Streszczenie

W artykule omówiono wpływ warunków pracy grupy tłokowo-cylindrowej w silniku spalinowym na właściwości tribologiczne materiału kompozytowego W6A.22A (6061+20%mAl2O3) współpracującego z żeliwem EN-GJL-350. W celu sprawdzenia przydatności kompozytu do wytwarzania tulei cylindrowych silników spalinowych małej mocy wykonano badania tribologiczne na testerze laboratoryjnym w temperaturach, w jakich pracuje grupa tłok–cylinder silnika spalinowego. Badania wykonano bez obecności środka smarnego. Wyniki badań pozwoliły na określenie wpływu temperatury, obciążenia i prędkości współpracy na współczynnik tarcia oraz zużycie współpracujących materiałów.

Summary

In this article, an influence of working conditions of a pairing piston–cylinder liner on tribological properties of the W6A.22A (6061+20%mAl2O3) composite material and the EN-GJL-350 cast iron mated with it has been studied. To investigate the possibilities of using the composite for cylinder liners of small power combustion engines, laboratory tribological tests have been carried out. These tests have been performed on a pin-on-disc apparatus in thermal conditions corresponding to those of a pairing piston–cylinder liner. These tests have been carried out according to the Hartley’s plan of experiment. Their results have been utilised to determine the influence of temperature, pressure and sliding speed on the friction coefficient and mass loss of the rubbing materials. Obtained dependencies have been described with quadratic functions and presented on 3D graphs. An analysis of these graphs revealed that tested parameters have a significant influence on the coefficient of friction and the wear behaviour of investigated materials.
Wear mechanisms have been studied with the aid of optical microscopy. Results of microscopic observations indicate that abrasive wear is the dominant wear mechanism in majority of researched conditions; whereas, in severe cases, adhesive wear has been observed.
∗ Politechnika Śląska, Katedra Eksploatacji Pojazdów Samochodowych, ul. Z. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, tel. 032 603 41 87, e-mail: , tel. 032 603 42 65, e-mail: .
Tribo-08v39n3_p281.pdf (1.21 Mb)

Streszczenie

Polimery jako materiały konstrukcyjne wykorzystywane do budowy węzłów tarcia charakteryzują się odmiennymi właściwościami w stosunku do typowych materiałów ślizgowych. Wynika to przede wszystkim z dużego powinowactwa tworzyw sztucznych oraz występowania na ich powierzchni reaktywnych wiązań i ugrupowań zdolnych do tworzenia trwałych połączeń adhezyjnych ze współpracującą powierzchnią. Stwarza to wiele problemów badawczych oraz wymusza konieczność opracowy- wania nowych procedur optymalnego doboru materiałów na węzły tarcia, uwzględniających oddziaływania fizykochemiczne, występujące w polimerowo-metalowych skojarzeniach tarciowych.

Summary

Polymers, as the engineering materials, utilise to build the friction pairs, are characterised by different specificity in comparison to typical sliding materials. First, it is the result of large affinity plastics and existence on theirs surface reactive bonds and groups capable of creating adhesion with the co-operating surface. It causes a lot of research problems, and it obliges the necessity to work out new procedures for the best selection of materials to build friction pairs, considering physical and chemical interactions between metal-polymer friction couple.
∗ Politechnika Radomska, Wydział Materiałoznawstwa, Technologii i Wzornictwa, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom.
∗∗ Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, Krasickiego 54, 26-600 Radom, tel. +48 (48) 3617600.
∗∗∗ Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel. (048) 364-42-41, fax (048) 364-47-65.
Tribo-08v39n3_p289.pdf (1.35 Mb)

Summary

The formation of the upper contact layer of copper wire in the multistage drawing process is similar to the phenomenon of copper drawing in the presence of a liquid, surface active agent. It may be hypothesised that the Rebinder's process in copper drawing can also exist in the copper wire drawing process in an industrial setting. The process takes place in several stages. The plastic deformation of the upper layer is changing in a diversified way. The phenomenon occurs in the upper layer of drawn material and are the reason for the strength and plastic deformation feature changes and the show dissimilarity of the feature of surface layers and the layer situated deeper.

Streszczenie

Powstawanie technologicznej warstwy wierzchniej drutu miedzianego w procesie ciągnienia wielostopniowego wykazuje duże podobieństwo do zjawisk występujących przy rozciąganiu miedzi w środowisku cieczy powierzchniowo aktywnej. Można postawić hipotezę, że zjawisko Rebindera zachodzące przy rozciąganiu miedzi może również zaistnieć w warunkach technologicznych przy ciągnieniu drutu miedzianego.
Zjawiska zachodzące w warstwie wierzchniej ciągnionego materiału są przyczyną zmiany własności wytrzymałościowych i własności plastycznych w warstwach materiału, leżących blisko powierzchni w stosunku do warstw wewnętrznych.
∗ Zakład Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Akademia Górniczo-Hutnuicza, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, e-mail: .
Tribo-08v39n3_p303.pdf (359.49 Kb)

Streszczenie

Poślizg materiałów metalicznych po lodzie i śniegu oraz wzajemne oddziaływanie pary tribologicznej twardy materiał–lód są zjawiskami istotnymi dla eksploatatorów środków transportu pracujących w zimowych warunkach klimatycznych oraz ich producentów, a w szczególności dla klubów i sportowców korzystających z zimowego sprzętu sportowego.
Bazując na wynikach doświadczeń przeprowadzonych na stanowiskach badawczych i praktycznych, w pracy wyjaśnione zostaną: zjawisko poślizgu płozy po lodzie i śniegu, wzajemne oddziaływanie pary tribologicznej twardy materiał–lód, optymalizacja poślizgu, wpływ zastosowania i kryteria doboru nowych materiałów. Artykuł opracowano w oparciu o badania przeprowadzone w innych krajach i według wiedzy autorów jest to pierwszy artykuł tribologiczny w Polsce na ten temat.

Summary

The slide of the metallic materials on ice and snow, as well as the interplay of the tribological couple (hard material – ice) are the essential phenomena for the exploiters of conveyances, working in the winter climate conditions, and their producers, but especially for the clubs and sportsmen using winter sport equipment. Based on the results of experiments carried out on research and practice stands, this work will clarify the following: the skid-slide phenomenon on ice and snow, the interplay of the tribological couple: hard material – ice, slide optimisation, the influence of the application and the criteria for the selection the new materials. The article is based on the research conducted in other countries and, according to the author’s knowledge, this is the first such tribological one in Poland.
∗ Zakład Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Akademia Górniczo-Hutnuicza, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, e-mail: .
∗∗ Absolwent AGH.
Tribo-08v39n3_p313.pdf (175.16 Kb)

Streszczenie

W pracy przedstawiono eksperymentalne wyniki pomiarów siły tarcia w adhezyjnym złączu próbek stalowych. Obciążanie złącza płaskich próbek momentem skręcającym powodowało zazwyczaj skokowe zrywanie połączeń adhezyjnych natychmiastowe tworzenie nowych. W niektórych pomiarach obserwowano odmienne charakterystyki tych złącz, polegające na trwającej dłuższy czas relaksacji siły tarcia, wynikającej z pełzania, odpowiadającej zachowaniu lepkosprężystemu ciała. Postawiono hipotezę, że przyczyną tego zjawiska może być przypadkowe nagromadzenie wad powierzchni, głównie wakansów.

Summary

In the paper, the results of measurements of the friction force in an adhesion joint of steel specimens are presented. The loading of flat specimens with a torsion moment usually resulted with a sudden interruption of the adhesion joint and the intermediate creation of a new joint. In some of the measurements, different characteristics of force vs. time are observed. The relaxation had occurred that consisted in a gradual decrease of the friction force to zero according to an exponential function. This characteristic of an adhesive frictional joint of metal elements corresponds to the viscous-elastic proprieties of the specimen material. A hypothesis was put forward that contributes this behaviour to an accidental accumulation of surface faults, mostly vacancies.
∗ Politechnika Wrocławska, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Zakład Podstaw Konstrukcji Maszyn i Tribologii, ul. Łukasiewicza 7/9, 50-370 Wrocław, tel. 71 3203008, e-mail: .
Tribo-08v39n3_p333.pdf (325.48 Kb)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań własności smarnych oleju przekładniowego SPIRAX HD 90 modyfikowanego preparatem eksploatacyjnym o działaniu chemicznym (M) oraz na bazie metali miękkich (R).
Oznaczono własności smarne charakteryzujące przeciwzatarciowe i przeciwzużyciowe działanie środków smarowych (obciążenie zespawania Pz, wskaźnik zużycia pod obciążeniem Ih, graniczne obciążenie zużycia Goz) oraz charakteryzujące trwałość warstwy smarowej służącej do wyznaczenia warunków, w których następuje zniszczenie tej warstwy i rozpoczęcie zacierania (obciążenie niezacierające Pn oraz obciążenie zacierające Pt).

Summary

This paper presents the results of investigations of the lubricating property of gear oil SPIRAX HD 90 modified with preparation exploational of the chemical acting on soft metals. The author qualified the property of the lubricate by the characterising anti-seizure and the anti-wear of the lubricating agents (the welding load Pz, wear under load factor Ih and the limiting load of waste Goz, as well as characterising the durability of lubricative layer and servants to delimitation of conditions, in which follows the destruction this layer and the beginning of seizing (load not causing seizure Pn and the oad causing seizure Pt).
∗ Poszukiwania Naftowe „Diament” Sp. z o.o., ul. Naftowa 3, 65-705 Zielona Góra, tel: (0 68) 32 95 555.
Tribo-08v39n3_p339.pdf (56.23 Kb)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych z próby spęczania na zimno pierścieni wykonanych ze stopu Ti6Al4V. Uwzględniono wpływ mikrogeometrii powierzchni na charakter współpracy pary trącej. Wyniki badań eksperymentalnych porównano z wynikami symulacji numerycznej. Do obliczeń numerycznych wykorzystano program ADINA System, bazujący na metodzie elementów skończonych. W modelu numerycznym założono sprężyste właściwości materiału matryc oraz sprężysto-plastyczne właściwości odkształcanego materiału. Ze względu na symetrię osiową procesu przyjęto dwuwymiarowy model osiowo-symetryczny. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych pokazujące zmianę płynięcia materiału na skutek różnych warunków tarcia.

Summary

Friction has a large influence on the course of the metal forming process. Many authors point to the complexity of the frictional processes occurring between the deformed material (especially titanium alloys) and the tools (steel). It results from the physical and chemical properties of titanium alloys and the particular conditions occurring in the metal forming processes. Complexity of the phenomena occurring in the contact zone causes that frictional hypotheses do not meet reflection in tests. It can be stated that the agreement between frictional hypotheses and real conditions worsens with increasingly difficult frictional conditions. The present-day knowledge does not allow for defining one universal hypothesis describing frictional conditions in relation to the metal working processes. The research mainly concentrates on the determination of the influence of the individual parameters on the frictional state of the specific frictional pair. Some tests show that the microgeometry of the contact surface affects the kind and character of the contact phenomena significantly.
Numerical simulation is the only method allowing for the determination of the plastic strains in the deformed material. It is very difficult, or even impossible, to obtain such information by other methods. In most cases of the numerical simulations, the surface roughness is neglected because of a large number of the finished elements needed for modelling the process. Generally, such a simplification is justified and does not affect the calculation results significantly.
In the paper, an influence of the contact microgeometry (surface roughness) on the deformation process was analysed. The numerical simulation of the upset forging of the titanium rings was carried out with the ADINA System v. 8.3, based on the finite element method. In the numerical model, the elastic properties of the die material and the elastic-plastic ones of the deformed material were assumed. According to the axial symmetry of the process, a 2-D model with axial symmetry was applied. The numerical model geometry of the upper and lower surface of the ring was varied in order to show a difference between a smooth and rough surface. The surface topography of the sample and dies was imaged. Imaging was produced of the surface roughness aimed at analysing the influence of the contact microgeometry on the course of the deformation process in the top layer of the deformed ring. The calculation results showing some changes in material flow resulting from different frictional conditions were compared with the test results. The “ring test” for Ti6Al4V alloy rings was carried out. Additionally, metallographic specimens of the deformed rings were obtained and analysed.
It is observed that, with worsening frictional conditions, the rate of plastic deformation in the top layer increases. The local values of the plastic strains occurring at the unevenness tops can exceed limit values, and material decohesion appears. It is especially dangerous in the case of titanium deformation because the fractures, which are invisible at the beginning, develop suddenly after the end of the forging process.
∗ Politechnika Częstochowska, al. Armii Krajowej 21, 42-200 Częstochowa, tel. (34) 3250609, e-mail: ; .
Tribo-08v39n3_p347.pdf (735.49 Kb)

Streszczenie

W pracy, uwzględniając wymagania parametrów węzła tarcia zbudowanego z użyciem powłok eutektycznych, naniesionych na powierzchnię robocza próbek omówiono koncepcję modernizacji zespołu badawczego maszyny Amslera. Zaproponowano zmianę węzła tarcia z układu tarcza–tarcza na skojarzenie trzpień–tarcza. Przyjęte rozwiązanie zapewnia badanie od 3 do 6 próbek w warunkach tarcia suchego lub płynnego zgodnie z zadanymi wartościami nacisków jednostkowych i prędkości. Wprowadzono wspomaganie komputerowe do rejestracji i opracowania wyników pomiarów. Opracowana modernizacja miała na celu przystosowanie stanowiska do badania właściwości tribologicznych powłok z materiałów eutektycznych układu Fe-Mn-C-B.

Summary

This work describes the conception of the modernisation of the research unit of an Amsler machine, taking into consideration the demands of the parameters of friction pair elements with the use of eutectic alloys coated on samples working surface – Fig. 1. This work proposes to substitute friction pair elements in disk on disk unit for association pin on disk.
The adopted solution of research head assure tests from 3 (Fig. 2) to 6 samples in dry or liquid friction conditions in accordance with assumed values of unit pressure and velocity. Additionally, computer support was brought to record and draw up the results of measurements.
The devised modernisation had in view the adaptation of a test bench to research the tribological characteristics of eutectic alloys. It provided the possibility of simultaneous research into a set of samples with eutectic alloys from the Fe-Mn-C-B system. It enabled widening and increasing the accuracy and efficiency of conducted research at the same time. Established goals were accomplished through designing and executing the new structure of test head and computer support introduction to recording and drawing up the results of measurements.
∗ Politechnika Lubelska, Wydział Podstaw Techniki, Katedra Podstaw Techniki, ul. Nadbystrzycka 38, 20-618 Lublin, tel: (0-81) 538-44-89, (0-81) 538-46-74, fax: (0-81) 538-46-71, e-mail:
Tribo-08v39n3_p357.pdf (596.65 Kb)

Streszczenie

W artykule przedstawiono relacje między parametrami technologicznej i cechami eksploatacyjnej warstwy wierzchniej. Wyznaczono zbiór parametrów i cech, jakie te relacje determinują.
Analizie poddano zjawiska towarzyszące zmianom warstwy wierzchniej (WW) pod wpływem wymuszeń zewnętrznych. Podzielono
je na dwa etapy: pierwszy – transformację technologicznej warstwy
wierzchniej i drugi – transformację eksploatacyjnej warstwy wierzchniej.
Określono również zbiór wymuszeń determinujących zmiany na tych dwóch etapach transformacji warstwy wierzchniej dla różnego rodzaju styku elementów pary kinematycznej (skoncentrowany lub rozłożony).
Potwierdzono także, że od cech WW ukonstytuowanej w wyniku realizacji założonego procesu technologicznego zależą: mechanizm, intensywność i skutki procesu zużywania.

Summary

In this paper, the relationships between parameters of technological and service generated layer features are presented. The set of essential features that these relationships effected is also determined.
The analysis is conducted for phenomena occurring under the influence of external loads, which are concurrent with changes of the surface layer. Described changes were divided into two stages: first - the transformation of technological layer, and second – the transformation of the service generated surface layer.
The set of forces that determine changes in these two transformation phases in dependence on the type of the element of the kinematic pair contact (concentrated or spread) was also defined.
It was confirmed that the wear process run – its mechanism, intensity and results – depend on the features of the surface layer, constituted as a result of the realisation of the assumed technological process.
∗ Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Wydział Mechaniczny, ul. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-789 Bydgoszcz, tel.: (052) 340-86-56, e-mail:
Tribo-08v39n3_p365.pdf (77.75 Kb)