain chlorine) for new ones, which are more environmental friendly. Apart from an important matter of oils mixing with refrigerating mediums in a wide range of temperatures and pressures, it’s necessary to provide those mentioned mixtures with adequate form of anti-friction and anti-wearing out properties. That’s why the report contain of literature informations about the scientific researches of quantitative estimate of wearing out of cooling compressors parts in the oil environment which is polluted by refrigerating mediums. The trial of the definition of the influence of the mixture of oil with the refrigerating medium for wearing out the steel and cast iron parts were made.
∗ Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, ul. Piotrowo 3,
Tribo-10v41n4_p117.pdf (425K)


Jan GUZIK∗

OCENA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH OLEJÓW PRZEKŁADNIOWYCH

ASSESSMENT OF TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF GEAR OILS

Słowa kluczowe:

charakterystyka tribologiczna olejów, obciążenie zacierające, zużycie

Key-words:

tribological oils characteristic, scuffing load, wear
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

Przedstawiono wyniki badań tribologicznych olejów przekładniowych świeżych i z eksploatacji oraz olejów z modelowymi zanieczyszczeniami (woda oraz ciała stałe). Badania wykonano w zmodernizowanym aparacie czterokulowym oraz w maszynie MT-1. W aparacie czterokulowym wyznaczono obciążenie zacierające dla badanych próbek, a w maszynie MT-1 – zależność momentu tarcia od nacisku jednostkowego i zużycie próbek stalowych podczas długotrwałego tarcia (72 h) węzła smarowanego badanymi olejami.

Summary

The results of the tribological test of fresh and used gear oils and model-polluted oils (containing water and solid substance) are presented in this paper. The scuffing load was determined in an updated Four-Ball machine for tested samples. The dependence of friction moment on the pressure and wear of steel samples during a prolonged (72h) friction process was determined in the lubricated friction pair of the MT-1 machine.
∗ Politechnika Radomska, Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn, al. Chrobrego 45, 26-600 Radom.
Tribo-10v41n4_p127.pdf (347K)



Waldemar KARASZEWSKI∗

ANALIZA NAPRĘŻEŃ W CERAMICZNYCH ELEMENTACH TOCZNYCH

STRESS ANALYSIS IN CERAMIC ROLLING ELEMENTS

Słowa kluczowe:

materiały ceramiczne, trwałość zmęczeniowa, pęknięcia powierzchniowe, analiza MES

Key-words:

Ceramic materials, Fatigue life, Surface defects, finite element analysis
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

Materiały ceramiczne od kilkunastu lat znajdują coraz większe zastosowanie w technice. Wynika to z charakterystycznych właściwości materiałów ceramicznych takich, jak duża twardość, odporność na korozję, możliwość stosowania w środowiskach agresywnie chemicznych, a także z uwagi na mniejszy ciężar właściwy w porównaniu z materiałami stalowymi. Przykładem zastosowań tej grupy materiałowej mogą być: powłoki ceramiczne nakładane na powierzchnie cylindrów silników samochodowych, elementy pomp drukarskich, elementy zaworów kulowych itp.
Materiały ceramiczne znajdują także zastosowanie w inżynierii łożyskowania, czego dowodem są między innymi hybrydowe łożyska toczne.
Jednak zastosowanie materiałów ceramicznych wiąże się z wieloma ograniczeniami. Podstawową ich wadą jest mała odporność na kruche pękanie, która wiąże się z ich strukturą chemiczną i właściwościami mechanicznymi. Drogą do szerokiego zastosowania tego typu materiałów jest znajomość mechanizmów propagacji pęknięć i momentu ich inicjacji w określonych warunkach pracy.
W pracy przeprowadzono metodą elementów skończonych (MES) analizę stanu naprężenia w strefie pęknięcia kolistego kulki ceramicznej wykonanej z azotku krzemu poddanej naciskom hertzowskim. Naprężenia analizowano dla pęknięć, które najczęściej są spotykane na powierzchni kulek ceramicznych. Obliczenia numeryczne prowadzono za pomocą programu ANSYS. Rozwiązania numeryczne porównywano z wynikami badań doświadczalnych propagacji tego typu pęknięć.

Summary

Some ceramic materials have been found to have the optimum combination of properties that are suitable for rolling element bearing applications (high speeds, high loads, different environments). Cracks, structure defects, and manufacturing faults are the main problem connected with fatigue life. These defects decrease the rolling contact fatigue considerably.
A stress analysis of crack propagation by the finite element method of silicon nitride material was described in the paper. Ring cracks were modelled based on microscopic analysis of artificial induced cracks made onto silicon nitride balls. The stress analysis of cracks was performed in relation to the contact position of two ceramic balls.
Numerical stress analysis shows that the maximum value of von Mises stresses is 0.04 – 0.05 mm below the ceramic ball surface where the cracks change direction. The results are in accordance with experimental research and confirm that crack propagation takes place directly below the ball surface.
∗ Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, e-mail: .
Tribo-10v41n4_p135.pdf (1,5M)


Jerzy KORYCKI∗

MIARY INTERAKCJI W OBRAZACH AFM OBSZARU WĘZŁA TARCIA

MEASURES OF INTERACTION IN AFM IMAGES OF FRICTION AREA

Słowa kluczowe:

zużycie, tarcie, AFM, topografia, miary i relacje parametrów procesu tarcia

Key-words:

wear, friction, AFM, topography, measures and relations of parameters of the friction process
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

Artykuł jest kontynuacją opracowań [L. 1]. Przedstawia fragment wyników analizy relacji właściwości tribologicznych i topografii ponad 5500 grafik z pomiarów AFM.
Niniejsze opracowanie jest wprowadzeniem w ilościową ocenę interakcji w badaniach tribologicznych.

Summary

The article is a continuation of papers [L. 1]. This describe a fragment of results of the analysis of the relation of the: tribological proprieties and topography above 5500 images from AFM measurement.
The present article is an introduction into evaluation of the interaction in tribological research.
∗ Instytut Paliw i Energii Odnawialnej – IPiEO, ul. Jagiellońska 55, 03-301 Warszawa;
Tribo-10v41n4_p147.pdf (1,7M)


Mirosława KOSMYNINA∗

WPŁYW WARSTW CYNKOWYCH NA OPORY WIERCENIA

THE INFLUENCE OF ZINC LAYERS ON DRILLING RESISTANCES

Słowa kluczowe:

wiercenie, układ elektrolityczny, woltamperometria liniowa, stałoprądowa

Key-words:

drilling, electrolytic system, linear voltammetry, constant current
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W pracy pokazano sposób ,,smarowania” wierteł powłoką cynkową osadzaną metodą elektrolityczną. W warunkach wiercenia pomiędzy narzędziem i wierconym przedmiotem występuje elektronowe przeniesienie ładunków elektrycznych. Osadzanie warstwy cynku na powierzchni wiertła jest prowadzone przed rozpoczęciem procesu wiercenia, w obwodzie elektrycznym utworzonym ze źródła prądu stałego, wiertarki, elektrolitu i pomocniczej rozpuszczalnej elektrody. Napięcia elektryczne pomiędzy elektrodami dobierane są poza omawianym układem elektrolitycznym. Badania woltamperometrii liniowej stałoprądowej polaryzowanych próbek i wierteł krętych ze stali HSS wykazały, że ilość ładunków elektrycznych biorących udział w elektrokrystalizacji cynku jest proporcjonalna do geometrycznej powierzchni obrabianej. Pozwoliło to ocenić grubość warstwy osadzanej na wiertle (przy nieustalonej powierzchni obrabianej), zmniejszyć opory wiercenia, poprawić mikrogeometrię powierzchni obrabianej stali 45, a na powierzchni obrobionej pozostawić warstwę ochronną (cynkową).

Summary

The work presents a means of “lubrication” of drills with a deposited zinc layer using the electrolytic method. During the drilling between the tool and the drilled object, electron transfer of an electrical charge occurs. Zinc layer deposition on the drill surface is conducted before the drilling process in the electrical circuit created from a constant current source, drilling machine, electrolyte, and auxiliary soluble electrode. Electrical voltages between the electrodes are chosen beyond the discussed electrolytic system. The research of the constant current linear voltammetry of the polarised samples and the twist drills of HSS steel proved that the quantity of electrical charge taking part in the electrocrystallization of zinc is proportional to the geometric work surface. This allowed us to estimate the deposited layer thickness on the drill (with an unsteady work surface), reduce the resistance of drilling, improve the microgeometry of the work surface of steel 45, and leave the protective layer (zinc) on the cut surface.
∗ Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, Instytut Budowy Maszyn, ul. J. Krasickiego 54, 26-600 Radom.
Tribo-10v41n4_p157.pdf (503K)


Waldemar KOSZELA∗, Lidia GAŁDA∗, Andrzej DZIERWA∗, Jarosław SĘP∗, Paweł PAWLUS∗

WPŁYW KIESZENI SMAROWYCH NA POWIERZCHNIACH ŚLIZGOWYCH NA ZUŻYCIE ŚCIERNE

THE EFFECT OF OIL POCKETS ON THE ABRASIVE WEAR OF A SLIDING ASSEMBLY

Słowa kluczowe:

kieszenie smarowe, zużycie ścierne

Key-words:

oil pockets, abrasive wear
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

Przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie ścierne skojarzeń materiałowych z powierzchniami modyfikowanymi metodami wygniatania. Stopień pokrycia powierzchni wgłębieniami mieścił się w zakresie od 10 do 20%. Kształtowane wgłębienia mogą stanowić zarówno zasobniki substancji smarującej oraz miejsca lokowania zanieczyszczeń. Zaprezentowano i porównano rezultaty badań prowadzonych dla dwóch różnych skojarzeń materiałowych: stal–żeliwo sferoidalne oraz stal–brąz. W efekcie prowadzonych badań uzyskano znaczną poprawę odporności na zużycie w przypadku par trących stal–żeliwo, w których na powierzchni stali ukształtowane zostały wgłębienia. W odniesieniu do par tarciowych stal–brąz w zakresie badanych parametrów otrzymano zmniejszenie odporności na zużycie ścierne w porównaniu z wariantami bez wgłębień.

Summary

In this paper, the results of abrasive wear resistance tests of assemblies with textured (burnished) surfaces are shown. The area density of oil pockets was in the range of 10 to 20%. The created pits can be both the reservoirs of lubricating oil and the places of wear debris presence. The results of investigations were carried out for two different material assemblies: steel-cast iron and steel-bronze were presented and compared. As an effect of investigations, we obtained the considerable improvement of wear resistance for the textured steel-cast iron pair. The abrasive wear resistance of the sliding steel-textured-bronze pair decreased in comparison to variants without dimples.
∗ Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, ul. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów.
Tribo-10v41n4_p171.pdf (325K)


Marcin KOT∗ , Łukasz MAJOR∗∗, Jürgen LACKNER∗∗∗, Wiesław RAKOWSKI∗

ANALIZA WPŁYWU GRUBOŚCI WARSTW SKŁADOWYCH NA DEFORMACJE I PĘKANIE POWŁOK WIELOWARSTWOWYCH Ti/TiN

ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF SUBLAYER THICKNESS ON THE DEFORMATION MECHANISM AND FRACTURE OF Ti/TiN MULTILAYER

Słowa kluczowe:

powłoki wielowarstwowe, deformacje, pękanie, zużycie

Key-words:

multilayer coatings, deformations, fracture, wear
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W artykule analizowano wpływ wielowarstwowej budowy powłok typu ceramika/metal na zwiększenie ich odporności na pękanie i ograniczenie zużycia. Analizowano deformacje i pękanie takich powłok w oparciu o wyniki badań indentacyjnych i tribologicznych. Badano powłoki 8xTi/TiN o różnych stosunkach grubości warstw składowych Ti i TiN, nałożone na stalowe podłoża metodą PLD. Mechanizm deformacji takich powłok polegał na uplastycznianiu warstw Ti i pękaniu warstw TiN, co obserwowano z użyciem mikroskopii transmisyjnej. Analizowano możliwość propagacji pęknięć w kolejnych warstwach składowych ceramicznych i metalowych na skutek powtarzającego się obciążenia przy teście tribologicznym w styku kula–tarcza.

Summary

Ceramic/metal multilayers with a nanometer thickness of layers are new kinds of materials for tribological applications. A stack of hard ceramic and tough metallic layers give coatings with higher hardness, adhesion and wear resistance. In this article, micromechanical properties of Ti/TiN multilayers with different thickness ratios of ceramic to metallic sublayers are presented. Multilayers were deposited on 2H17 ferrite steel by the PLD (Pulsed Laser Deposition) technique. The deformation mechanism based on subsequent fracture of TiN sublayers and followed plastic deformation of Ti around crack were found using TEM examination of thin foils from spherical indents. Tribological tests show the highest wear resistance of 8xTi/TiN multilayer with 1:2 thickness ratio of Ti:TiN (42:83 nm). Slightly lower wear resistance of 8xTi/TiN 1:4 (25:100 nm) is a result of possible crack propagation through the metallic sublayer and the loss of its ability to deflect and terminate cracks. The thinner metallic sublayers, the easier is crack propagation through the coating, but excessively thick Ti sublayers lead to lower hardness and wear resistance. Optimum properties for tested Ti/TiN system could be expected when the metallic sublayer is not thinner than 40nm and metallic to ceramic thickness ratio is 1:2.
∗ Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, 30-065 Kraków, al. Mickiewicza 30, e-mail: .
∗∗ Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN, Kraków 30-059, ul. Reymonta 25.
∗∗∗ Joanneum Research; Laserzentrum Leoben; Austria.
Tribo-10v41n4_p181.pdf (325K)



Andrzej KOTNAROWSKI∗

ANTIWEAR PROPERTIES OF LUBRICANTS MODIFIED WITH METAL PARTICLES

PRZECIWZUŻYCIOWE WŁAŚCIWOŚCI ŚRODKÓW SMAROWYCH MODYFIKOWANYCH CZĄSTKAMI METALI

Key-words:

lubricating oils, metal microparticles, metal nanoparticles, antiwear properties

Słowa kluczowe:

oleje smarowe, mikrocząstki metali, nanocząstki metali, właściwości przeciwzużyciowe
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Summary

The paper presents an influence of lubricant modification with metal particles addition on wear process of tribological couplings elements. Combinations of various materials working in mixed friction condition at rotational or reversible motion were analysed. They were lubricated with, first of all, base oils used for different lubricants compounding which were modified with addition of micro- or nanoparticles of such metals like aluminium, zinc, copper and lead. Presented results attest to positive influence of small quantities of metal particles added to oils on frictional couplings tribological characteristics.

Streszczenie

W artykule przedstawiono wpływ, jaki na proces zużywania elementów skojarzeń tribologicznych wywiera modyfikacja stosowanych w nich środków smarowych, za pomocą dodatku cząstek metali. Przeanalizowano skojarzenia różnych materiałów konstrukcyjnych pracujące w warunkach tarcia mieszanego, przemieszczające się względem siebie ruchem obrotowym i posuwisto-zwrotnym. Do ich smarowania wykorzystano, przede wszystkim, oleje bazowe, stosowane do komponowania różnego rodzaju środków smarowych, natomiast do ich modyfikacji użyto zarówno mikro-, jak i nanocząstek takich metali, jak aluminium, cynk, miedź, molibden, ołów. Zaprezentowane w referacie wyniki badań własnych świadczą o korzystnym wpływie niewielkich ilości cząstek metali, dodawanych do olejów, na charakterystyki tribologiczne smarowanych nimi węzłów tarcia.
∗ Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn, Wydział Mechaniczny, Politechnika Radomska, al. Chrobrego 45, 26-600 Radom, tel.: 606 714 696; e-mail:
Tribo-10v41n4_p191.pdf (701K)


Danuta KOTNAROWSKA∗

OCENA WPŁYWU RODZAJU NAPEŁNIACZA NA ODPORNOŚĆ EROZYJNĄ POWŁOK EPOKSYDOWYCH

ESTIMATION THE INFLUENCE THE TYPE OF FILLER ON THE RESISTANCE TO EROSIVE OF EPOXY COATING

Słowa kluczowe:

erozja powłok epoksydowych, mikrosfery szklane, nanocząstki miedzi

Key-words:

erosion of epoxy coatings, glass microspheres, copper nanoparticles
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

Przedstawiono wpływ mikronapełniaczy oraz nanonapełniaczy na zużycie erozyjne modyfikowanych nimi powłok epoksydowych. Wprowadzone do struktury powłok mikrosfery szklane miały zróżnicowaną średnicę, nieprzekraczającą jednak 30 µm. Natomiast nanonapełniacz stanowiły cząstki miedzi o średnicy 66 nm i udziale masowym 3,5%, a ich udział masowy wynosił 10%. Zastosowane nanocząstki miedzi wpłynęły istotnie na odporność erozyjną modyfikowanych nimi powłok epoksydowych, bowiem odporność erozyjna wzrosła o 46% w porównaniu z powłoką niemodyfikowaną. Uwarunkowane to było przede wszystkim: podwyższeniem twardości powłok, redukcją ich chropowatości, a także wzrostem modułu zachowawczego (sprężystości) E’ powłok modyfikowanych. Najmniejszą odporność erozyjną wykazała powłoka kompozytowa, składająca się z trzech warstw powłoki epoksydowej – modyfikowanej mikrosferami szklanymi. Prawdopodobnie miały na to wpływ: większa chropowatość powłoki kompozytowej, niska odporność mikrosfer szklanych na oddziaływanie cząstek skrawających powłokę lub niska odporność mikrosfer na kruche pękanie, a także słabe ich związanie z tworzywem epoksydowym. Większą odporność erozyjną uzyskano dla trójwarstwowej powłoki epoksydowej z międzywarstwą, modyfikowaną mikrosferami szklanymi. Wzrosła ona o 16% w odniesieniu do powłoki niemodyfikowanej.

Summary

The paper presents influence of micro- and nanofillers on erosive wear of coatings modified with the use of these particles. Glass microspheres of differentiated diameter values not exceeding 30 µm were used as microfiller at a mass share of 10%; whereas, nanofiller copper particles of mean diameter 66 nm were used at a mass share of 3.5%. Copper nanoparticles caused the essential increase of the erosive resistance of the coatings modified with their use, since this resistance increase by 46% in comparison with the erosive resistance of unmodified coatings. It was primarily caused by the increase in the coating hardness, coating roughness reduction, and the increase of the dynamic storage modulus E’ of modified coatings. The composite coating consisting of epoxy layers modified with glass microspheres showed the lowest erosive resistance. It was probably caused by the higher roughness of the composite coating, the low resistance of microspheres to brittle cracking, and their weak bonding with epoxy material. Higher erosive resistance was obtained for a three-layer epoxy coating with interlayer modified with glass microspheres. It increased by 16%, compared with the erosive resistance of the unmodified coating.
∗ Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn, Wydział Mechaniczny, Politechnika Radomska, ul. Chrobrego 45, 26-600 Radom; tel. 696 027 447;
Tribo-10v41n4_p201.pdf (2,8M)



Czesław KOZIARSKI∗, Tomasz TRZASKACZ∗,

Zbigniew FERENC∗∗
WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE

ZWYRODNIAŁYCH STAWÓW SYNOWIALNYCH

TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF DEGENERATE SYNOVIAL JOINTS

Słowa kluczowe:

tribologia, stawy synowialne, zwyrodnienie

Key-words:

tribology, synovial joints, degenerative
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań, które mają na celu określenie wpływu stopnia zdegenerowania chrząstki stawowej człowieka na jej właściwości tribologiczne. Badania te przeprowadzono na drodze doświadczalnej, z wykorzystaniem modeli fizycznych. W badaniach próbka i przeciwpróbka wykonują ruch ślizgowo-toczny, co odpowiada możliwie wiernie ruchowi wzajemnemu powierzchni ciernych w stawie. Wyniki z tych badań posłużyły do oceny wpływu zmian zwyrodnieniowych na zjawiska tribologiczne w chrząstce stawowej. Dostępny materiał badawczy klasyfikowano pod względem uszkodzeń powierzchni chrząstki stawowej. Pozwoliło to na porównanie kolejnych stadiów degeneracji chrząstki i odniesienie ich do zmian parametrów tribologicznych w postaci momentu tarcia i współczynnika tarcia jak i naprężeń stycznych na badanych powierzchniach.

Summary

Joint cartilage in the human body is one of those elements that is most vulnerable to overload and degenerative changes. These changes are influenced by factors such as traffic accidents, lack of physical activates or metabolic disturbances.
In the paper, the results of a research aiming at the determination of the degeneration rate of the cartilage of a human joint on its tribological properties were presented. This experimental research was carried out using physical models.
To carry out this research, a test stand modelling a fundamental scheme of loading and motion for the knee joint had been constructed. The research carried out with this stand included the measurement of the friction moment for different rates of degeneration changes (textural orientation of the cartilage included). The specimen and counter specimen used in the testing are in sliding/rolling contact, which reflects, to a maximum degree possible, the relative motion of frictional surfaces in a joint. The results of this research were used for the evaluation of the influence of degenerative changes on tribological changes in the joint cartilage.
∗ Politechnika Wrocławska Wydział Mechaniczny, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Zakład PKMiT, 50-371 Wrocław, ul. I. Łukasiewicza 7/9; tel.: 71 320 27 73.
∗∗ Politechnika Wrocławska Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Zakład UŚ, Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław.
Tribo-10v41n4_p211.pdf (288K)


Janusz KRAWCZYK∗

WŁASNOŚCI TRIBOLOGICZNE WYBRANYCH STALI KONSTRUKCYJNYCH

TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF THE SELECTED STRUCTURAL STEELS

Słowa kluczowe:

stal konstrukcyjna, mikrostruktura, zużycie, współczynnik tarcia, tribologia

Key-words:

structural steel, microstructure, wear, friction coefficient, tribology
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

Własności tribologiczne stali konstrukcyjnych odgrywają istotną rolę w ich przeróbce plastycznej. Mają one wpływ np. na zużycie walców hutniczych stosowanych do kształtowania z wyrobów na zimno i na gorąco. Jednakże światowa literatura jest uboga, jeśli chodzi o tego typu charakterystyki. Wynika to z trudności w wykonaniu takich badań w warunkach przemysłowych. Dlatego należy odpowiednie symulacje procesów technologicznych wykonać w warunkach laboratoryjnych.
Celem pracy było wykonanie charakterystyki materiałowej wybranych stali konstrukcyjnych pod względem ich własności tribologicznych. Badania tribologiczne wykonano dla 4 stali konstrukcyjnych: S355J0, S235JR, LRAH36 (w postaci płaskowników) oraz 18CrNiMo7-6 (w postaci odkuwki ulepszonej cieplnie).
Charakterystyka tribologiczna stali konstrukcyjnych była prowadzona pod kątem ich zużywania się w kontakcie ze stalą łożyskową 100Cr6. Testy tribologiczne wykonano na urządzeniu T-05. Układ tribologiczny był w postaci pierścienia (przeciwpróbka) trącego po powierzchni próbki. W teście tribologicznym stosowano obciążenie 100 N, próbę prowadzono przy temperaturze pokojowej przez 2000 s.

Summary

Tribological properties of structural steels are essential for their plastic working. They influence the wearing of metallurgical rolls applied for forming cold-rolled and hot-rolled products, among may others. However, the world scientific literature is very limited for such characteristics. This situation results from difficulties in performing the simulations under industrial conditions. Therefore, the appropriate simulations should be done under laboratory conditions.
Supplementing knowledge concerning the influence of the microstructure of structural steel on their tribological properties will allow the proper selection of materials in highly loaded friction pairs.
Performing the material characteristics of the selected structural steels in respect to their tribological properties was the aim of the presented paper.
The tribological tests were carried out for four structural steels: S355J0, S235JR, LRAH36 (produced in a form of flat bars) and 18CrNiMo7-6 (produced in a form of a quenched and tempered forging).
The tribological characteristics of these steels were investigated with regard to their wear when in contact with bearing steel (100Cr6). Tribological tests were carried out on the T-05 device. The tribological system was in the form of a ring (counter sample) rubbing the sample surface. The applied load was 100 N, the tests were performed for 2000 seconds at room temperature.
The performed investigations enabled us to determine the role of the ferrite banding in the wearing mechanism of structural steels, especially in their adhesive wear and the influence of the microstructure on the friction coefficient.
Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. (12) 617-26-19, fax (12) 617-31-90, e-mail: , .
Tribo-10v41n4_p223.pdf (286K)


Stanisław KRAWIEC∗, Michał KRAWIEC∗∗

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH LITOWEGO SMARU PLASTYCZNEGO

ZMODYFIKOWANEGO PROSZKIEM OŁOWIU I PTFE RESEARCH ON THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF A LITHIUM GREASE MODIFIED WITH LEAD AND PTFE

Słowa kluczowe:

smary plastyczne, napełniacze, efektywność smarowania

Key-words:

greases, fillers, lubrication efficiency
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych nad wpływem proszku PTFE i ołowiu na efektywność smarowania kompozycji utworzonych z litowym smarem plastycznym. Badania tribologiczne prowadzono na aparacie czterokulowym z zastosowaniem wytycznych normy PN-76/C-04147. Analizie poddano kompozycje smarowe mające 6% wagowo jednego z przyjętych napełniaczy oraz smar napełniony obydwoma napełniaczami w ilości po 6% wagowych każdego. Dla celów porównawczych wyznaczono również charakterystyki tribologiczne dla dwóch smarów handlowych, tj. Nulonu i Litomosu EP-25. Nulon jest smarem importowanym i zawiera dodatek PTFE. Efektywność analizowanych smarów oceniano według czterech wielkości kryterialnych, tj.: zużycia kulek d, granicznego obciążenia zużycia Goz,, wskaźnika zużycia Ih oraz obciążenia zespawania Fz. Wyniki opracowano statystycznie przy poziomie ufności 95% stosując test t-Studenta. Wyniki eksperymentu przedstawiono graficznie. Stwierdzono bardzo znaczne polepszenie efektywności smarowania kompozycji zawierającej mieszaninę proszku PTFE i ołowiu.

Summary

In the paper, investigations of the influence of powder PTFE and lead on the lubrication efficiency of a composition made with lithium grease are presented. The tribological testing was carried out in agreement with the prescriptions of the Polish standard PN-76/C-04147 using a four-ball apparatus. The analysed compositions contain 6% by weight of each filler, using two types of fillers. In comparison, tribological characteristics of two commercial greases (Litomos EP-25 and Nulon) were investigated. Nulon (imported grease) contains the addition of PTFE. To assess the lubrication efficiency of the tested compositions, four criteria were used (scar diameter of balls d, seizure load Fz, limit wear load index Goz, wear index Ih). The results were statistically handled at a confidence level of 95% using Student’s t-test. Obtained values of the investigation are presented in the form of a graph. It was found that influence of fillers (PTFE and lead) on improvement of lubrication efficiency of the tested compositions is meaningful.
∗ Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Zakład Podstaw Konstrukcji Maszyn i Tribologii, 50-370 Wrocław, ul. Łukaszewicza 7/9, tel. 71 320 40 56, e-mail: stanisław.krawiec@pwr.wroc.pl.
∗∗ Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu, Katedra Aparatury i Inżynierii Procesowej, ul. Komandorska 118/120, 53-345 Wrocław, tel. 71 3680 290,e-mail:
Tribo-10v41n4_p235.pdf (157K)


Alicja LABER∗

WARSTWA GRANICZNA W PROCESIE TARCIA

SURFACE LAYER IN THE PROCESS OF FRICTION

Słowa kluczowe:

smarowanie, własności smarne, warstwa graniczna, zużycie

Key-words:

lubrication, lubricant properties, boundary layer, wear
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące problematyki warstwy granicznej, która odgrywa istotną rolę w procesie tarcia decydując o oporach ruchu oraz zużyciu elementów węzłów tarcia w procesach im towarzyszących. Wykazano, że o warstwie granicznej decyduje wiele czynników zachodzących podczas pracy węzła tarcia.

Summary

Chosen questions were introduced in the article the relating problems of the border layer which deciding about the resistances of the movement and the waste of the elements of the knots of the friction and processes them plays the essential part in the process of the friction concurrent. It was showed that many factors drawing ahead in the work of the knots of the friction decided about the quality of the border shell.
∗ Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Mechaniczny, Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn, ul. prof Z. Szafrana 2, 65-016 Zielona Góra.
Tribo-10v41n4_p245.pdf (275K)


Alicja LABER∗, Krzysztof ADAMCZUK∗

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH POLIAMIDU PA6 I MODARU

THE STUDY OF TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF POLYAMIDE PA6 AND MODAR

Słowa kluczowe:

Właściwości tribologiczne, preparaty eksploatacyjne, poliamid, Modar, warstwa wierzchnia, warstwa graniczna

Key-words:

Tribological properties, eksploational preparation, polyamide, modar, boundary layer, surface layer
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych skojarzeń trących poliamid PA6/ stal C45 i Modar/ stal C45 w warunkach tarcia suchego oraz w obecności smarów plastycznych M11, M16 oraz ŁT4-S3. Badania właściwości tribologicznych wykonano za pomocą maszyny tarciowo-zużyciowej typu Amsler. Wyznaczono wpływ rodzaju skojarzenia trącego i rodzaju środka smarowego na właściwości tribologiczne.

Summary

This paper presents the results of the associations of tribological properties on the friction of polyamide PA6 / steel and Modar C45 / C45 steel in dry friction conditions, and greases in the presence of M11, M16 and ŁT4-S3. Studies of tribological properties were performed using the friction-wear machine Amsler type. The study determined the impact of such associations between friction and the choice of lubricant on tribological properties.
∗ Uniwersytet Zielonogórski – Zakład Obróbki Ubytkowej i Eksploatacji Maszyn.
Tribo-10v41n4_p263.pdf (1020K)


Stanisław LABER∗, Agnieszka LABER∗∗

OCENA WŁASNOŚCI SMARNYCH WYBRANYCH ŚRODKÓW SMAROWYCH STOSOWANYCH W EKSPLOATACJI URZĄDZEŃ DŹWIGOWYCH

EVALUATION OF LUBRICATING PROPERTIES OF SELECTED LUBRICANTS USED IN EXPLOITATION OF CRANE

Słowa kluczowe:

właściwości tribologiczne, preparaty eksploatacyjne, warstwa wierzchnia, warstwa graniczna

Key-words:

tribological properties, eksploational preparation, boundary layer, surface layer
TRIBOLOGIA v41, nr 4, 2010, (232)

Streszczenie

W publikacji przedstawiono wyniki badań własności smarnych olejów handlowych silnikowego 10W40 Turbo Diesel oraz hydraulicznego Hydrol L-HL 46 oraz te same oleje handlowe modyfikowane 5% stężeniem objętościowym preparatem eksploatacyjnym (PE) MOTOR LIFE PROFESIONAL (MLP). Badania wykazały celowość modyfikowania przyjętych do badań olejów PE MLP. Polepszyły się własności smarne olejów, a zwłaszcza trwałość warstwy granicznej oraz odporność na zużycie.

Summary

This paper presents the results of research the lubricating properties of oil 10W40 Turbo Diesel and Hydrol L-HL 46, and the same oils modified with PE MLP.
The research showed the advisability of modifying oils with PE MLP. The lubricating properties of oils used this study improved, especially the durability of the surface layer and the resistance to wear.
∗ Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Mechaniczny, ul. prof. Z. Szafrana 4, 65-246 Zielona Góra.
∗∗ Poszukiwania Naftowe „Diament” Sp. z o.o., ul. Naftowa 3, 65-705 Zielona Góra.
Tribo-10v41n4_p275.pdf (3,4M)

Dalej: Uzupełnienie od: Volf Leshchynsky at.al. do Mariusz Liszewski ...