Streszczenie

W opracowaniu przedstawiono próbę usystematyzowania problematyki badawczej tribologii według kryterium ogólności zadań poznawczych. Do systematyki wykorzystano istniejącą w sztuce wojennej strukturę obejmującą strategię, sztukę operacyjną i taktykę. Pojęcia te adaptowano do celów zadań poznawczych tribologii i wyprowadzono z nich wnioski użytkowe.

Summary

This paper presents an attempt at systematising the issues of tribology research according to the criterion of general cognitive tasks. The existing structure covering strategy, operational art and tactics were used for the systematic attempt like in the art of war. These concepts were adopted for the cognitive tasks of the tribology and the useful conclusions were derived from them.
① Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań.
Tribo-12v43n2_p009.pdf ( 89K)

Summary

With the aim to increase the resistance of GUR 1050 polyethylene to plastic deformation and abrasive wear, modification through radiation was applied. Compression tests of up to 300 MPa showed an increase in resistance to permanent deformation. This has been confirmed with microindentation and sclerometry tests. Scratch test indicated a lower tendency of the carved material to chipping than to uplift in all operational deformations. The domination of the micromechanism of the formation of ridges allows the material to retain a small decrease in resistance to wear. The parameters of microtests may be used for the purpose of the evaluation and selection of the polymers used in friction joints in medicine and technology.

Streszczenie

W celu podwyższenia odporności polietylenu GUR 1050 na odkształcenie plastyczne i zużycie ścierne zastosowano modyfikację radiacyjną. Badania w zakresie naprężeń do 300 MPa wykazały wzrost odporności na deformację trwałą. Potwierdzono to testami mikroindentacyjnymi i sklerometrycznymi. Scratch test wykazał, że w całym zakresie odkształceń eksploatacyjnych występuje mniejsza skłonność do wykruszania materiału wyżłobionego niż do jego plastycznego wypiętrzania. Dominacja mikromechanizmu bruzdowania pozwala zachować niewielki spadek odporności na zużycie. Parametry mikrotestów mogą być wykorzystywane do diagnozowania i selekcji polimerów stosowanych w medycznych oraz technicznych węzłach tarcia.
① University of Silesia, Department of Materials Science, Faculty of Computer Science and Materials Science, Street Śnieżna 2, PL-41-200 Sosnowiec, Poland, fax. +48323689572, e-mail: .
Tribo-12v43n2_p023.pdf (210K)

Streszczenie

W pracy przedstawiono problem niszczenia erozyjnego łopatek turbin parowych. Omówiono aktualne sposoby ich zabezpieczenia z wykorzystaniem stellitowych nakładek ochronnych. Wskazano na wady tego sposobu przeciwdziałania erozji związane m.in. z możliwością ich odrywania się podczas pracy. Zaprezentowano metodę zabezpieczenia piór łopatek stosowanych w turbinach parowych poprzez wytwarzanie na ich powierzchni metodą napawania laserowego powłok ochronnych. Przeprowadzona rewizja turbiny po 11 miesiącach doświadczalnej eksploatacji wykazała, że łopatki z napawanymi warstwami, w porównaniu z łopatkami bez zabezpieczenia, wykazują mniejsze zużycie erozyjne, zwłaszcza z powłoką materiału stellit 6. Zastosowanie technologii napawania laserowego powłok zapewnia niezawodność procesu wytwarzania i wysoką jakość wytwarzanej warstwy.

Summary

In this study, the problem of steam turbines’ blades erosive destruction is analysed. The currently used methods of blade protection using stellite 6 protective plates is outlined in this study. The advantages of this method are also mentioned, i.e. the plates falling off during turbine operation. A method of steam turbine blade protection obtained in the process of protective coatings produced by laser cladding on the blades’ surface are also presented. After 11 months of the turbine operation, an examination of its condition was conducted. The examination indicated that the blades with the coating were less eroded, especially those cladded with stellite 6, than the blades without the coating. It was proved that laser cladding of the coatings ensures the best process of their production and the high quality of the coating.
① Politechnika Śląska, Katedra Nauki o Materiałach, ul. Z. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice.
Tribo-12v43n2_p031.pdf (336K)

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań siły tarcia między iglicą a korpusem rozpylaczy silników okrętowych. Badano wykonane ze stali stopowej rozpylacze tłokowych silników spalinowych zasilanych olejem napędowym lub paliwem pozostałościowym. Do badań wybrano rozpylacze spośród eksploatowanych w naturalnych warunkach, w których stwierdzono stan niezdatności lub wymieniono je profilaktycznie. Badano rozpylacze przy obecności paliwa lub oleju o zbliżonych własnościach, jak również wykonano pomiary czasów wysuwania się iglic z korpusów rozpylaczy dla stopniowanych ich położeń w płaszczyznach względem osi podłużnej w korpusie rozpylacza.
Wykonano pomiary geometryczne par precyzyjnych i badano wpływ wymiarów oraz błędów kształtu i położenia części prowadzących na wartości sił tarcia. Badano wpływ położenia kątowego iglicy względem korpusu rozpylacza i mierzono również luz średnicowy między korpusem a iglicą rozpylacza oraz badano jego wpływ na wartość maksymalnej siły tarcia.
Badania siły tarcia przeprowadzono na dwóch stanowiskach, w zależności od jej wartości. Pierwsze z nich wykonane było we własnym zakresie do wyznaczania maksymalnej siły tarcia z wykorzystaniem obciążania siłami ciężkości, a drugie stanowisko przeznaczone było do badań wytrzymałości próbek na rozciąganie.
Na wartość maksymalnej siły tarcia między korpusem i iglicą rozpylacza ma wpływ stan współpracujących powierzchni oraz ich wzajemne usytuowanie, zanieczyszczenia itp.
Przeprowadzone badania miały na celu wyznaczenie składowej siły tarcia i/lub czasu wysuwania się iglicy w zależności od kąta obrotu iglicy w korpusie rozpylacza, od luzu, rodzaju zastosowanych środków smarowych oraz masy iglicy.

Summary

This article presents the results of the friction force between the needle and the nozzle body of marine diesel engines. Injectors made of the alloy steel of piston internal combustion engines fed with diesel oil or residual fuel were investigated. Injector nozzles from among the jets operated in natural conditions in which was found the state of unfitness or replaced preventively are investigated. Nozzles were tested in the presence of fuel oil or oil with similar properties, as well as measurements of ejection time choking the nozzle at different angles of the rotation respect to the longitudinal axis of the nozzle needle in the body.
Geometrical measurements were made of precision pairs to investigate the effect of the dimensions and shape and location errors on the values of friction forces. The influence of the angular position of the needle tip relative to the body are investigated, and precise measurements of the diameter clearance between the frictional couple were taken to study its effect on the value of the maximum friction force.
The research of the frictional forces was carried at two test stands, depending on its value. The first test stand was designed by the author for appointing the maximum using gravitational loading, and the second stand was intended to research the durability of samples to stretching. The value of the maximum force of friction between the body and the needle tip is influenced by the condition of mating surfaces and their mutual positioning, pollution, etc.
The research aimed to determine the component of friction force and/or the time of the withdraw of the needle depending on the angle of the turnover of the needle in the nozzle body, clearance, kind, applied medium and masses of the needle.
① Akademia Morska, Instytut Eksploatacji Siłowni Okrętowych, ul. Wały Chrobrego 2, 70-500
Tribo-12v43n2_p041.pdf (275K)

Streszczenie

W pracy zaprezentowano wyniki współczynników zużywania ściernego Kc, wybranych powłok PVD wyznaczonych metodą ball-cratering. Podstawowym problemem, jaki należało rozwiązać, był dobór odpowiednich dla badanej powłoki, wartości parametrów pracy węzła tarcia w metodzie ball-cratering: obciążenia, prędkości obrotowej oraz drogi tarcia minimalnej, maksymalnej. Parametry te opracowano na podstawie wyników eksperymentów optymalizacyjnych zaplanowanych z wykorzystaniem metody optymalizacji jakości G. Taguchiego. Wyznaczone parametry pracy węzła tarcia zostały zastosowane do przeprowadzenia testów tribologicznych mających na celu wyznaczanie współczynników zużywania ściernego powłok przeciwzużyciowych. W wyniku przeprowadzonych eksperymentów zbadano odporność na zużywanie ścierne wybranych powłok PVD będących przedstawicielami powłok wielowarstwowych, złożonych, wieloskładnikowych i hybrydowych.

Summary

The present work shows the micro-abrasive wear resistance of CrN, AlTiN, AlCrN, (TiN/AlCrN)x5 coatings and composite layers, including nitrided layer/CrN, nitrided layer/AlTiN coatings on hardened AISI H13.
The research method applied to determine the abrasion resistance of the coatings by a micro-abrasion wear tests is based on the ball-cratering method. A series of resistance tests to abrasive wear performed using ball-cratering method were conducted in accordance with the test plan based on the Taguchi design. Variable test parameters were load, the speed of ball rotation, and sliding distance. A measuring device, an optical microscope, was used to take photographs and measure the diameters of the wear traces visible in the form of craters received after the performance of tribological tests. The experiments were carried out using the combination of tribological test parameters based on nine experiments (L9) of Taguchi orthogonal design with three variable test parameters: load, speed of ball rotation, and sliding distance. The results of the abrasive wear tests performed using ball-cratering method on duplex and non-duplex coatings were successfully verified by using the Taguchi optimisation program. Optimisation of the tribological test parameters based on the Taguchi method has been found to be very efficient and convenient for the investigation of the abrasive wear rate of the antiwear coatings.
① Instytut Technologii Eksploatacji – PIB, ul. K. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom.
Tribo-12v43n2_p059.pdf (378K)

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki analizy teoretycznej zintegrowanego poprzeczno-wzdłużnego walcowo-czołowego łożyska hydrostatycznego, w której uwzględniono wpływ prędkości obrotowej na przemieszczenie osiowe wywołane zewnętrzną siłą statyczną. Wyprowadzoną zależność zweryfikowano badaniami doświadczalnymi.

Summary

In this paper, the author presents the theoretical analysis of the combined journal and thrust hydrostatic bearings. An attempt has been made to take into account the spindle rotational speed in the analysis of its axial displacement caused by the longitudinal external force. The derived theoretical relationship was verified experimentally using the spindle unit of a grinder with an analytical front support. For the analysed geometric bearing dimensions, the derived dependencies show high compatibility with the results of experimental studies.
① Politechnika Łódzka, Instytut Obrabiarek i TBM, ul. Stefanowskiego 1/15; 90-924 Łódź, tel.: 042 631 23 00, mail:
Tribo-12v43n2_p069.pdf (269K)

Streszczenie

W artykule przedstawiono, opracowane w Instytucie Technologii Eksploatacji – PIB w Radomiu, urządzenie i metodykę badań tribologicznych kół zębatych stożkowych o łukowej linii zęba. Koncepcja opracowania takiego urządzenia wynikła z problemu zgłaszanego przez niektórych wytwórców urządzeń zawierających koła zębate stożkowe (np. motoreduktorów), związanego ze zwiększeniem wiarygodności badań – do tej pory szeroko stosowane są urządzenia i metody badania wyłącznie kół zębatych walcowych o zębach prostych, których geometria wyraźnie różni się od geometrii kół stożkowych.
Wobec braku norm dotyczących tribologicznych badań kół zębatych stożkowych opracowano własną metodykę badawczą. Dotyczy ona badania najgroźniejszych form zużywania kół zębatych stożkowych, takich jak zacieranie oraz powierzchniowe zużywanie zmęczeniowe (pitting). Celem zastosowania tych metod będzie zbadanie wpływu olejów przekładniowych oraz nowoczesnych sposobów modyfikacji powierzchni poprzez nanoszenie cienkich, twardych powłok niskotarciowych na wyżej wymienione formy zużywania kół zębatych. Konieczność takich badań podyktowana jest potencjalnymi wymaganiami stosowania olejów ekologicznych (z bazami naturalnymi) oraz tendencją do redukcji temperatury pracy w przekładniach (na skutek zmniejszenia tarcia), co można osiągnąć np. poprzez zastosowanie powłok niskotarciowych na zębach kół.

Summary

The paper presents a test rig and methods developed at the Institute for Sustainable Technologies in Radom for the tribological testing of spiral bevel gears. The idea resulted from a problem announced by some manufacturers concerning devices in which bevel gears are used (e.g. gearmotors), concerning an improvement in the reliability of the tests. Until now, widely used test devices and methods have allowed researchers to perform runs on only spur gears having the tooth geometry different than the geometry of bevel gears.
Because there is a lack of the standardised, tribological test methods concerning bevel gears, test methods have been developed by the authors. They relate to research on the most dangerous modes of wear of bevel gears, such as scuffing/seizure and surface fatigue (pitting). The aim of these tests will be the determination of an effect of gear oils as well as modern techniques of surface modification by the deposition of thin, hard, low-friction coatings, on the mentioned modes of wear. This approach results from a potential requirement concerning the introduction of ecological oils (with a natural base) for the lubrication of gears, and the tendency to a reduction in the bevel gear temperature (due to lower friction), which is achievable through the application of low-friction coatings on the teeth of bevel gears.
① Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Tribologii, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel. 48 364-42-41 w. 209, e-mail:
Tribo-12v43n2_p083.pdf (1.4M)

Streszczenie

W opracowaniu przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań doświadczalnych z zakresu modyfikowania warunków pracy węzłów tarcia preparatem eksploatacyjnym. W ramach pracy przeprowadzono doświadczalne badania ubytku masy na stanowisku AMSLER próbek smarowanych czystym i zanieczyszczonym olejem przekładniowym, do którego dodano rozpatrywany preparat eksploatacyjny. Oprócz wyznaczenia ubytku masy, przeprowadzono pomiary chropowatości i badania mikroskopowe powierzchni współpracujących próbek. Wykazano istotną poprawę właściwości tribologicznych węzłów tarcia związaną z zastosowaniem rozpatrywanego preparatu eksploatacyjnego.

Summary

The study presents the results of experimental research in the scope of modifying the operating conditions of friction pairs with the use of an exploitation supplement. Within the study, experimental research at AMSLER test rig was carried out in order to examine the mass loss of samples lubricated with clean and contaminated gear oil to which the exploitation supplement was added. Apart from the determination of the mass loss, measurements of roughness and microscopic examinations of mating samples were performed. A significant improvement in the tribological properties of friction pairs was demonstrated, which was associated with the use of the examined refiner.
① Politechnika Śląska, Instytut Mechanizacji Górnictwa, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, e-mail:
+ 2 strony następnego artykułu Tribo-12v43n2_p097.pdf (332K)

Streszczenie

Przekładnie zębate stosowane w układzie napędowym maszyn roboczych, a szczególnie ładowarek kołowych narażone są na wysokie i zmieniające się w dużym zakresie obciążenia eksploatacyjne. Prowadzenie badań eksploatacyjnych wymaga odpowiedniego środowiska w sensie możliwości urabiania ziemi lub przeładunku materiałów sypkich, jak również łączy się z dużymi kosztami finansowymi.
Stosuje się zatem badania stanowiskowe z masami bezwładnościowymi umocowanymi na wale wyjściowym przekładni do mostu przedniego i mostu tylnego ładowarki kołowej. Odpowiednio obliczone masy uzyskujące odpowiednie prędkości obrotowe w czasie badań wywołują obciążenia przekładni zębatej odpowiadające obciążeniom eksploatacyjnym podczas rzeczywistej pracy ładowarki. Niejednokrotnie obciążenia w badaniach stanowiskowych w umownej jednostce czasu przewyższają liczbę wartości szczytowych obciążeń mierzonych w warunkach eksploatacji ładowarki.
Określenie charakterystyki badanej przekładni zębatej wymaga wykonania badań, na podstawie których określa się wartości przekładni hydrokinetycznej, momentu obrotowego na wyjściu przekładni zębatej oraz prędkości obrotowej. Do przełączania biegów niezbędne jest określone ciśnienie oleju, które mierzono we wszystkich sprzęgłach występujących w przekładni.
Wyniki badań ilustrowane wykresami wskazują na spadek prędkości obrotowej na wale wejściowym przekładni podczas przełączania biegów oraz na wzrost ciśnienia oleju w poszczególnych sprzęgłach w funkcji czasu.

Summary

Toothed gears used in power transmission systems in heavy machinery, particularly wheel excavators, are subjected to a high and fluctuating service load. Operating tests are costly because they require the proper environment in the context of earth working or loading loose materials. Workshop tests are therefore performed with an inertial mass attached on the gear shaft to the front and rear axle of a wheel excavator. Calculated masses ensuring the appropriate rotational speeds during the tests give rise to the toothed gear loads which correspond to the service loads experienced when in service. The loads in workshop tests of wheel excavators carried out in a predefined time unit often exceed the peak loads measured while in service.
Finding the characteristics of the toothed gear requires further tests to determine the properties of a hydrokinetic torque converter and toothed gear output torque and rotational speed. Gear change requires a precisely controlled oil pressure, which is also analysed in individual couplings of the gear. The results supported by charts reveal a decrease in rotational speed of the toothed gear input shaft during the change of gears and an increase in oil pressure in individual couplings over time.
① Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja, ul. Balicka 122, 30-149 Kraków, tel. 12 662 47 62, fax 12 662 47 50, e-mail:
Tribo-12v43n2_p107.pdf (286K)