| |
4-2003 TRIBOLOGIA
Janina ADAMUS*
* Instytut Obróbki Plastycznej, Inżynierii Jakości i Bioinżynierii Politechniki Częstochowskiej, ul. Armii Krajowej 21, 42-200 Częstochowa.
ZASTOSOWANIE POWŁOK PRZECIWADHEZYJNYCH W NARZĘDZIACH DO TŁOCZENIA
AN APPLICATION OF THE ANTIADHESIVE LAYERS IN THE TOOLS FOR SHEET METAL FORMING PROCESSES
Key-words:
friction, wear, lubrication, antiadhesive layer, technological lubricant
Słowa kluczowe:
tarcie, zużycie, smarowanie, powłoka przeciwadhezyjna, smar technologiczny
Summary
In the paper the requirements for tools, sheets and technological lubricants used for sheet metal forming processes were discussed. The test results of frictional coefficient for some technological lubricants and antiadhesive layers were given.
Streszczenie
W pracy omówiono wymagania stawiane narzędziom do tłoczenia oraz wymagania stawiane blachom i smarom technologicznym przeznaczonym do tłoczenia. Podano wyniki badań współczynnika tarcia kilku smarów technologicznych i powłok przeciwadhezyjnych.
4-2003 TRIBOLOGIA
Dionizy BIAŁO*, Maria TRZASKA**
* Politechnika Warszawska, Wydział Mechatroniki, Instytut Inżynierii Precyzyjnej i Biomedycznej, ul. Chodkiewicza 8, 02-525 Warszawa.
** Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Narutowicza 85, 02-524 Warszawa.
ZUŻYCIE TRIBOLOGICZNE POWŁOK KOMPOZYTOWYCH Ni-P-Al2O3 WYTWORZONYCH METODĄ REDUKCJI CHEMICZNEJ
TRIBOLOGICAL WEAR OF COMPOSITE Ni-P-Al2O3COATINGS DEPOSITED BY AN ELECTROLESS PROCESS
Key-words:
composite coatings, tribological wear, electroless process
Słowa kluczowe:
powłoki kompozytowe, zużycie tribologiczne, redukcja chemiczna
Summary
Results of the wear investigations of hard composite coatings deposited on Al + 1%Mg + 0,4% Si substrate are presented in this paper. Coatings obtained by electroless method contained Ni - 6,5% P matrix and 3 mm Al2O3 particles with volume fraction apr. 30%.
Tribological tests were carried out on pin - on - disk apparatus. Composite coatings were deposited on 60 mm disk made from an aluminium alloy. The pins were prepared from alloy steel hardened at 32 and 54 HRC, respectively.
Conditions of tribological tests: contact force of 10-50 N, sliding velocity of 0,1 m/s, sliding distance of 1000 m, dry friction.
Microstructure, homogeneity and hardness of the composite coatings were investigated before tribological tests. Wear rate of composite coatings and steel countersamples were identified. Tribological tests were carried out for two different shapes of reinforcing particles - irregular and spherical. Wear rate of composite layer was compared with the wear rate of Ni-P matrix.
Influences of counterspecimen hardness on wear rate of coatings and countersamples are also presented.
Streszczenie
W pracy przedstawiono wyniki badań zużycia twardych powłok kompozytowych wytworzonych na podłożu ze stopu Al + 1% Mg + 0,4% Si. Wytworzone metodą redukcji chemicznej powłoki o osnowie Ni - 6,5% P zawierały fazę dyspersyjną Al2O3 o średnim wymiarze cząstek ok. 3 mm i udziale objętościowym rzędu 30%.
Próby tribologiczne przeprowadzono na maszynie z węzłem tarcia w układzie trzpień-tarcza. Powłoki kompozytowe nanoszone były na tarcze ze stopu aluminium o średnicy 60 mm. Stosowano trzpienie ze stali o różnej twardości, tj. 32 i 54 HRC. Próby przeprowadzono na sucho przy następujących wymuszeniach: obciążenie 10-50 N, prędkość tarcia 0,1 m/s, droga tarcia 1000 m.
W pracy przedstawiono wyniki badań wytworzonych powłok, ich mikrostruktury, jednorodności i twardości. Zbadano przebieg zużywania warstw kompozytowych, określono także zużycie stalowych przeciwpróbek. Badania prowadzono dla dwóch postaci cząstek zbrojących - nieregularnych i kulistych. Zużycie powłok kompozytowych porównano ze zużyciem nieumocnionych powłok Ni - P. Określono wpływ twardości przeciwpróbek na zużycie trących się materiałów.
4-2003 TRIBOLOGIA
Dariusz M. BIELIŃSKI*
* Instytut Polimerów Politechniki Łódzkiej, ul. Stefanowskiego 12/16, 90-924 Łódź.
STRUKTURALNE ASPEKTY TARCIA POLIMERÓW
STRUCTURAL ASPECTS OF POLYMER FRICTION
Key-words:
polymers, composition and structure, properties, surface layer, friction
Słowa kluczowe:
polimery, budowa i struktura, właściwości, warstwa wierzchnia, tarcie
Summary
Chemical composition and physical structure of polymers were characterized from the point of view of their potential influence on friction. Macromolecular structure, molecular constitution of polymers as well as specific features of their spatial network decide different, in comparison to other engineering materials, behaviour during friction process. Special attention was paid to the surface layer of polymers, which exhibits different constitution and structure from the bulk of material - gradient nature of polymers. Experimental results concerning phenomena and processes taking place in the surface layer and their effect on friction of polymer materials have been presented.
Streszczenie
Scharakteryzowano budowę chemiczną i strukturę fizyczną polimerów z punktu widzenia ich potencjalnego wpływu na tarcie. Struktura makrocząsteczek, cząsteczkowa budowa polimerów oraz specyfika węzłów sieci przestrzennej decydują o odmiennym, w porównaniu z innymi materiałami konstrukcyjnymi, zachowaniu się w procesie tarcia. Szczególną uwagę poświęcono warstwie wierzchniej polimerów, która ma odmienną budowę od wnętrza materiału - gradientowa natura polimerów. Przedstawiono wyniki badań zjawisk i procesów dotyczących warstwy wierzchniej i spowodowaną tym modyfikację tarcia materiałów polimerowych.
4-2003 TRIBOLOGIA
Dariusz M. BIELIŃSKI*, Ludomir Ślusarski*, Piotr LIPIŃSKI*,
Andrzej TUROS**, Jacek JAGIELSKI**
* Instytut Polimerów Politechniki Łódzkiej, ul. Stefanowskiego 12/16, 90-924 Łódź.
** Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa.
WPŁYW IMPLANTACJI JONOWEJ NA TARCIE POLIETYLENU
INFLUENCE OF ION IMPLANTATION ON FRICTION OF POLYETHYLENE
Key-words:
polyethylene, ion implantation, surface, microindentation, microfriction
Słowa kluczowe:
polietylen, implantacja jonowa, powierzchnia, mikroindentacja, mikrotarcie
Summary
The subjects of investigation were thin films (1 ¸ 2 µm) of polymer casted from solution on silicon substrate Si (100). The materials studied were polyethylenes of various molecular weight (Mw = 4000 ¸ 6000000 ), crystallinity (Xc = 32 ¸ 92) and degree of macromolecular branching of (LLDPE - HDPE/UHMWPE). Differences between Ar+ and He+ interaction with the surface layer of polyethylene, depending on structure of material, were found. Ion bombardment, within the investigated dose range, resulted in growth of hardness of polyethylene except UHMWPE (for which material it decreased). Due to the treatment the surface of polyethylenes grew in polarity and developed its geometry. The higher effects were observed for Ar+ ion implantation.
Streszczenie
Przedmiot badań stanowiły cienkie powłoki polimerowe (o grubości =1 ¸ 2 µm) wylane z roztworu na podłoże krzemowe Si (100). Jako materiału użyto polietylenów różniących się ciężarem cząsteczkowym (Mw = 4000 ¸ 6000000), stopniem krystaliczności (Xc = 32 ¸ 92 ) lub stopniem rozgałęzienia makrocząsteczek (LLDPE - HDPE/UHMWPE). Stwierdzono różnicę w oddziaływaniu jonów Ar+ i He+ z powłoką polimerową w zależności od struktury materiału. W wyniku bombardowania jonami w stosowanym zakresie dawek, twardość badanych powłok polietylenowych rośnie, z wyjątkiem UHMWPE, w przypadku którego maleje. Modyfikacji towarzyszy wzrost polarności oraz rozwinięcie powierzchni materiału. Zaobserwowane efekty są większe w przypadku implantacji polimerów jonami argonu.
4-2003 TRIBOLOGIA
Jan BURCAN*, Piotr OSZUKOWSKI**
* Zakład Geometrii Wykreślnej i Rysunku Technicznego Instytutu Konstrukcji Maszyn Politechniki Łódzkiej, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź.
** Zakład Morfologii Klinicznej Katedry Morfologii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi, al. Kościuszki 4, 90-419 Łódź.
ANATOMICZNE I TECHNICZNE UWARUNKOWANIA POWSTAWANIA TĘTNIAKÓW TĘTNIC ŁĄCZĄCYCH
ANATOMICAL AND TECHNICAL CONDITIONS OF CREATING OF ANEURYSMS OF ANASTOMOTIC VESSELS
Key-words:
anastomotic vessels, aneurysms, technical conditions
Słowa kluczowe:
tętnice łączące, tętniaki, uwarunkowania techniczne
Summary
Anterior communicating artery and periattachment anastomosis (Hyrtl anastomosis) these are the arteries were aneurysms more frequently occur than in other arteries. This paper is an attempt of theoretical elucidation of technical conditions of increasing of aneurysms, occur in these arteries. It was ascertained that is very probably, in increasing and in cracking of aneurysm take place manner of blood flowing. Creating, increasing, and cracking of aneurysm is dependent on: shape of blood vessels and changing of this shape, properties and blood composition, friction of flowing blood corpuscles.
Streszczenie
Tętnica łącząca przednia oraz zespolenie okołoprzyczepowe (Hyrtla) to tętnice, w obrębie których tętniaki występują częściej aniżeli w obrębie innych tętnic. Niniejsza praca jest próbą teoretycznego wyjaśnienia uwarunkowań powiększania się tętniaków występujących w obrębie tych tętnic. Ustalono, że jest bardzo prawdopodobne, iż w powiększaniu się i pękaniu tętniaków istotną rolę odgrywa sposób przepływu krwi. Powstawanie, powiększanie się i pękanie tętniaków zależy od: kształtu naczyń krwionośnych i zmiany tego kształtu, właściwości i składu krwi, tarcia przepływających krwinek oraz od zmieniającego się ciśnienia krwi.
4-2003 TRIBOLOGIA
Jan BURCAN*, Krzysztof SICZEK*
* Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź.
TRWAŁOŚĆ I NIEZAWODNOŚĆ ŁOŻYSK ROZRUSZNIKA
THE DURABILITY AND RELIABILITY OF BEARINGS OF CAR STARTER
Key-words:
car starter, sintered bearing, durability and reliability of bearing
Słowa kluczowe:
rozrusznik, łożyska porowate, trwałość i niezawodność łożysk
Summary
The obtained results from researches of durability of bearing in car starter have been presented in the paper. The geometry of sintered bearing influences the durability and reliability of bearing system in car starter. The increasing of the begin value of bearing clearance results in decreasing of durability of bearing in car starter. For lower value of rotational speed the decreasing of durability of bearing is lower. The durability and reliability of repaired bearing can be close to the durability and reliability of new bearing. Even after the third repairing the bearing can work without increasing of resistance of motion, of value of temperature and of vibration. After the third repairing of bearing the car starter should be changed for new one.
Streszczenie
W referacie zaprezentowano wyniki badań trwałości łożysk rozrusznika. Geometria łożysk rozrusznika decyduje o ich trwałości i niezawodności. Wzrost początkowej wartości luzu powoduje spadek trwałości łożysk. Dla mniejszych wartości prędkości obrotowej spadek trwałości jest mniejszy. Trwałość i niezawodność łożysk nowych i naprawianych mogą być zbliżone. Nawet po trzeciej naprawie nie zaobserwowano wzrostu wartości momentu tarcia, temperatury i amplitudy drgań w łożyskach. Po trzeciej wymianie panewek rozrusznik powinien być wymieniony na nowy.
4-2003 TRIBOLOGIA
Jan BURCAN*, Anna SŁAWIŃSKA*
* Institut of Machine Design of Technical University of Łódź, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź.
SELF-CONTROLLABLE PASSIVE AXIAL MAGNETIC BEARING
SAMONASTAWNE PASYWNE OSIOWE ŁOŻYSKA MAGNETYCZNE
Key-words:
permanent magnets, passive axial magnetic bearing, unitary load, self-control, bearing gap
Słowa kluczowe:
magnes trwały, pasywne wydłużne łożysko magnetyczne, obciążenie, samonastawne, jednostkowe, szczelina łożyskowa
Summary
The paper presents analytical approach based on experimental results of investigation into single and double acting passive axial magnetic bearings which contain permanent magnets made of ferrite, strontium ferrite, and the NdFeB compound. In such a bearing the axial force applied from outside will impose a load to the one of the bearing, at the same time unloading the second one. In such a bearing the change of the load will cause the establishment of the other new state of equilibrium. It is the self - acting fitting to the load operating on the rotor.
Streszczenie
W opracowaniu przedstawiono wyniki eksperymentalnych badań jednostronnych i dwustronnych pasywnych wzdłużnych łożysk magnetycznych z magnesami trwałymi, wytworzonymi ze związku Nd-Fe-B. Uzyskane z badań eksperymentalnych nośności łożyska magnetycznego porównano z wartościami nośności uzyskiwanymi w łożyskach ślizgowych smarowanych hydrodynamicznie.
W łożysku jednostronnym wykorzystywany jest, zaznaczony na wykresie - Rysunek 2, zakres wartości szczeliny od smin do smax. Zbudowanie łożyska o mniejszej wartości szczeliny niż smin = 0,5 mm wymaga starannego wykonania montażu i dużych sztywności łożyskowanego wału, ponieważ, ze względu na błędy kształtu i montażu, stan powierzchni i odkształcenia robocze, nie można dopuścić do styku metal-metal. Wartości szczeliny większe od wartości smax = 1,0 czy 1,5 mm mogą nie mieć zastosowania ze względu na dopuszczalne przemieszczenia łożyskowanego wałka.
W przypadku łożyska magnetycznego dwustronnego, po zmontowaniu łożyska, układ znajduje się w stanie równowagi, podczas którego każde z łożysk przenosi obciążenie wzdłużne. Stan równowagi możliwy jest przy takich samych wartościach sił poosiowych z obydwu części łożyska, tylko przeciwnie skierowanych - Rys. 4. Zmontowanie następuje przy określonej wartości luzu osiowego, tj. przy szczelinie łożyskowej s = s1 + s2. Jeden z magnesów połączono z wirnikiem, dwa pozostałe z nieruchomą obudową. Łożyskowany wałek może się teoretycznie przesunąć ze stanu zmontowania do wartości s1 lub w przeciwnym kierunku do wartości s2. W rzeczywistości zakres maksymalnych przesunięć jest mniejszy o wartość błędów kształtu i położenia, które przewiduje się w trakcie projektowania łożyska lub które istnieją w zmontowanym łożysku. Siła osiowa przyłożona z zewnątrz dociąży jedno z łożysk, jednocześnie odciążając drugie.
Zmiana szczeliny Ds, po przemieszczeniu sę obciążonego siłą osiową wałka, pozwala wyznaczyć, z charakterystyk każdego z łożysk, siły P1 i P2, działające po obu stronach łożyska. Łożysko zajmie nowe położenie równowagi, dla którego obciążenie zewnętrzne P = P1 - P2. Kolejna zmiana obciążenia zewnętrznego spowoduje ustalenie się innego, nowego stanu równowagi - Rys. 4.
Jednostronne łożyska wykonane z nowych materiałów, o wysokiej gęstości energii, mają jednostkowe wartości nośności (na jednostkę powierzchni roboczej magnesu) porównywalne z wartościami ciśnienia w łożyskach ślizgowych, smarowanych hydrodynamicznie. Ciągle jeszcze dla łożysk tradycyjnych, z tarciem mieszanym, wartości obciążenia jednostkowego są większe. Na przykład wartości dopuszczalnego obciążenia jednostkowego dla łożysk stosowanych w obrabiarkach, turbinach, sprężarkach itp. urządzeniach zmieniają się w granicach od 5,49 MPa do 8,23 MPa - dla pary ciernej stop ołowiowy-stal, zaś dla pary ciernej stop ołowiowy alkaliczny lub kadmowy - stal od 8,24 MPa do 10,29 MPa.
Obciążalność dwustronnych łożysk magnetycznych jest mniejsza niż łożysk jednostronnych. Dzięki wysokowydajnym materiałom magnetycznym, magnetyczne łożyska dwustronne osiągają wartości nośności takie jak niektóre łożyska precyzyjne i niektóre łożyska maszynowe. Ze względu na liczne zalety, pomimo mniejszych dopuszczalnych obciążeń, należy polecać łożyska dwustronne tam, gdzie tradycyjnie są obecnie stosowane łożyska ślizgowe.
4-2003 TRIBOLOGIA
Manfred CHMURAWA*, Bogdan WARDA**
* Politechnika Śląska, Wydział Transportu, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice.
** Politechnika Łódzka, Instytut Konstrukcji Maszyn, Zakład Geometrii Wykreślnej i Rysunku Technicznego, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź.
PROGNOZOWANIE TRWAŁOŚCI TOCZNYCH WĘZŁÓW PRZEKŁADNI CYKLO Z KORYGOWANYM ZAZĘBIENIEM
DETERMINATION OF DURABILITY OF ROLLING NODES IN CYCLOIDAL GEAR WITH CORRECTED MESHING
Key-words:
rolling nodes, fatigue life, special planetary gear, cycloidal gear, cycloidal meshing, meshing correction
Słowa kluczowe:
węzły toczne, trwałość zmęczeniowa, specjalne przekładnie obiegowe, przekładnie cykloidalne, zazębienie cykloidalne, korekcja zazębienia
Summary
Planetary gears are commonly used in drive systems and they have many advantages. Relatively the smallest planetary gear is cycloidal gear - known as Cyclo. That gear uses inside out of centre meshing that assures occuring rolling friction only in power transmission. Basic problem in Cyclo gear design is determination of fatigue life of the three characteristic nodes where contact load is dominating. These nodes are:
- central bearing node on eccentric shaft,
- rolling bearing node in straight-line mechanism,
- setting of active teeth of planet wheel interacting in rolling contact with rollers of co-operating wheel.
Durability of individual rolling nodes of Cyclo gear depends, among others, on state of load. Distribution of loads in gear can be determined for a single position of drive shaft assign, calculating distribution of forces to individual teeth and bolts of straight-line mechanism. Analytical method used for that determination neglects however the influence of planetary motion on the values of meshing forces and reaction forces in straight line mechanism. That influence can be discovered by numerical calculations of state of load of selected individual positions of drive shaft. Numerical calculations with application of FEM has been made for nominal as well as for corrected meshing because assembling of that gear can be made after application the correction.
In the paper it has been proposed a method to generalise distribution of forces between teeth and forces in straight-line mechanism resulting from different positions of drive shaft. Distributions of forces after generalising have been subsequently used for calculation of fatigue life of rolling nodes in Cyclo gear with nominal meshing and in real gear with corrected meshing. The hierarchy of durability of basic rolling nodes of Cyclo gear has also been presented.
Streszczenie
W obiegowej przekładni cykloidalnej występują niekonwencjonalne węzły toczne w układzie przeniesienia mocy od wału wejściowego do wału zdawczego. Trwałość poszczególnych węzłów tocznych przekładni Cyclo zależy między innymi od stanu ich obciążenia. Rozkłady obciążeń w przekładni można wyznaczyć dla jednego położenia wału napędowego, jednakże pomijany jest wtedy wpływ ruchu obiegowego na wartości sił międzyzębnych i sił oddziaływania w mechanizmie równowodowym. Wpływ ten można jedynie ujawnić wykonując numeryczne obliczenia stanu obciążenia dla wybranych reprezentatywnych położeń wału napędowego. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych, z wykorzystaniem MES, przeprowadzonych dla nominalnego zazębienia i dla przekładni z korygowanym zazębieniem oraz zaproponowano sposób uogólnienia rozkładów sił międzyzębnych i sił w mechanizmie równowodowym wynikających z różnych położeń wału napędowego, umożliwiający prognozowanie trwałości zmęczeniowej.
4-2003 TRIBOLOGIA
Janusz CWANEK*, Włodzimierz LUBIMOW**
* Uniwersytet Rzeszowski, ul. Rejtana 16a, 35-959 Rzeszów.
** Politechnika Rzeszowska, ul. Pola 2, 35-959 Rzeszów.
STRUKTURA GEOMETRYCZNA POWIERZCHNI ZUŻYTYCH GŁÓW ENDOPROTEZ WELLERA
SURFACE GEOMETRY OF WELLER ENDOPROSTHESIS WEAR HEADS
Key-words:
aseptic loosenig endoprosthesis Weller, surface geometry of Weller endoprosthesis surface heads, wear of Weller endoprothesis heads
Słowa kluczowe:
aseptyczne obluzowanie endoprotez Wellera, struktura geometryczna powierzchni głów endoprotez Wellera, zużycie głów endoprotez Wellera
Summary
In the paper are described the research results SGP (St, Sa, Sds) of worn cement heads of artificial Weller hip joints operated from 5-7 years (11 heads), 10-14 years (19 heads), and 18-20 years (6 heads).
The scanning of head surfaces have been performed with induced Talyskan 150 head equipped with diamond contact tip made by Rank Taylor Hobson Company. The area covered by scanning was 1 x 1,5 mm2. The data received have been handled by computer program Talymap 3.0.
The researches results certify that all numerical values of amplitude parameters decrease significantly as duration of observation time rises [p < 0,001]. The highest numeric values of parameters were detected on head surfaces which had been exploited the shortest time and the lowest on the heads exploited the longest time.
The significant dependence between parameters results from the comparison of amplitude parameters SGP of heads [p < 0,01 - 0,001].
While numeric value of one parameter turn then increases the numeric value of compared parameter.
Streszczenie
W pracy przedstawiono wyniki badań SGP (St, Sa i Sds) zużytych 36 głów sztucznych stawów biodrowych Wellera usuniętych operacyjnie z powodu aseptycznego obluzowania po 5-7 latach (11 głów), 10-14 latach (19 głów) oraz 18-20 latach (6 głów).
Skaningi powierzchni głów wykonano indukcyjną głowicą Talyskan 150 z diamentową końcówką pomiarową firmy Rank Taylor Hobson. Skanowaniem objęto obszar na głowach wielkości 1 x 1,0-1,5 mm2. Otrzymane dane poddano obróbce komputerowej za pomocą programu Talymap Expert.
W badaniach stwierdzono znamienne zmniejszenie wartości liczbowych wszystkich badanych parametrów amplitudowych w miarę wzrostu czasu obserwacji [p < 0,001]. Najwyższe wartości liczbowe SGP stwierdzono na powierzchniach eksploatowanych najkrócej, najniższe na głowach usuniętych po 18-20 latach.
Z porównania parametrów amplitudowych SGP badanych głów (Sz od St, Sds od St i Sds od Sz) wynika, że pomiędzy nimi występowały znamienne zależności [p < 0,01-0,001]. Ze wzrostem wartości liczbowych jednego parametru zwiększała się wartość porównywanego parametru.
4-2003 TRIBOLOGIA
Czesław DYMARSKI*, Wojciech LITWIN*
* Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa, ul. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk.
BADANIA EKSPERYMENTALNE POLIMEROWEGO ŁOŻYSKA SMAROWANEGO WODĄ OKRĘTOWEGO WAŁU ŚRUBOWEGO
EXPERIMENTAL WORK ON WATER LUBRICATED MAIN SHAFT BEARING OF SHIP
Key-words:
tribology, bearings, ship main shaft bearings
Słowa kluczowe:
tribologia, łożyskowanie, wały śrubowe
Summary
The matters under discussion there are results of research work on water lubricated main shaft bearing of ship.
Research work was done on special test stand witch has wide measurement possibilities (Fig. 1). We can record coefficient of friction, shaft trajectory, pressure between shaft and bearing, rotation speed, pressure and water flow in different condition like: rotation speed 3 to 11 [1/s], load 1 to 5 [kN], pressure of water 0,2 do 3 [bar], water flow 10 and 20 [litres/min].
Bearing was designed and made by famous producer and mounted in special bush (Fig. 2).
The main problem of work was to check possibility of hydrodynamic lubrication.
Some examples of results of measurements work were shown (coefficient of friction Fig. 3 and 4, pressure between shaft and bearing Fig. 5 and 6, shaft center trajectory Fig. 8, 9, 10).
Streszczenie
Referat prezentuje część wyników uzyskanych w trakcie badań eksperymentalnych polimerowego łożyska okrętowego wału głównego smarownego wodą.
Zademonstrowano uzyskane w trakcie pracy badawczej wykresy współczynnika tarcia, rozkładu ciśnienia na obwodzie pomiędzy czopem a panwią oraz trajektorii środka czopa.
4-2003 TRIBOLOGIA
Marek GAWLIŃSKI*, Zbigniew KASPRZYK*, Janusz ROGULA*
* Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Tel. (+48) (71) 320 23 73, fax:(+48) (71) 328 38 18.
OCENA ZDOLNOŚCI UTRZYMANIA WARSTWY SMARNEJ PRZEZ MIKROPROFIL POWIERZCHNI WAŁU WSPÓŁPRACUJĄCEGO Z ELASTOMEROWYM USZCZELNIENIEM
AN EVALUATION OF THE MAINTAINING ABILITY OF THE LUBRICATING LAYER BY THE SHAFT SURFACE MICROPROFILE CO-OPERATING WITH OIL LIP SEAL
Key-words:
oil lip seal, surface roughness, lip wear, optimal shaft roughness
Słowa kluczowe:
uszczelnienie wargowe, chropowatość, tarcie, zużycie
Summary
At the beginning of the shaft motion it comes to the direct contact of the shaft surface irregularities with the sealing lip; it influences the power consumption and lip wear. One should from the shaft surface in such manner in order some oil quantity could be absorbed and kept in the micro-valleys through possibly longest period. Then build-up of the lubricating layer on particular irregularities will be possible at the initial moment of the shaft motion.
Authors prepared indirect evaluation method of the shaft surface ability to absorb and preserve the oil; it relies on the periodical rotation (10 min.) and stand-by (10 min.) of the shaft. The total time of test amounted to 40 hours.
It appeared, that depending on the shaft surface ability to absorb the oil as well as on the amplitude frequency distribution one could find the different wear rates of the sealing lip. There were presented recommended values of the roughness parameters ensuring low wear rate.
Streszczenie
Wiadomo, że chropowatość powierzchni wału znacząco wpływa na zużycie krawędzi uszczelniającej elastomerowego uszczelnienia wargowego, na wysokość oporu tarcia oraz na poziom szczelności. Trwają intensywne prace nad ustaleniem optymalnej chropowatości powierzchni, optymalnej ze względu na opór tarcia oraz poziom szczelności. W niniejszej pracy przyjęto tezę, że należy tak kształtować mikropowierzchnię wału, aby pewna ilość oleju mogła być zaabsorbowana i utrzymywana w mikrowgłębieniach przez możliwie najdłuższy czas. Założono, że podczas postoju wału olej nie zostanie wyciśnięty przez wargę uszczelniającą z mikrowgłębień i w chwili ponownego uruchomienia wału olej ten będzie tworzył warstwę smarną na poszczególnych występach nierówności.
W tym celu przyjęto specjalną procedurę badania pary ciernej wał-uszczelnienie wargowe polegające na okresowym włączaniu i wyłączaniu wału. Czas pracy wału wyniósł 10 minut, po czym następował okres 10-minutowego postoju i tak na zmianę w okresie 40-godzinnego testu.
4-2003 TRIBOLOGIA
Bolesław GIEMZA*, Tadeusz KAŁDOŃSKI*
* Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, tel. (0...22) 683-91-40.
THE INFLUENCE OF GREASES' PROPERTIESON POROUS BEARINGS WORK
WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI SMARÓW PLASTYCZNYCH NA PRACĘ ŁOŻYSK POROWATYCH
Key-words:
porous bearings, grease, self-lubricated bearings.
Słowa kluczowe:
łożyska porowate, smar plastyczny, łożyska samosmarowne
Summary
The results of stand investigations of porous bearings are presented in this article. Four different greases - based on mineral and on synthetic oils were used as lubricants. The influence of chemical constitution on working parameters of bearings is presented. Over hundred hours of stand investigations were done. Working temperature and resistance to motion were measured during stand investigations.
Streszczenie
W artykule przedstawiono wyniki badań stanowiskowych łożysk porowatych. Cztery różne smary - na bazie olejów mineralnych i syntetycznych zostały użyte jako środki smarowe. Przedstawiono wpływ składu chemicznego na parametry pracy łożysk. Wykonano ponad 100 godzin badań stanowiskowych. W trakcie badań mierzono temperaturę pracy łożysk i opory ruchu łożysk.
4-2003 TRIBOLOGIA
Monika GIERZYŃSKA-DOLNA*
* Politechnika Częstochowska, ul. Armii Krajowej 21, 42-200 Częstochowa.
BIOTRIBOLOGIA I APLIKACJE MEDYCZNE
BIOTRIBOLOGY AND MEDICAL APPLICATION
Key-words:
endoprostheses, biomaterials, wear, surface treatment
Słowa kluczowe:
endoprotezy, biomateriały, zużycie, obróbka powierzchniowa
Summary
In the paper the possible ways of develping actions concerning the Bones and Joint Decade (2000-2010) were given. A role of material engineering and biotribology in implantology was discussed. Both technical achievements of biotribology and medical application of new solutions used in moveable pairs of endoprostheses were pointed out.
Streszczenie
W pracy wskazano na kierunki działań prowadzonych w ramach Dekady Kości i Stawów (2000-2010). Omówiono rolę inżynierii materiałowej i biotribologii w rozwoju implantologii. Wskazano na osiągnięcia techniczne biotribologii oraz aplikacje medyczne nowych rozwiązań węzłów ruchowych endoprotez.
4-2003 TRIBOLOGIA
Monika GIERZYŃSKA-DOLNA*
* Politechnika Częstochowska, ul. Armii Krajowej 21, 42-200 Częstochowa.
PROCESY TRIBOLOGICZNE W WĘZŁACH RUCHOWYCH ENDOPROTEZ
TRIBOLOGICAL PROBLEMS OCCURING IN MOVING PAIRS OF ENDOPROSTHESES
Key-words:
endoprotheses, wear tests, biomaterials
Słowa kluczowe:
endoprotezy, badania zużyciowe, biomateriały
Summary
In the paper the increase in demand for both knee and hip endoprostheses in 1990-2000 was given. Destructive processes occurring in frictional pairs of endoprostheses were presented. Test results concerning the influence of surface treatment on the increase in wear resistance of Ti6Al4V titanium alloy were given.
Streszczenie
W pracy podano wzrost zapotrzebowania na endoprotezy stawu biodrowego i kolanowego w latach 1990-2000. Naświetlono procesy destrukcyjne występujące w węzłach trących endoprotez. Podano wyniki własnych badań dotyczące wpływu obróbki powierzchniowej na wzrost odporności na zużycie stopu tytanu Ti6Al4V.
4-2003 TRIBOLOGIA
Jacek GOSPODARCZYK*, Ryszard MARCZAK*
* Politechnika Radomska, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom.
KOMPOZYTY NA BAZIE ŻYWICY FENOLOWO-FORMALDEHYDOWEJ O ZADANYCH WŁAŚCIWOŚCIACH TRIBOELEKTRYCZNYCH
PHENOL FORMALDEHYDE BASED COMPOSITES WITH PARTICULAR TRIBOELECTRICAL PROPERTIES
Key-words:
triboelektrization, elektrification, tribological wear, composite materials
Słowa kluczowe:
triboelektryzacja, elektryzacja, zużycie tribologiczne, kompozyty ślizgowe
Summary
This work presents preliminary tests related to the effect of triboelectrization process on the frictional and wear properties of phenol formaldehyde based composites. The composites triboelektrization modification properties includes the use of salicylidene aniline complexe compounds with transition metals such as zinc and copper. The friction and wear characteristic of the obtained composites were estimated using T05 apparatus. The triboelectric measurements were carried out by means of triboelectrometer (patent RP nr 177210) for the above mentioned composites and their components.
The obtained results showed that there is a relationship between the friction and wear properties of the tested composites and their triboelectric properties.
Streszczenie
W pracy przeprowadzono badania dotyczące wpływu procesu triboelektryzacji na właściwości tarciowo-zużyciowe kompozytów na bazie żywicy fenolowo-formaldehydowej oraz wysokodyspersyjnego PTFE. Dla zmodyfikowania właściwości triboelektrycznych kompozytu wykorzystano związki kompleksowe pochodnych salicylidenoaniliny z dwuwartościowymi jonami metali przejściowych cynku i miedzi. Charakterystyki tribologiczne otrzymanych kompozytów wyznaczono na testerze tribologicznym T-05. Pomiary triboelektryczne składników kompozytu oraz utwardzonej żywicy fenolowo-formaldehydowej modyfikowanej wyżej wymienionymi związkami kompleksowymi wykonano na triboelektrometrze (patent RP nr 177210).
W celu doboru związków kompleksowych o optymalnych właściwościach triboelektrycznych wykorzystano symulacje komputerowe. Przy pomocy programu HyperChem 5.0 wyznaczono dla badanych cząsteczek związków kompleksowych, rozkład potencjału elektrostatycznego, który jest wyznacznikiem ich właściwości triboelektrycznych.
Wyniki badań wskazują na istnienie zależności pomiędzy właściwościami tarciowo-zużyciowymi badanych kompozytów a ich właściwościami triboelektrycznymi.
4-2003 TRIBOLOGIA
Marian GRĄDKOWSKI*
* Instytut Technologii Eksploatacji w Radomiu, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel.: (0...48) 36-442-41, e-mail: marian.gradkowski @ itee.radom.pl
WPŁYW TEMPERATURY PRACY WĘZŁA TARCIA NA AKTYWNOŚĆ TRIBOCHEMICZNĄ WYBRANYCH OLEJÓW BAZOWYCH
INFLUENCE OF TRIBOLOGICAL SYSTEM TEMPERATURE ON THE TRIBOCHEMICAL ACTIVITY OF SELECTED BASE OILS
Key-words:
boundary friction, hydrocarbons, tribochemical processes, friction force, wear
Słowa kluczowe:
tarcie graniczne, węglowodory, procesy tribochemiczne, siła tarcia, zużycie
Summary
The author has been investigated relationship between dependence of a resistance to motion and wear of steel-steel tribological system lubricated with hydrocarbons upon its working temperature. It was shown that at 80-100oC the resistance to motion and wear are the lowest. This is a result of tribochemical conversions of hydrocarbons coming from the base oil. Products of this changes form protective layers composed of hydrocarbons, carbonyl compounds, carboxylates as well as esters and their derivatives, which are locally bounded with friction surface. During friction chemical structure of external layer are also modified by built-in carbon and oxygen atoms.
Streszczenie
W pracy badano zależność oporów ruchu i wielkości zużycia węzła tarcia stal-stal, smarowanego węglowodorami od temperatury. Stwierdzono, że najmniejsze opory ruchu i zużycie występują w temperaturze 80-100°C. Zjawisko to jest następstwem tribochemicznych przekształceń węglowodorów obecnych w oleju bazowym. Produkty tych przekształceń wytwarzają na powierzchni tarcia warstwy ochronne, które składają się z węglowodorów, związków karbonylowych, karboksylanów, a także estrów i pochodnych tych substancji. Produkty te są lokalnie związane z powierzchnią tarcia. W trakcie tarcia zachodzi także przebudowa struktury chemicznej warstwy wierzchniej, polegająca na wbudowaniu w nią węgla i tlenu.
4-2003 TRIBOLOGIA
Jacek GRZESIK*, Aleksandra LANGNER**, Stanisław NOSAL**
* Kompania Piwowarska SA.
** Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznań.
USZKODZENIA USZCZELNIEŃ CZOŁOWYCH POMP WIROWYCH STOSOWANYCH W LINIACH ROZLEWNICZYCH PIWA
FAILURES OF MECHANICAL SEALS FOR THE PURPOSE CENTRIFUGAL PUMPS USED IN BEER FILLING LINES
Key-words:
centrifugal pump, mechanical seal, damage, durability, wear
Słowa kluczowe:
pompa wirowa, uszczelnienie czołowe, uszkodzenie, trwałość, zużycie
Summary
The article is an analysis of damage to centrifugal pumps used in brewery industry, in particular considering mechanical seals. The object of research its working conditions were characterized as well as the results of the survey were presented. It turned out that the most unreliable pomp parts are bearings and seals. Operating durability of seals were described as well. It was established, that in most cases, seals suffer damage due to vibrations. Reasons of the damage mechanical seals is also wear of sliding face. The wear profilogram and undamaged surface was performed for comparing.
Streszczenie
W pracy zanalizowano przyczyny uszkodzeń pomp wirowych pracujących w browarze ze szczególnym uwzględnieniem uszczelnień czołowych stosowanych w tych pompach. Scharakteryzowano obiekt badań, warunki jego pracy oraz przedstawiono wyniki badań. Stwierdzono, że najbardziej zawodnymi elementami pomp wirowych są łożyska i uszczelnienia. Określono niezawodność eksploatacyjną uszczelnień pracujących w zbliżonych warunkach. Ustalono, że uszczelnienia najczęściej ulegają uszkodzeniom wskutek drgań w wyniku, których dochodzi do przedwczesnego zużycia powierzchni roboczej pary ślizgowej lub utraty funkcji innych elementów zespołu uszczelnienia. Przyczyną uszkodzenia uszczelnień jest także zużycie ścierne powierzchni pierścieni. Dla porównania powierzchni pierścieni: prawidłowo funkcjonującego oraz uszkodzonego wykonano profilogramy chropowatości tych powierzchni.
4-2003 TRIBOLOGIA
Danuta KOTNAROWSKA*
* Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, 26-600 Radom, ul. Chrobrego 45.
WPŁYW GRUBOŚCI I TWARDOŚCI POWŁOK AKRYLOWYCH NA ICH ODPORNOŚĆ NA EROZJĘ
INFLUENCE OF THICKNESS AND HARDNESS OF ACRYLIC COATINGS ON THEIR EROSIVE RESISTANCE
Key-words:
erosion, hardness of polymeric coatings, acrylic coatings
Słowa kluczowe:
erozja, twardość powłok polimerowych, powłoki akrylowe
Summary
The paper describes erosive wear intensity of acrylic coating of different thickness (128-487µm) and hardness (28-77) for alundum particles glancing angles) a = (30,45,60)°. Minimum erosive wear was obtained for coating of mean thickness 218 µm and hardness 31.5 (acc. to Buchholtz).
Streszczenie
W artykule opisano intensywność zużywania erozyjnego powłok akrylowych o różnej grubości (128-487µm) i twardości (28-77), dla kątów padania cząstek elektrokorundu a = (30, 45, 60)°. Minimalne zużycie erozyjne osiągnięto dla powłok o średniej grubości wynoszącej 218 µm i twardości (wg Buchholza), wynoszącej 31,5.
4-2003 TRIBOLOGIA
Andrzej KOTNAROWSKI*
* Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, 26-600 Radom, ul. Chrobrego 45.
MODYFIKACJA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNYCH OLEJÓW ZA POMOCĄ NANOPROSZKÓW METALI
MODIFICATION OF OILS TRIBOLOGICAL PROPERTIES WITH USE OF METAL POWDERS
Key-words:
nanoparticles, metal nanopowders, lubricating oils, cutting oils, tribological properties
Słowa kluczowe:
nanocząstki, nanoproszki metali, oleje smarowe, oleje obróbkowe, właściwości tribologiczne
Summary
Examples of metal nanoparticles and other nanostructures use in various branches of technology are presented in the paper. Because of unique chemical, electrical and optical properties of nanostructures they may be used or have been already used in nanoelectronics, medicine and chemical technology.
Possibilities of nanoparticles in the form of nanopowders utilization in the area of production technology and terotechnology have not been yet satisfactory examined and number of publications concerning this mater is rather small. The paper discusses preliminary examinations concerning possibilities of metal nanoparticles use for tribological properties modification of lubricating and cutting oils. Results of presented examination as well as examination made before on basic oils used for composing lubricating oils and cutting oils testify to visible influence of the oils modification with metal micropowders and nanopowders on their tribological properties increase. Addition of metal micropowders as well as nanopowders to oils causes decrease of frictional resistance in lubricated with their help joints and decrease of cooperating elements wear - also elements made of materials used for cutting tools like high- speed steel and sintered carbides. The influence of size of particles added to oil on tribological process run should be also emphasized. It was noticed that the smaller metal particles are the better they flow in an oil volume and do not undergo sedimentation. Beside this, smaller particles of nano size easier than particles of micro size reach the friction zone and better react with frictionally cooperating (rubbing) surfaces.
Discussed in the paper examination is of initial nature and is aimed on recognition of possibilities lying in modification method of cutting oils tribological properties with nanopowders of metals use.
Streszczenie
W artykule omówiono przyklady zastosowań nanocząstek metali, a także innych nanostruktur w różnych dziedzinach techniki. Ze względu na unikalne własności chemiczne, elektryczne i optyczne nanostruktur, przewiduje się ich zastosowanie lub już znalazły zastosowanie nanoelektronice, medycynie i technologii chemicznej.
Możliwości wykorzystania nanoproszków w obszarach technologii wytwarzania i eksploatacji nie zostały jeszcze dostatecznie zbadane, a publikacje na ten temat są nieliczne. Prezentowany artykuł omawia wstępne badania rozpoznawcze w zakresie możliwości zastosowania nanoproszków metali do modyfikacji właściwości tribologicznych olejów smarowych i smarująco-chłodzących olejów obróbkowych. Wyniki prezentowanych badań, a także badań wcześniejszych, wykonanych dla olejów bazowych, używanych do komponowania zarówno olejów smarowych, jak i olejów obróbkowych, dokumentują wyraźny wpływ modyfikacji tych olejów za pomocą mikroproszków i nanoproszków metali na poprawę ich właściwości tribologicznych. Dodatek zarówno mikroproszków, jak i nanoproszków metali do olejów powoduje zmniejszenie oporów tarcia w smarowanych nimi węzłach oraz zmniejszenie zużycia elementów współpracujących, w tym wykonanych z materiałów stosowanych na narzędzia skrawające (stali szybkotnących i węglików spiekanych). Należy także podkreślić wpływ wielkości cząstek proszku metalu, dodawanego do oleju, na przebieg procesu tribologicznego. Stwierdzono, że im cząstki metalu są mniejsze, tym łatwiej unoszą się w objętości oleju i nie podlegają sedymentacji. Poza tym, mniejsze cząstki o wielkości nano łatwiej osiągają strefę tarcia i lepiej reagują z warstwami powierzchniowymi, współpracujących tarciowo elementów.
Omówione w artykule badania mają charakter wstępny i są ukierunkowane przede wszystkim na rozpoznanie możliwości tkwiących w metodzie modyfikacji właściwości tribologicznych zarówno olejów smarowych, jak i olejów obróbkowych, polegającej na dodawaniu odpowiednio dobranych (pod względem jakościowym i ilościowym) nanoproszków metali.
4-2003 TRIBOLOGIA
Andrzej KOTNAROWSKI*, Romuald MAKOWSKI*,
Władimir F. PICZUGIN**
* Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, 26-600 Radom, ul. Chrobrego 45.
** Rosyjski Państwowy Instytut Nafty i Gazu im. I.M. Gubkina w Moskwie.
OSOBLIWOŚCI ODDZIAŁYWANIA MATERIAŁÓW SMAROWYCH NA POWIERZCHNIĘ METALU W PROCESIE TARCIA
FEATURES OF INTERACTION BETWEEN LUBRICANTS AND METAL SURFACE IN FRICTION PROCESS
Key-words:
friction, lubricant, additives, protective layers
Słowa kluczowe:
tarcie, materiał smarowy, dodatki, warstewki ochronne
Summary
Results of examination of lubricants, of different physical and chemical properties, influence on protective layers forming in sliding friction process are presented in the paper. Constitution, construction and thickness of these layers were examined using present methods of material analysis.
Streszczenie
W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu materiałów smarowych o różnych własnościach fizykochemicznych na tworzenie warstewek ochronnych w procesie tarcia ślizgowego. Stosując współczesne metody analizy materiałowej zbadano: skład, budowę i grubość tych warstewek.
4-2003 TRIBOLOGIA
Artur KRÓL*, Tadeusz KAŁDOŃSKI**
* Military University of Technology, Faculty of Mechanics, 00-908 Warsaw 49, Kaliskiego Street No. 2, POLAND, tel. +48 22 683-94-10, e-mail: a.krol @ wme.wat.edu.pl;
** Military University of Technology, Faculty of Mechanics, 00-908 Warsaw 49, Kaliskiego Street No. 2, POLAND, tel. +48 22 683-91-40, e-mail: dziekan @ wme.wat.edu.pl
PERMEABILITY OF POROUS BEARINGS AT THE TEMPERATURE OF NORMAL BEARING OPERATION
PRZEPUSZCZALNOŚĆ ŁOŻYSK POROWATYCH W TEMPERATURZE NORMALNEJ PRACY ŁOŻYSKA
Key-words:
permeability, porosity, self-lubricating bearing
Słowa kluczowe:
przepuszczalność, porowatość, łożysko samosmarne
Summary
In the article short review on investigations of permeability is presented. Basic properties of the porous bearings and mineral gear oil have been examined. Then permeability investigations of porous sliding bearings for mineral gear oil at the temperature of normal bearing operation have been performed. Achieved results of preliminary investigations show that in the chosen range of temperature (40-60°C) there is no relationship between permeability of the bearing and temperature of flowing oil.
Streszczenie
W artykule przedstawiono krótki przegląd badań przepuszczalności. Zbadano podstawowe właściwości łożysk porowatych i przekładniowego oleju mineralnego. Następnie przeprowadzono badania współczynnika przepuszczalności porowatych łożysk ślizgowych dla oleju przekładniowego. Osiągnięte wyniki wstępnych badań wskazują, że w wybranym zakresie temperatury (40-60°C) współczynnik przepuszczalności łożyska porowatego nie zależy od temperatury przepływającego oleju.
4-2003 TRIBOLOGIA
Karol KRZEMIŃSKI*
* Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej, Politechnika Warszawska, ul. Nowowiejska 24, 00-665 Warszawa.
MODELE MATEMATYCZNE ŁOŻYSKA POROWATEGO I STOSOWANE UPROSZCZENIA
MATHEMATICAL MODELS OF POROUS BEARING AND THEIR SIMPLIFICATIONS
Key-words:
porous bearing, permeability, pressure distribution, load capacity
Słowa kluczowe:
łożysko porowate, przepuszczalność, rozkład ciśnienia, nośność
Summary
The equations of liquid motion for finite porous bearings and applied simplifications for infinite bearing and narrow bearing were described in the paper. The assumptions for narrow bearing approximation given for Cameron were deathly presented. The pressure distributions in oil gap calculated for finite bearing and narrow bearing give for Cameron were compared.
Streszczenie
W pracy podane zostały równania ruchu cieczy w łożysku porowatym o skończonej długości i stosowane uproszczenia dla łożyska o nieskończonej długości oraz dla łożyska wąskiego. Szczegółowo omówiono założenia przyjęte przez Camerona dla łożyska wąskiego oraz przeprowadzono obliczenia porównawcze rozkładów ciśnienia i nośności łożyska obliczone wg wzorów Camerona oraz dla łożyska porowatego o skończonej długości.
4-2003 TRIBOLOGIA
Maciej KUCHAR*
* Politechnika Łódzka, Instytut Konstrukcji Maszyn, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź.
MODELOWANIE OPORU MIJANIA GAŁĘZI PRZESMYKU
MODELLING OF THE CROSSING RESISTANCE OF WARP THREADS IN SHED FORMATION
Key-words:
shed formation, harness, clinging of warp thread, technological damping forces, damping energy
Słowa kluczowe:
formowanie przesmyku, nicielnice, sczepność nitek osnowy, siły technologicznego tłumienia, energia tłumienia
Summary
The resistance that has to be overcome by the warp threads in shedding is important because of the degree of destruction of threads and the amount of work expended on shed formation. A method of measuring the resisting force together with the relevant test arrangement and test conditions is presented. There are also presented some curves of force variation with time and distance, and the curves are analysed with the objective to reveal their characteristic features. The work involved with the crossing of warp in shedding and the amount of energy dissipated in this operation are determined and analysed. Also the character of damping of the warp motion is determined. Upon qualitative analysis of the curves of forces the crossing resistance of warp threads in shedding is decomposed into friction between the crossing threads and friction between the threads and their respective healds. The accurately established empirical data are used for verification of the shedding models described in the relevant literature. The new empirical shedding model determined on the base of their characteristic features is presented and verified.
Streszczenie
W nowoczesnych mechanizmach nicielnicowych siła oporu generowana przez mijające się nitki osnowy podczas zmiany przesmyku jest istotna nie tylko z uwagi na ich niszczenie. Siła ma istotny udział w nakładzie pracy łożonej na tworzenie przesmyku. W referacie przedstawiono metodę pomiaru tej siły, stanowisko badawcze, uwarunkowania pomiarowe. Zaprezentowano przykładowe przebiegi siły w dziedzinie czasu i drogi i dokonano analizy pod kątem wydobycia charakterystycznych cech; określono i badano pracę mijania osnowy, czyli energię dyssypowaną w tej czynności; określono charakter tłumienia ruchu osnowy. Na podstawie analizy jakościowej charakterystyk siłowych rozkłada się opór mijania na tarcie między gałęziami nitek i tarcie o struny nicielnic współpracujących. W oparciu o dokonane empiryczne ustalenia zweryfikowano opisane w literaturze modele otwierania przesmyku i własny empiryczny model. Zaprezentowano porównanie przebiegów siły tłumiącej oraz ruchu nicielnicy z przebiegami pomiarowymi. W konsekwencji dokonano oceny proponowanego modelu pod kątem jego charakteru i wpływu na zaburzenie ruchu nicielnicy oraz energii dyssypowanej za jej pośrednictwem.
Jednym z czynników stanowiących o oporach ruchu mechanizmu nicielnicowego jest czynnik technologiczny. Nicielnice tworząc przesmyk pokonują siłę oddziaływania napiętej osnowy, która ma charakter zasadniczo sprężysty. W pewnych mechanizmach nicielnicowych oddziaływanie to może być wykorzystywane przy zamykaniu przesmyku do częściowego odzyskania energii łożonej na pracę mechanizmu. Innym czynnikiem technologicznym, nieodzyskiwalnym, jest opór mijania gałęzi przesmyku. Jest to siła zależna od liczności i sczepliwości osnowy, wywołująca podczas otwierania przesmyku dyssypację energii. Szczególnie znaczącą wartość przybiera na początku otwierania hamując ruch nicielnic, zaburzając czystość przesmyku, zwiększając napinanie, zginanie i ścieranie nitek, ścinając i wyrywając ich włókna, a więc pod każdym względem działając szkodliwie [L. 4]. Siłę tę nazwano technologicznym tłumieniem ruchu nicielnic.
4-2003 TRIBOLOGIA
Wojciech KUCHARCZYK*, Wojciech ŻUROWSKI*
* Politechnika Radomska, Instytut Budowy Maszyn, ul. Krasickiego 54, 26-600 Radom, tel.: (0...48) 361-76-80.
ODPORNOŚĆ NA ZUŻYCIE ŚCIERNE HYBRYDOWYCH LAMINATÓW TERMOUTWARDZALNYCH O WŁAŚCIWOŚCIACH ABLACYJNYCH
ABRASIVE WEAR RESISTANCE OF HYBRID HEAT-HARDENING LAMINATES ABOUT ABLATION PROPERTIES
Key-words:
ablation, heat-hardening hybrid laminates, abrasive waste
Słowa kluczowe:
ablacja, hybrydowe laminaty termoutwardzalne, zużycie ścierne
Summary
The abrasive wear resistance searching plan of heat-hardening hybrid laminates about ablation properties, methods and results of research as well as theirs analysis and conclusions are presented.
It is qualified the qualitative and quantitative influence of components (Al2O3 and C powder, glass fabric - as material of filler and amplification as well as - as material of heat-hardening matrix - phenol formaldehyde resins) onto intensity of abrasive waste of laminate.
Streszczenie
W referacie przedstawiono charakterystykę, plan badań doświadczalnych, metodykę oraz wyniki przeprowadzonych badań tribologicznych, ich analizę i wnioski dla grupy termoutwardzalnych laminatów hybrydowych o właściwościach ablacyjnych.
Do badań tribologicznych - wykonanych na testerze T-07 zgodnie z zaleceniami producenta (ITeE w Radomiu) - przygotowano próbki hybrydowego kompozytu termoutwardzalnego o osnowie z żywic fenolowo-formaldehydowych (Modofen 54S - ciecz, Nowolak MR - proszek), napełniaczach włóknistych (warstwy tkaniny szklanej o gramaturze 250 g/m2 i splotach ukośnych) oraz sypkich (mieszanina Al2-O3 i pyłu węglowego - ziarna komponentów 2÷5 mm), cechującego się szybkością ablacji (prędkość tworzenia się żużlu szklistego pod wpływem działania płomienia acetylenowo-tlenowego o temperaturze 3000oC rzędu dziesiątych części mm na sekundę).
Skład fazowy próbek oraz liczba wykonanych doświadczeń wynika z przyjętego planu doświadczenia, tj.: macierzy pełnoczynnikowej I rzędu 23, gdzie 3 zmiennymi niezależnymi są: relacja wagowa napełniacza Al2O3 do sumy wag obu napełniaczy, ilość warstw tkaniny szklanej, łączny wagowy udział żywic fenolowo-formaldehydowych; funkcją odpowiedzi zaś - odporność na zużycie cierne kompozytu podczas tarcia o luźne ścierniwo.
Technologia wykonania próbek polega na utwardzeniu sprasowanego laminatu, składającego się z uprzednio przesyconych częścią żywicy warstw tkaniny szklanej, przedzielonych mieszaniną napełniaczy sypkich i żywicy - w temperaturze żelowania 150oC w czasie 1 godziny w metalowej zamkniętej formie z zastosowaniem docisku.
W oparciu o wyniki badań określono jakościowy i ilościowy wpływ wskazanych komponentów na odporność na zużycie tribologiczne kompozytu.
4-2003 TRIBOLOGIA
Piotr LACKI*
* Politechnika Częstochowska, ul. Armii Krajowej 21, 42-200 Częstochowa
WPŁYW TARCIA NA NIERÓWNOMIERNOŚĆ ODKSZTAŁCEŃ WYROBU W PROCESIE KUCIA SWOBODNEGO
THE INFLUENCE OF FRICTION ON STRAIN HETEROGENEITY OF A PRODUCT IN AN OPEN DIE FORGING
Key-words:
friction, Finite Element Method, open die forging, anvils
Słowa kluczowe:
tarcie, metoda elementów skończonych, kucie swobodne, kowadła
Summary
The influence of friction on the character of strains occurring during plastic working is known. Nevertheless, a quantitative description of the phenomenon is still posing a big research problem. Despite the application of good technological lubricants frictional resistance during hot metal forming processes such as: forging, extrusion or pressing are high - µ = 0.15-0.37. Friction occurring between a deformed material and tool restrain material flow and as a result high strain heterogeneity occurs in the forging. Sometimes the deformed material cracks.
Intensity of tool wear resulting from frictional resistance also has an essential influence on a product quality (a forging), especially its shape and dimensions.
In the paper an attempt to analyse a frictional pair: "forging - anvil" was made. Experimental tests carried out with such frictional pair are difficult and the obtained results are not sufficient. Therefore numerical analysis can complete knowledge in this area. Finite element method was used for the description of friction in open die forging. Thermal and mechanical model, which takes into consideration heat resulting from friction, work of plastic deformation and material properties depending on temperature, was used.
The results of computer simulation of the open die forging process for different frictional condition were given.
Streszczenie
Znane jest zjawisko wpływu tarcia na charakter odkształceń w obróbce plastycznej, jednak jego ilościowe opisanie wciąż stanowi ważny problem badawczy. Opory tarcia występujące w procesach kształtowania metali na gorąco takich jak: kucie, wyciskanie czy prasowanie są stosunkowo wysokie i wyrażają się wartościami µ = 0.15-0.37, pomimo stosowania odpowiednio dobranych smarów technologicznych.
Tarcie występujące pomiędzy odkształconym metalem a narzędziem hamuje płynięcie metalu, co powoduje występowanie dużej nierównomierności odkształceń w przekroju odkuwki, a nawet w skrajnych przypadkach występowanie pęknięć. Istotny wpływ na jakość wyrobu (odkuwki) zwłaszcza na jej cechy kształtowo-wymiarowe wywiera również duża intensywność zużycia narzędzia, będąca funkcją m.in. oporów tarcia.
W pracy podjęto się analizy węzła tarcia, jakim jest odkuwka i kowadło do kucia swobodnego. Badania doświadczalne tych par trących jest dość trudne, a uzyskane wyniki nie zawsze są wystarczające. Analiza numeryczna uzupełnia lukę w badaniach i rozszerza zbiór danych na ten temat. W pracy użyto metody elementów skończonych do opisania zagadnienia tarcia w procesie kucia swobodnego. Zastosowano termomechaniczny model zagadnienia uwzględniający ciepło tarcia, pracę odkształcenia plastycznego i właściwości materiału zależne od temperatury. Praca zawiera wyniki symulacji komputerowej procesu kucia swobodnego przy różnych warunkach tarcia.
4-2003 TRIBOLOGIA
Jacek I. ŁUBIŃSKI*, Krzysztof DRUET, Szymon GRYMEK
* Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Wydział Mechaniczny Politechniki Gdańskiej, ul. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk, tel.: (0-prefiks 58) 347-19-37.
POSTACIE SAMOWZBUDNYCH DRGAŃ CIERNYCH PODCZAS TARCIA ŚLIZGOWEGO PRZEJAWEM WŁAŚCIWOŚCI DYNAMICZNYCH TRIBOMETRU
MODES OF FRICTION INDUCED VIBRATIONS DURING SLIDING FRICTION AS A MANIFESTATION OF THE DYNAMICAL PROPERTIES OF A TRIBOMETER
Key-words:
friction induced vibrations, ceramic materials
Słowa kluczowe:
samowzbudne drgania cierne, materiały ceramiczne
Summary
A research program on friction induced vibrations in a ceramic sliding contact (Al2O3) was carried out on th PT-3/99 tribometer at the chair of Machine Design and Maintenance at the Gdańsk University of Technology. Vibrations were observed with frequencies and amplitudes being functions of both: sliding velocity and load applied to the sliding contact. Two general modes of friction induces vibrations were identified with a frequency and amplitude pattern distinctive for each of the modes. A dynamic model of test head of the tribometer, treated as a multi - mass system was created. The model was divided into two dynamic sub - systems, each associated with one of the specimens in the friction test pair. It was observed, that each of the sub - systems can give a separate response to the input parameters on one of the sides of the sliding friction contact surface. The frequency of the response is specific to the characteristics of the sub - system. A transfer of vibration across the contact surface was also observed.
Streszczenie
W trakcie prowadzonych w Katedrze Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Gdańskiej, na Tribometrze PT-3/99 badań drgań wywołanych tarciem w ślizgowym skojarzeniu próbek ceramicznych (Al2O3) zaobserwowano samowzbudne drgania cierne o częstotliwościach i amplitudach zmieniających się w szerokim zakresie w funkcji obciążenia i prędkości ślizgania. Zidentyfikowano i scharakteryzowano dwa główne rodzaje drgań ciernych, różniące się wyraźnie częstotliwością i amplitudą. Na podstawie analizy modalnej elementów tribometru, potraktowanego jak wielomasowy układ drgający każdemu z rodzajów drgań, przyporządkowano odpowiednie do częstotliwości postaci drgań. W głowicy stanowiska badawczego wyodrębniono dwa układy drgające rozdzielone powierzchnią styku ciernego, każdy z nich jest przyporządkowany do jednej z badanych próbek. Stwierdzono, że w zależności od wartości wymuszeń każdy z układów daje odpowiedź poprzez wzbudzanie drgań po jednej ze stron powierzchni styku ślizgowego, o postaciach i częstotliwościach odpowiednich dla właściwości dynamicznych danego układu. Zaobserwowano również przenoszenie się drgań między układami poprzez powierzchnię tarcia. Prezentowane w referacie wyniki uzyskano na podstawie eksperymentów stanowiących kontynuację badań, których wyniki przedstawiano w latach poprzednich.
4-2003 TRIBOLOGIA
Jacek I. ŁUBIŃSKI*, Krzysztof DRUET*, Waldemar SERBIŃSKI*
* Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, ul. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk.
BADANIA TRIBOLOGICZNE W WARUNKACH POSUWISTO-ZWROTNEGO ŚLIZGANIA STOPU AK12 (AlSi13Mg1CuNi) PO OBRÓBCE LASEROWEJ W WARUNKACH KRIOGENICZNYCH
TRIBOLOGICAL TESTING OF THE RECIPROCATING SLIDING OF AK12 (AlSi13Mg1CuNi) ALLOY LASER PROCESED IN CRYOGENIC CONDITIONS
Key-words:
alluminium alloys, sliding friction, reciprocating motion, wear, laser processing, cryogenics
Słowa kluczowe:
stopy aluminium, tarcie ślizgowe, ruch posuwisto-zwrotny, zużycie, obróbka laserowa, kriogenika
Summary
Results are presented from tribological research of a conformal flat reciprocating sliding contact of 300 grade cast iron and AK12 aluminum alloy (AlSi13Mg1CuNi), which was subjected to laser remelting of the working surface under cryogenic conditions. A series of tests was carried out on TPZ - 1 reciprocating tribometer, with SAE 20W/40 grade mineral motor oil. Data on friction and wear (measured continuously) as a function of sliding distance was recorded.
An assessment of relation between tribological performance of the tested materials and the parameters of laser processing was carried out.
Streszczenie
Przedstawiono wyniki badań tribologicznych skojarzenia: żeliwo szare 300 i stop odlewniczy aluminium AK12 (AlSi13Mg1CuNi) o powierzchni obrobionej metodą laserowego przetapiania w środowisku ciekłego azotu. Na tribometrze TPZ-1 wykonano serię badań opisanego skojarzenia w warunkach ślizgania w ruchu posuwisto-zwrotnym, przy smarowaniu olejem silnikowym SAE 20W/40. Zarejestrowano przebieg oporów tarcia w funkcji czasu (drogi tarcia) oraz zużycia mierzonego w czasie rzeczywistym.
Porównano opory ruchu skojarzenia i odporność próbek na zużycie, w zależności od parametrów technologii obróbki powierzchni próbek wykonanych ze stopu Al - Si.
4-2003 TRIBOLOGIA
Ryszard MARCZAK*, Miłosz MARCZAK**
Ryszard LUDEW, Jan GUZIK, Małgorzata WOJTYNIAK
* Politechnika Radomska, Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn, ul. Chrobrego 45, 26-600 Radom, tel.: (048) 36-17-650.
** Mennica Państwowa SA, ul. Pereca 21, 00-958 Warszawa, tel.: (0...22) 65-64-377.
METODY BADANIA SMARNOŚCI I ICH ROZDZIELCZOŚĆ
LUBRICITY ESTIMATION METHODS AND THEIR DISCRIMINATION POWER
Key-words:
lubricity, laboratory tests, four-ball apparatus, lubricity additives
Słowa kluczowe:
smarność, badania laboratoryjne, aparat czterokulowy, dodatki smarnościowe
Summary
The paper presents results of investigation on diesel oil containing rape methyl ester (RME) and commercial additive obtained using a lubricity estimation method elaborated at Radom Technical University. Idea of the method is based on a physico-chemical model of the running-in processes in the system: metal - lubricant - metal, that occur in the frictional pair of the four-ball apparatus. The obtained results allowed to discriminate all investigated compositions: base diesel oil - lubricity additive from the point of their lubricity properties.
Streszczenie
Artykuł prezentuje wyniki badań oleju napędowego, zawierającego dodatek estru metylowego kwasów oleju rzepakowego (RME) oraz handlowego dodatku smarnościowego, uzyskane za pomocą opracowanej w Politechnice Radomskiej metody oceny właściwości smarnych. Koncepcja metody opiera się na fizykochemicznym modelu procesów zacierania i docierania w układzie: metal-środek smarujący-metal, zachodzących w styku skoncentrowanym, w aparacie czterokulowym. Wyniki uzyskane za pomocą prezentowanej metody pozwoliły na rozróżnienie wszystkich badanych kompozycji: bazowy olej napędowy - dodatek pod względem właściwości smarnych.
4-2003 TRIBOLOGIA
Ryszard MARCZAK*, Miłosz MARCZAK**,
Zbigniew RANACHOWSKI***, Jan GUZIK*, Małgorzata WOJTYNIAK*
* Politechnika Radomska, Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn, ul. Chrobrego 45, 26-600 Radom, tel.: (048) 36-17-650.
** Mennica Państwowa SA, ul. Pereca 21, 00-958 Warszawa, tel.: (0...22) 65-64-377.
*** Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, ul. Świętokrzyska 21, 00-049 Warszawa, tel.: (022) 826-12-81 w. 163.
WSPÓŁCZYNNIK TŁUMIENIA AMPLITUDY SYGNAŁU EMISJI AKUSTYCZNEJ JAKO MIARA AKTYWNOŚCI POWIERZCHNIOWEJ DODATKÓW SMARNOŚCIOWYCH
AMPLITUDE ATTENUATION COEFFICIENT OF ACOUSTIC EMISSION SIGNAL AS A MEASURE OF SURFACE ACTIVITY OF LUBRICITY ADDITIVES
Key-words:
lubricity, diesel oil, tribological process, acoustic emission, descriptor, amplitude attenuation coefficient
Słowa kluczowe:
smarność, olej napędowy, proces tribologiczny, emisja akustyczna, deskryptor, współczynnik tłumienia amplitudy
Summary
The paper presents results of lubricity properties investigation obtained using two versions of the four-ball apparatus. Lubricity properties were estimated using a model of physical breaking of the lubricating layer in a concentrated contact and analyzing acoustic emission signal from the kinematic pair. The obtained results allowed to state that every run of tribological process is accompanied by its proper acoustic emission signal. Authors proposed application of coefficient of amplitude attenuation as a descriptor of the tribological system state.
Streszczenie
W referacie przedstawiono wyniki badań właściwości smarnych uzyskane z wykorzystaniem dwu wersji aparatu czterokulowego. Do oceny właściwości smarnych zastosowano model fizycznego przerwania ciągłości warstwy granicznej w styku skoncentrowanym oraz analizę sygnału emisji akustycznej w węźle tarcia. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że przebiegowi każdego procesu tribologicznego towarzyszy właściwy mu sygnał emisji akustycznej. Zaproponowano współczynnik tłumienia amplitudy jako deskryptor stanu systemu tribologicznego.
|
