SIMPRESS

Polskie Towarzystwo Tribologiczne

Instytut Technologii Eksploatacji
2002 01 02 03 04 05 06
2003 01 02 03 04 05 06
2004 01 02 03 04 05 06
2005 01 02

Publikacja dofinasowana przez KBN

TRIBOLOGIA ROK XXXIV NR 1/2003 (187)

 
1-2003 TRIBOLOGIA
Dariusz BIELIŃSKI*, Piotr GŁĄB*, Ludomir ŚLUSARSKI*

TRIBOLOGICAL EFFECT OF CHLOROPARAFFIN OIL ADDITION TO SBR - MODIFICATION OF THE SURFACE

WPŁYW DODATKU OLEJU CHLOROPARAFINOWEGO NA WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE SBR - MODYFIKACJA POWIERZCHNI

Streszczenie:

Badano zachowanie się oleju chloroparafinowego w matrycy kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR). Migrację chloroparafiny ku powierzchni kauczuku korelowano z właściwościami tribologicznymi wulkanizatów w skali mikroskopowej w celu znalezienia odpowiedzi na dwa pytania: 1) czy olej oddziałuje w jakikolwiek sposób z warstwą wierzchnią elastomeru? i 2) jakie konsekwencje tribologicznie niesie ze sobą dodanie go do gumy? Segregacja powierzchniowa oleju, raczej nieoczekiwanie, powoduje wzrost współczynnika tarcia, wywołany plastyfikacją warstwy wierzchniej SBR. Plastyfikacja niepolarnego elastomeru przez polarny olej jest możliwa dzięki zmianie polarności warstwy wierzchniej tego pierw-szego [L. 1], spowodowanej migracją polarnych, mało-cząs-tecz-ko-wych składników zespołu sieciującego lub produktów ich rozpadu. Efekt plastyfikacji pozwala również wyjaśnić zaobserwowaną zmia-nę mechanizmu tarcia, który ewaluuje od ślizgowego (SBR bez oleju chloroparafinowego) aż do "stick-slip" [L. 2] (SBR zawierający powyżej 5 cz. wag. oleju chloroparafinowego/100 cz. wag. kauczuku).

1-2003 TRIBOLOGIA
Michael J. FUREYa,b, Czesław KAJDASc,d,
Roman KEMPIŃSKIc,d, Bhawani S. TRIPATHYe,
Benjamin R. TRITTf, Jeffrey VALENTINOg,
Brian VICKa

CONDENSATION - TYPE MONOMERS AND TRIBOPOLYMERIZATION

MONOMERY PROCESU POLIMERYZACJI KONDENSACYJNEJ I TRIBOPOLIMERYZACJA

Streszczenie:

Trzydzieści lat temu opublikowano w czasopiśmie Wear (1973) pierwsze wyniki badań wyraźnie wskazujące na przebieg procesu polimeryzacji "in situ" na powierzchni tarcia. Obecnie proces ten odnosi się do tribopolimeryzacji jako nowego sposobu smarowania granicznego. Wykazano, że grupa związków, np. typu częściowych estrów długołańcuchowego dimeru kwasów i krótkołańcuchowych glikoli, stanowi szczególnie efektywne dodatki przeciwzużyciowe do paliw i olejów smarowych. Pierwszym przykładem był monoester dimeru kwasu C36 i glikolu etylenowego, zastosowany jako monomer procesu kondensacji. Od tego czasu prowadzono dodatkowe badania procesu tribopolimeryzacji w Laboratorium Tribologicznym Politechniki Stanowej w Virginii (Virginia Tech) wspólnie z kolegami z Polski i studentami studiów magisterskich i/lub doktorskich.

Celem tego artykułu jest (a) przegląd wcześniejszych wyników badań realizowanych na układzie krzywka-popychacz, które bezpośrednio wskazywały na słuszność koncepcji polimeryzacji powierzchniowej "in situ", (b) podsumowanie najważniejszych osiągnięć wcześniejszych prac dotyczących tej koncepcji, (c) krótka dyskusja roli temperatury powierzchni tarcia w inicjowaniu reakcji polimeryzacji, (d) omówienie wyników naszych najnowszych badań związanych z monomerami procesu typu polikondensacji oraz (e) przedstawienie przeglądu możliwości praktycznego zastosowania procesu triboplimeryzacji jako nowego sposobu smarowania granicznego, ujmującego monomery procesu typu kondensacji, jak też i polimeryzacji addycyjnej.

1-2003 TRIBOLOGIA
V.V. KONCHITS*, S.V. KOROTKEVICH*,
Yu. E. KIRPICHENKO*, N.K. MYSHKIN*

LUBRICITY OF ORGANIC DEPOSITS ON FRICTION SURFACE AT ELEVATED TEMPERATURE

SMARNOŚĆ WARSTEWEK ORGANICZNYCH POWSTAŁYCH NA POWIERZCHNI TARCIA PRZY PODWYŻSZONEJ TEMPERATURZE

Streszczenie:

Autorzy badali smarność warstewek utworzonych ze związków organicznych (tzw. warstewki D) na skutek kontaktu środka smarowego z gorącą powierzchnią tarcia. Wyznaczono przeciwzatarciowe i przeciwcierne właściwości takich warstewek dla powierzchni platyny smarowanej olejem z dodatkiem ZDDP. Szczególną uwagę poświęcono wpływowi temperatury w strefie styku na właściwości warstewek D oraz ich rolę w smarowaniu granicznym.

1-2003 TRIBOLOGIA
Marzena MAJZNER*, Czesław KAJDAS**

REACTIONS OF CARBOXYLIC ACIDS UNDER BOUNDARY FRICTION CONDITIONS

REAKCJE KWASÓW KARBOKSYLOWYCH W WARUNKACH TARCIA GRANICZNEGO

Streszczenie:

Niniejsza praca dotyczy przemian chemicznych kwasów karboksylowych, przebiegających w warunkach tarcia granicznego. Testy tribologiczne realizowano za pomocą aparatu kula-tarcza w układzie materiałowym stal-stal. Po procesie tarcia powierzchnię zużycia poddano analizie metodą SEM/EDS oraz FTIR. Zamiarem zbadania produktów reakcji kwasów karboksylowych, zachodzących w warunkach statycznych, zarejestrowano widma IR kwasu karboksylowego naniesionego na powierzchnię stali. Uzyskano także widma IR substancji wzorcowych: wybranych kwasów karboksylowych i wybranych soli kwasów karboksylowych. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że w warunkach tarcia granicznego powstają typowe sole żelaza. Ponadto na powierzchni zużycia zaobserwowano obecność związków, nie opisywanych dotąd w publikacjach dotyczących tribochemicznych przemian kwasów karboksylowych. Udowodniono, że tego typu związki nie tworzą się w wyniku reakcji kwasów karboksylowych, zachodzących w warunkach statycznych. Na podstawie szczegółowej interpretacji widm IR, zaproponowano budowę chemiczną produktów triboreakcji kwasów karboksylowych oraz zasugerowano mechanizm, według którego kwasy karboksylowe mogą reagować w warunkach tarcia granicznego.

1-2003 TRIBOLOGIA
Michał MIZERSKI*, Grzegorz CELICHOWSKI*

TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF POLYBUTOXYGLYCOL DITHIOPHOSPHATES

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE DITIOFOSFORANÓW POLIBUTOKSYGLIKOLI

Streszczenie:

Roztwory pochodnych ditiofosforanów polibutoksyglikoli w oleju mineralnym badano pod kątem ich właściwości tarciowych. Badania tarciowe przeprowadzone na aparatach typu kula-tarcza i aparacie czterokulowym wykazały, iż dodatki te charakteryzują się dobrymi właściwościami przeciwzużyciowymi i przeciwzatarciowymi Stopień zmian tych własności zależy od stężenia dodatku w oleju mineralnym, szybkości poślizgu i przykładanych obciążeń do węzła tarcia. Obecność grup butoksy - obniża zawartość fosforu w cząsteczce dodatku, jeśli porównamy ją do cząsteczek stosowanych ditiofosforanów cynku.

1-2003 TRIBOLOGIA
Jarosław MOLENDA*, Marian GRĄDKOWSKI*,
Czesław KAJDAS**

STUDY OF CHEMICAL NATURE OF ORGANIC PRODUCTS FORMING DURING FRICTION ON STEEL SURFACE LUBRICATED BY UNSATURATED COMPOUNDS

BADANIE STRUKTURY CHEMICZNEJ DEPOZYTÓW ORGANICZNYCH POWSTAJĄCYCH Z UDZIAŁEM ZWIĄZKÓW NIENASYCONYCH NA POWIERZCHNI SMAROWANEGO WĘZŁA TARCIA WYKONANEGO ZE STALI

Streszczenie:

Celem niniejszej pracy było poznanie reakcji tribochemicznych organicznych związków nienasyconych, które wpływają na zużycie skojarzenia tribologicznego, wykonanego ze stali łożyskowej. Wybrane kompozycje dodatków nienasyconych w n-heksadekanie badano w skojarzeniu kula-tarcza, w warunkach tarcia granicznego. Odłożone, na roboczych powierzchniach węzła tarcia, organiczne produkty przemian tribochemicznych badano za pomocą nowoczesnych technik mikroanalizy powierzchni, tj. FTIRM, SEM/EDS oraz XPS.

1-2003 TRIBOLOGIA
G.J. MOLINA*, C. KAJDAS**,
M.J. FUREY***, A.L. RITTER****

IMPORTANCE OF LOW-ENERGY TRIBOELECTRONS FOR THE INITIATION OF TRIBOCHEMICAL REACTIONS

TRIBOELEKTRONY O NISKIEJ ENERGII I ICH ZNACZENIE W INICJOWANIU REAKCJI TRIBOCHEMICZNYCH

Streszczenie:

Energia mechaniczna związana z procesem smarowania granicznego wywołuje szereg zjawisk fizycznych, które inicjują reakcje tribochemiczne. W artykule omówiono rolę triboelektronów w inicjowaniu procesu tribopolimeryzacji winylowej, zgodnie z koncepcją NIRAM. Opisano nowe urządzenie do badania procesu triboemisji. Najważniejszym osiągnięciem zrealizowanych badań na nowym urządzeniu jest stwierdzenie, że energia głównej części triboelektronów emitowanych z korundu i szafiru w styku ślizgowym jest zawarta w przedziale od 0 do 5 eV. Przedstawiono plan wykorzystania zbudowanego urządzenia do dalszych badań wpływu procesu triboemisji na proces inicjowania i przebiegu reakcji tribochemicznych.

1-2003 TRIBOLOGIA
Marcin PRZEDLACKI*
Czesław KAJDAS*
Weimin LIU**

ON LUBRICATION MECHANISM OF FLUORINATED ALCOHOLS IN STEEL/STEEL AND STEEL/ALUMINUM CONTACTS

MECHANIZM SMAROWANIA ALKOHOLAMI FLUOROWANYMI UKŁADÓW TARCIOWYCH STAL/STAL I STAL/GLIN

Streszczenie:

W artykule przedstawiono charakterystykę tribologiczną i mechanizm smarowania wybranych alkoholi fluorowanych zawierających 5 do 10 atomów węgla w cząsteczce. Eksperymenty tribologiczne przeprowadzono w warunkach tarcia granicznego na aparacie Optimol SRV w układach tarciowych: kula stalowa-tarcza stalowa i kula stalowa-tarcza glinowa. Wytworzone produkty reakcji tribochemicznych badane były za pomocą technik analitycznych FTIRMA, XPS i SEM/EDS. Uzyskane wyniki badań wykazały, że fluorowane alkohole zapewniają smarowanie układu tarciowego stal-stal, jednakże w kontakcie z aluminium stwierdzono występowanie zużycia korozyjnego. Zgodnie z hipotezą N1RAM zaproponowano schemat reakcji tribochemicznych i strukturę filmu oligomerycznego utworzonego w warunkach tarcia przez badane alkohole fluorowane. Uzyskane wyniki badań pozwoliły stwierdzić, że większa liczba atomów wodoru znajdujących się przy grupie hydroksylowej powoduje zwiększenie stabilności filmu smarowego, a tym samym zwiększa efektywność przeciwzużyciową badanych alkoholi.

1-2003 TRIBOLOGIA
Maria MACIĄG*

MODEL TERMODYNAMICZNY ZUŻYWANIA ŚCIERNEGO METALI

THERMODYNAMIC MODEL OF ABRASIVE WEAR OF METAL

Streszczenie:

W pracy zaproponowano nową postać bilansu energii charakteryzującego ustabilizowane zużywanie ścierne metali. Za podstawę procesów cieplnych przyjęto zjawisko nagrzewania się określonej masy metalu warstwy wierzchniej do temperatury błysku. Uwzględniono ciepło właściwe tego metalu oraz jego zużywanie się. Przedstawiono bilans energii w postaci równania pierwszej zasady termodynamiki dla systemów otwartych. Opisano gęstości strumieni: ciepła, ciepła dyssypacji i entalpii w zależności od: współczynnika tarcia, nacisku jednostkowego, prędkości poślizgu i temperatury. Określono strukturę bilansu energetycznego dla analizowanego przypadku tarcia i zużywania. Opis procesu tarcia i zużywania wprowadza nowe wielkości fizyczne, charakteryzujące system tribologiczny. Wyprowadzono zależności określające intensywność zużywania i odporność na zużywanie tribologiczne. Na podstawie wyników badań przytoczonych z literatury scharakteryzowano ilościowo zaproponowany model energetyczny tarcia i zużywania metali. W zakończeniu zaprezentowano oryginalne wnioski dotyczące przebiegu zjawisk fizycznych w styku tarciowym metali.

TRIBOLOGIA ROK XXXIV NR 2/2003 (188)
 
2-2003 TRIBOLOGIA
Xingguo FU*, Yinong LIU*, Wenzhao YAO*

*PetroChina Lanzhou Lubricating Oil Research & Development Institute, Lanzhou 730060, Gansu Province, China.

THE EFFECT OF AGING PROCESS ON THE FORMATION OF CARBONATE PARTICLES DURING PREPARATION OF OVERBASED CALCIUM ALKYLSALICYLATES

WPŁYW PROCESU STARZENIA NA POWSTAWANIE CZĄSTEK WĘGLANOWYCH PODCZAS OTRZYMYWANIA ALKILOSALICYLANU WAPNIA Z REZERWĄ ALKALICZNĄ

Key-words: aging process, carbonate particle, overbased calcium alkylsalicylate
Słowa kluczowe: proces starzenia, cząsteczki węglanu, zasadowe alkilosalicylany wapnia

Summary
The carbonation process is generally considered as the most important stage to form nano-carbonate particles during the preparation of overbased calcium alkylsalicylates while the aging stage has not been emphasized by the researchers. This paper had studied the influence of aging process on the TBN (Total Basicity Number) values of overbased products and the micelle structure of carbonate particles during preparing overbased calcium alkylsalicylate by the freeze-etching microscopic observation and calcium distribution measurement method. The results showed that TBN increased as the aging time lasted and remained the stable at about 3.0 hours. The diameter of carbonate particles became smaller and well-distributed after the aging process. Water and methanol had played an important role in the re-formation of the carbonate particles during the aging process, the mechanism on the aging process had been discussed.

Streszczenie

Autorzy przedyskutowali mechanizmy procesu starzenia alkilosalicylanów wapnia, które dotychczas nie były rozważane, a także zbadali wpływ procesu starzenia na wartość liczby zasadowej (TBN) produktów o odczynie zasadowym. Stwierdzono, że liczba zasadowa zwiększała się w miarę upływu czasu starzenia, by ustabilizować się po upływie 3 godzin. Zbadano także budowę miceli cząstek węglanów w czasie wytwarzania alkilosalicylanów wapnia. Użyto do tego obserwacji mikroskopowych zamrożonych próbek oraz metody oceny zawartości wapnia.


2-2003 TRIBOLOGIA
Jarosław GROBELNY*, Grzegorz CELICHOWSKI**,
M. CICHOMSKI**, Krzysztof KORALEWSKI**,
Ireneusz PIWOŃSKI**

* University of Lodz, Department of Solid State Physics, 149/153 Pomorska St., 90-236 Lodz, Poland.
** University of Lodz, Department of Chemical Technology and Environmental Protection, 163 Pomorska St., 90-236 Lodz, Poland.

FRICTION FORCE MICROSCOPY STUDY OF POROUS METHYLSILICA THIN FILMS

BADANIE CIENKICH, POROWATYCH WARSTW METYLO-KRZEMIONKOWYCH ZA POMOCĄ MIKROSKOPU SIŁ TARCIA

Key-words: Atomic Force Microscopy, Friction Force Microscopy, surface topography, surface modification, porous materials
Słowa kluczowe: mikroskop sił atomowych, mikroskop sił tarcia, topografia powierzchni, modyfikacja powierzchni, materiały porowate

Summary

Atomic Force Microscopy is a modern technique designed for measuring the topography and friction of different samples in nanometer scale. The diameter of pores of methyl-silica films was determined. Frictional measurements were performed and relative coefficient of friction between the cantilever tip and the surface of investigated samples was found. These measurements showed that relative friction for modified samples (both porous and non-porous) was lower than for unmodified samples. These results indicate that investigated materials can be applied in nanotribology.

Streszczenie

Mikroskopia sił atomowych to nowoczesne urządzenie do badań topografii powierzchni próbek oraz pomiarów tarcia w skali nanometrowej. Określono średnice porów warstw metylo-krzeminkowych. Wykonano badania tarciowe i określono względny współczynnik tarcia pomiędzy ostrzem beleczki pomiarowej a powierzchniami badanych próbek. Mierzone tarcie jest znacznie mniejsze przy zmodyfikowanej powierzchni niż dla powierzchni porowatej bez modyfikacji i powierzchni nieporowatej.
Przedstawione wyniki badań wykazują, iż zastosowane materiały mogą mieć zastosowanie w nanotribologii.


2-2003 TRIBOLOGIA
Ken'ichi HIRATSUKA*, Makoto YOSHIDA**

* Dept. Precision Engineering, Chiba Institute of Technology 2-17-1, Tsudanuma, Narashino-shi, Chiba 275-8588 JAPAN.
** Dept. Engine Component Design, ISUZU MOTORS LIMITED 8, Tsuchidana, Fujisawa-shi Kanagawa, 252-8501 JAPAN.


REDUCTION OF CARBON DIOXIDE DURING RUBBING OF METALS

REDUKCJA DWUTLENKU WĘGLA PODCZAS TARCIA METALI

Key-words: tribology, friction, wear, catalysis, carbon dioxide, tribo-catalysis

Słowa kluczowe: tribologia, tarcie, zużycie, kataliza, dwutlenek węgla, tribokataliza

Summary

The reduction of carbon dioxide to form methane was detected during rubbing of carbon steel/carbon steel and silver/carbon steel tribo-pairs. Carbon steel showed two wear modes, severe wearCaand mild wear. Compared to severe wear, mild wear mode exhibited much more reduction of carbon dioxide and generation of methane. The oxygen deficient structure of iron oxide, produced in the mild wear mode, played an important role in the reaction.

Streszczenie

Zaobserwowano redukcję dwutlenku węgla do metanu podczas tarcia w układach materiałowych par tarcia stal węglowa/stal węglowa i srebro/stal węglowa. Stwierdzono, że stal węglowa wykazuje dwa rodzaje zużycia: silne i umiarkowane. W porównaniu do zużywania silnego, podczas zużywania umiarkowanego występuje bardziej intensywna redukcja dwutlenku węgla do metanu. Deficyt tlenu w strukturze tlenku żelaza, powstały w warunkach umiarkowanego zużywania, odgrywa istotną rolę w reakcjach redukcji.


2-2003 TRIBOLOGIA
Andrzej KULCZYCKI*, Czesław KAJDAS**

* Centralne Laboratorium Naftowe, al. Żwirki i Wigury 31, 02-091 Warszawa.
** Wydz. Bud., Mech. i Petrochemii PW, ul. Łukasiewicza 17, 09-400 Płock.

INFLUENCE OF SURFACE COARSENESS ON TRIBOCHEMISTRY OF AW/EP LAYERS PRODUCED BY GEAR OILS

WPŁYW CHROPOWATOŚCI POWIERZCHNI NA TRIBOCHEMIĘ WARSTWY AW/EP, WYTWARZANEJ PRZEZ OLEJE PRZEKŁADNIOWE

Key-words: wear, boundary layer, gear oil, coarseness, additives
Słowa kluczowe: zużycie, warstwa graniczna, olej przekładniowy, chropowatość, dodatki

Summary

The influence of coarseness of lubricated surface on the durability of lubricating layer is one of important problems of tribochemistry. This paper contains the results of FZG test results of two gear oils: GL 3 and GL 4. Each of these oils was tested on FZG machine using wheels of different coarseness. The GL 3 and GL 4 oils were also tested on four ball machine. After each test the changes of chemical structure of the investigative oils were carried out using FTIR method.
The results of FZG testes point out the influence of surf ace coarseness on boundary layer durability. This influence of surface coarseness on durability of boundary layer was similar for both tested oils, excluding results obtained for polished wheels. It was impossible to explain this finding using standard analytical apparatus.
Results obtained on FZG tests and four ball tests were analysed using mathematical model ai developed in Central Laboratory of Petroleum. The results of four ball tests were used in the assumptions of ai model verification. The ai method allows to estimate chemical effects proceeding during the tribological process. This method was used in the analysis of FZG test results. It was concluded that when the coarseness of wheels surface increases the EP layer participation in boundary layer increases as well. The only one exception was in the case of polished wheels lubricated with GL 3 oil. In the case of GL 4 there was a great participation of EP layer and the coarseness of wheel was small. The GL 3 oil contained ZDTP type of additive that creates non-stable EP layer. It was confirmed by the analysis of elements like S, Zn, P and C on wheels' surface after test.

Streszczenie

Jednym z istotnych zagadnień tribochemii jest wpływ chropowatości smarowanych powierzchni na trwałość warstwy granicznej. W niniej-szym artykule przedstawiono wyniki badań nad trwałością warstwy granicznej, wytworzonej przez oleje do przekładni samochodowych klas GL 3 i GL 4, w warunkach testu na modelowej przekładni zębatej FZG, stosując koła zębate o różnej chropowatości. Badane oleje oceniono także w testach na aparacie czterokulowym. W testach tych dodatkowo analizowano metodą IR zmiany w składzie chemicznym olejów. Uzyskane w teście FZG rezultaty wskazały na istotny wpływ chropowatości początkowej powierzchni na trwałość warstwy granicz-nej. Zaobserwowano podobny wpływ chropowatości na trwałość warstwy granicznej wytworzonej przez oleje GL 3 i GL 4, z wyjątkiem smarowania kół zębatych wypolerowanych (o bardzo małej chropowatości).
Wyjaśnienie tej obserwacji przy zastosowaniu dostępnego aparatu analitycznego nie było możliwe.
Analizę uzyskanych wyników zarówno na aparacie czterokulowym, jak i na maszynie FZG, przeprowadzono stosując matematyczny model ai, opracowany w Centralnym Laboratorium Naftowym i opisany we wcześniejszych publikacjach. Rezultaty tak przeprowadzonej analizy wyników testów zużyciowych na aparacie czterokulowym pozwoliły na zweryfikowanie modelu ai jako narzędzia do obliczania efektów chemicznych, zachodzących w trakcie procesu tribologicznego. Wobec powyższego model ten zastosowano do analizy wyników testu FZG. Analiza ta doprowadziła do wniosku, że wzrost chropowatości powierzchni powoduje wzrost udziału warstwy granicznej o strukturze EP. Prawidłowość ta była stwierdzona dla obu badanych olejów: dla oleju GL4 w całym zakresie chropowatości, natomiast w odniesieniu do oleju GL 3 dla kół wypolerowanych prawidłowość ta została zaburzona. W tym przypadku dominowała warstwa EP, przy czym wytworzona przez olej zawierający dodatek ZDTP charakteryzowała się niewielką trwałością. Wniosek ten został empirycznie potwierdzony analizą ilości pierwiastków pochodzących z dodatku ZDTP na powierzchni kół FZG.


2-2003 TRIBOLOGIA
Leszek MARGIELEWSKI*, Renata STANECKA*,
Krzysztof KORALEWSKI*

* University of Lodz, Department of the Chemical Technology and Environmental Protection, Lodz, Poland.

EFFECT OF HIGH TEMPERATURE AND LOAD ON ANTIWEAR EFFECTIVENESS OF ZINC DIALKYLDITHIOPHOSPHATE IN LUBRICATION OF PARTIALLY STABILIZED ZIRCONIA

WPŁYW TEMPERATURY I OBCIĄŻENIA NA SKUTECZNOŚĆ PRZECIWZUŻYCIOWĄ DIALKILODITIOFOSFORANU CYNKU W SMAROWANIU CZĘŚCIOWO STABILIZOWANEGO DWUTLENKU CYRKONU

Key-words: antiwear properties, lubricant, zinc dialkyldithiophosphate additives, ceramic materials
Słowa kluczowe: własności przeciwzużyciowe, środek smarowy, dialkiloditiofosforany cynku, materiały ceramiczne

Summary

The effect of high temperature and load on antiwear and antifriction effectiveness of zinc dialkyldithophosphate in lubrication of partially stabilized Zirconia were tested on ball - on - disc apparatus. Zirconia balls were used. As conterface disk made of ZrO2 partially stabilized by Y2O3 were applied. Synthesised ZnDTP were made from primary linear aliphatic alcohols. Tests were performed at room and higher temperatures; and at 5 to 50 N load. Investigated additives were used as pure ZnDTP and as solution in n-hexadecane. It was not found big differences in tribological performances between analysed pure ZnDTP compounds and 5% solution. It was found that the effectiveness in the reduction of friction coefficient depends on load and experiment conducting temperature.

Streszczenie

W badaniach analizowano wpływ wysokiej temperatury i siły nacisku na przeciwtarciowe właściwości dialkiloditiofosforanu cynku (ZnDTP) w ceramicznym styku tarciowym. Przeprowadzono testy na aparacie typu trzpień-tarcza, w których wykorzystano ZrO2 częściowo modyfikowany Y2O3, jako materiał ceramiczny tworzący styk tarciowy. Do syntezy ZnDTP użyto liniowe alkohole alifatyczne. Eksperymenty przeprowadzono w temperaturze pokojowej i wyższych, dla siły nacisku od 5 do 50 N. Badano czyste związki ZnDTP, jak również ich 5% roztwory w n-heksadekanie. Nie stwierdzono dużych różnic w działaniu przeciwtarciowym między czystym ZnDTP a jego 5% roztworem. Siła nacisku i temperatura prowadzenia testu ma istotny wpływ na własności tribologiczne analizowanych związków.


2-2003 TRIBOLOGIA
Zenon PAWLAK*

* Utah State Health Department, Environmental and Toxicology, 46 Medical Drive, Salt Lake City, UT 84113, USA; and University of Technology and Agriculture, Faculty of Chemical Technology and Engineering, Seminaryjna 3, Bydgoszcz, Poland. e-mail: zpawlak @ .utah.gov.

MICELLAR STRUCTURE OF LUBRICATING OILS

MICELARNA STRUKTURA OLEJÓW SMAROWYCH

Key-words: additives, soft-core and hard-core reverse micelles, interactions, solubiliztion, tribochemical antiwear surface film formation, acid-base processes
Słowa kluczowe: dodatki olejowe, micele odwrócone z miękkim rdzeniem, micele odwrócone z twardym rdzeniem, oddziaływania dodatków, solubilizacja, tribochemia tworzenia filmu na powierzchni metali, kwasowo-zasadowe oddziaływania

Summary

The tribofilm formation requires that tribochemical reaction occur between the solubilized ZDDP by soft-core reverse micelles, (RM's) and the metallic surfaces under boundary lubrication. In the case of carbonate(borate)-sulfonate hard-core RM's, the colloidal core (CaCO3)x or (CuO)x is directly introduced in the sliding contact, and undergoes physical and chemical changes during the film build-up. Hard-core RM's in hydrocarbon formulation is one or two orders of magnitude larger than that of the soft-core RM's. Discussion of soft-core and hard-core inverse micelle formation, solubilization, acid-base interaction and related phenomena are presented thought this paper.

Streszczenie

Proces powstawania tribofilmu na metalicznych powierzchniach trących następuje w warunkach tarcia granicznego z udziałem ditiofosforanu cynku (ZDDP). ZDDP jest solubilizowany przez micele odwrócone (RMs) z miękkim rdzeniem i przenoszony do węzłów tarcia. W przypadku micel odwróconych z twardym koloidalnym rdzeniem (CaCO3)x lub (CuO)x w warunkach tarcia granicznego tworzy się warstwa ochronna z węglanu wapniowego bądź metalicznej miedzi. Micele odwrócone z twardym rdzeniem są o dwa rzędy wielkości większe niż micele z miękkim rdzeniem. W pracy dyskutowane są micele odwrócone z miękkim i twardym rdzeniem, zjawiska solubilizacji i oddziaływań kwasowo-zasadowych.


2-2003 TRIBOLOGIA
Yu.M. PLESKACHEVSKY*, A.L. ZAITSEV*, V.P. KIRILENKO*

* V.A. Belyi Metal Polymer Research Institute of National Academy of Sciences of Belarus 246652 Kirov st. 32a, Gomel, Belarus Republic.

PHYSICO-CHEMISTRY OF PHENOLIC RESINS WEAR AT SLIDING FRICTION IN WATER-GLYCOL SOLUTIONS

FIZYKOCHEMIA ZUŻYCIA ŻYWIC FENOLOWYCH PODCZAS TARCIA ŚLIZGOWEGO W ROZTWORACH WODNO-GLIKOLOWYCH

Key-words: phenolics, water-glycol complexes, physico-chemical processes, mechanisms of wear
Słowa kluczowe: żywice fenolowe, kompleksy woda-glikol, procesy fizykochemiczne, mechanizmy zużycia

Summary

The work presents the investigation results of sliding friction of phenolic resins ih water-alcohol solutions. On the example of water-glycol solutions the basie physical and chemical processes, accompanying friction and wear of phenolics in contact with metal have been revealed. It has been shown, mat friction and wear properties of considered system mainly depend on an associative structures, which typesdetermined by concentration of solution, as well as by their chemical interaction with surfaces of contacting materials. Associate structures of water-glycol complexes define the primary mechanism of polymer wear that is expressed by the hydrolysis of ether substances and/or by polycondensation of hydroxyl groups. The metal is subject to corrosive wear with formation of iron hydroxides, alcoholate complexes and metalorganic substances, capable to polymerization. Adsorption of water-glycol complexes by surfaces, diffusion saturation and plasticization of polymer surface layers depend on chemical structure of complexes also.

Streszczenie

Praca przedstawia wyniki badań tarcia ślizgowego żywic fenolowych w roztworach wodno-alkoholowych. Znaleziono, wykorzystując roztwory wodno-glikolowe, podstawowe fizyczne i chemiczne procesy towarzyszące tarciu i zużyciu żywic fenolowych w kontakcie z metalem. Pokazano, że tarcie i zużycie rozważanego systemu zależy w głównej mierze od struktur asocjatów, których typy są uzależnione od stężenia w roztworze, oraz od ich chemicznego oddziaływania z kontaktującymi się w tarciu powierzchniami. Struktury asocjatów woda-glikol decydują o głównym mechanizmie zużycia polimerów, który można przedstawić jako hydrolizę grup eterowych lub plikondensację grup hydroksylowych. Metal poddawany jest zużyciu korozyjnemu, które prowadzi do powstania tlenków żelaza, kompleksów alkoholanowych oraz związków metaloorganicznych, które są zdolne do polimeryzacji. Chemiczna struktura kompleksów ma również wpływ na ich adsorpcję oraz uplastycznienie powierzchni polimerów.


2-2003 TRIBOLOGIA
Marian Włodzimierz SUŁEK*, Anita BOCHO-JANISZEWSKA*

*Faculty of Material Engineering, Technical University of Radom, Chrobrego 27, 26-600 Radom, Poland.

INFLUENCE OF ORGANIC COMPLEXES OF METALS ON MOTION RESISTANCE AND WEAR

WPŁYW ORGANICZNYCH KOMPLEKSÓW METALI NA OPORY RUCHU I ZUŻYCIE

Key-words: friction, wear, friction coefficient, organic complexes of metals, lubricant additives, grease
Słowa kluczowe: tarcie, zużycie, współczynnik tarcia, organiczne kompleksy z metalami, dodatki smarnościowe, smar plastyczny

Summary

In this work tribological properties of lithium grease with 8-hy-droxyquinoline complexes with copper, zinc, cobalt, cadmium, lead and manganese were investigated. The tribological tests were performed on four-ball machine T02 produced in the Institute for Terotechnology (ITeE) in Radom. The influence of the applied additive on friction coefficient and wear was discussed. Compositions containing complexes of copper, cadmium and lead reveal most significant influence on reduction of motion resistance and wear, especially at high loads.

Streszczenie

W przedstawionej pracy badano właściwości tribologiczne kompozycji smarowych na bazie litowego smaru plastycznego z dodatkiem kompleksów 8-hydroksychinoliny z miedzią, cynkiem, kobaltem, kadmem, ołowiem i manganem. Testy tribologiczne prowadzone były z użyciem aparatu czterokulowego T02, produkcji Instytutu Technologii i Eksploatacji w Radomiu. Dyskutowano wpływ rodzaju związku zastosowanego jako dodatek na współczynnik tarcia i zużycie. Największy wpływ na zdolność obniżania oporów ruchu mają kompozycje z kompleksami miedzi, kadmu i ołowiu, szczególnie w wyższych obciążeniach. Wszystkie dodatki 8-hydroksychinolinianu metalu korzystnie wpływają na właściwości przeciwzużyciowe kompozycji smarowej. W przypadku dużych obciążeń najefektywniej zmniejszają zużycie kompozycje z dodatkiem kompleksu kadmu, miedzi i ołowiu.


2-2003 TRIBOLOGIA
Huidong WANG*, ** Zhiqun HAN*, Renan WANG**,
Yonglian ZHANG*, Suoqi ZHAO**

* Petrochina Lanzhou Lubricating Oil Research & Development Institute, Lanzhou 730060, Gansu Province, China.
** State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, Petroleum University (Beijing), Changping, 102200, Beijing, China.

THE RESEARCH ON THE REACTION PROCESS OF THE SEDIMENTS IN HYDROTREATED LUBE BASE OILS UNDER ULTRAVIOLET RADIATION CONDITIONS

BADANIA NAD REAKCJAMI OSADÓW W BAZOWYCH OLEJACH SMAROWYCH HYDRORAFINOWANYCH POD WPŁYWEM PROMIENIOWANIA ULTRAFIOLETOWEGO

Key-words: hydrotreated base oils, ultraviolet radiation, sediment
Słowa kluczowe: hydrorafinowana baza olejowa, promieniowanie UV, osady

Summary

Hydrotreated lube base oil is superior to solvent refining base oil due to the higher viscosity index and lower volatility loss, however it is sensitive to sunlight or ultraviolet irradiation. On exposure to light and oxygen, some hydrotreated lube base oils became dark, haze and formed heavy sediments. The changes of the composition and the physical properties of the hydrotreated lube base oils exposed to ultraviolet light at 50±1°C were studied. Hydrotreated neutral oils (125N and 200N) prepared from Xinjiang crude oil (one of the oil fields in China) were used in this study; the formed sediments were analyzed by and XPS. The results showed that the physical properties of the base oils, i.e. the aromatics content in base oils increased with the exposure time, and nitrogen and sulfur containing decreased. Elemental analyses of the deposit showed that it is higher in nitrogen and sulfur content than that of the bulk of the oil. The results also showed that the relative percentage contents of nitrogen and sulfur in sediments are higher at the initial ultraviolet radiation stage and then became lower after ultimate stages. The precursors of forming the deposits are partially both hydrogenated heterocyclic compounds and hydrogenated polycyclic aromatic compounds, the reaction process is deduced.

Streszczenie

Hydrorafinowane oleje bazowe mają przewagę nad olejami po rafinacji rozpuszczalnikowej, ponieważ posiadają wyższy wskaźnik lepkości i mniejszą lotność. Niestety, są one czułe na światło słoneczne oraz promieniowanie w nadfiolecie. W wyniku wystawienia na promieniowanie świetlne i tlen niektóre oleje hydrorafinowane stają się ciemne, nieprzezroczyste i dodatkowo pojawia się w nich osad.
Autorzy prześledzili zmiany składu chemicznego i fizycznych właściwości hydrorafinowanych olejów bazowych zachodzące w wyniku naświetlania promieniami nadfioletowymi w temperaturze 50±1°C. Do badań użyto hydrorafinowanych olejów bazowych (oznaczonych 125 N i 200N) pochodzących z chińskich złóż Xinjiang. Wytrącone osady zbadano za pomocą FTIR i XPS.
W wyniku badań stwierdzono, że stężenie związków aromatycznych w olejach bazowych zwiększało się w miarę upływu czasu, zaś zawartość azotu i siarki spadała. Analizy osadu wykazały, że zawartość w nich azotu i siarki przewyższa zawartość tych pierwiastków w oleju bazowym, z tym że także ona maleje w miarę czasu naświetlania. Odpowiedzialnymi za wytrącanie osadów są m.in. związki heterocykliczne i uwodornione policykliczne aromaty.


2-2003 TRIBOLOGIA
Tomasz WASILEWSKI*, Włodzimierz SUŁEK*

* Faculty of Material Engineering, Technical Univesrity of Radom, Chrobrego 27, 26-600 Radom, Poland.

APPLICATION OF MIXTURES OF SORBITAN MONOLAURATE/ETHOXYLATED SORBITAN MONOLAURATE AS LUBRICANT COMPONENTS

ZASTOSOWANIE MIESZANIN MONOLAURYNIAN SORBITANU/OKSYETYLENOWANY MONOLAURYNIAN SORBITANU JAKO SKAŁADNIKÓW KOMPOZYCJI SMAROWYCH

Key-words: lyotropic liquid crystals, sorbitan esters, lubricant additives, friction coefficient, wear
Słowa kluczowe: liotropowe ciekłe kryształy, estry sorbitanu, dodatki do smarów, współczynnik tarcia, zużycie

Summary

In this paper we present compounds, which form liquid crystalline structures in lubricating medium. The mixtures of sorbitan monolaurate and etoxylated sorbitan monolaurate in different ratios were used as additives. Influence of ratios sorbitan laurate-ethoxylated sorbitan laurate (SML/ESML) and concentrations of additive in paraffin oil on tribological properties were investigated. The results show that for 1% solutions with increasing ethoxylated form in additive friction coefficient and wear decrease. For 2, 3 and 4% solutions best results were obtained for ratios SML/ESML 7:3, 5:5 and 3:7. We think that for these ratios liquid crystalline structures in lubricating medium are formed very easily.

Streszczenie

W artykule zaprezentowano związki mogące wytwarzać w środku smarowym struktury ciekłokrystaliczne. Jako dodatki do bazy olejowej stosowano mieszaniny monolaurynianu sorbitanu (SML) i oksyetylenowanego monolaurynianu sorbitanu (ESML). Analizowano wpływ stężenia i stosunku SML/ESML na właściwości tribologiczne. Na podstawie rezultatów stwierdzono, że dla roztworów 1-procento-wych wraz ze wzrostem zawartości oksyetylenowanego monolaurynianu sorbitanu następuje obniżenie współczynnika tarcia i zużycia. Dla roztworów 2-, 3- i 4-procentowych najlepsze właściwości obserwowano dla stosunków SML/ESML 7:3, 5:5 i 3:7. Autorzy sugerują, że dla powyższych kompozycji smarowych najłatwiej mogą się tworzyć struktury ciekłokrystaliczne.


2-2003 TRIBOLOGIA
A. PAUSCHITZ*, Manish ROY*, F. FRANEK*

* Austrian Centre of Competence for Tribology Viktor Kaplan-Straße 2 A 2700 Wiener Neustadt, Austria.

ON THE CHEMICAL COMPOSITION OF THE LAYERS FORMED DURING SLIDING OF METALLIC ALLOYS AT HIGH TEMPERATURE

STRUKTURA CHEMICZNA WARSTEWEK TWORZONYCH W CZASIE TARCIA STOPÓW METALI W WYSOKIEJ TEMPERATURZE

Key-words: chemical composition of layers, sliding, metallic alloys, high temperature

Słowa kluczowe: struktura chemiczna warstewek, tarcie, stopy metali, wysoka temperatura

Summary

Elevated temperature wear behaviour of metallic materials are characterised by formation of several types of layers. Wearing conditions, wearing material and mating material govern formation of these layers. These layers determine the friction coefficient and the wearing rate. These layers deffer by their physical appearance, mechanical properties, chemical compositions and failure mechanisms. In the present work, it is demonstrated that each layer has got its characteristics chemical composition. It is also shown that by careful and systematic chemical analysis of the worn surfaces and wear debris, it is possible to identify the type of layer formed and the possible mechanism. Such analysis can be carried out without destroying the test sample or the wearing components.

Streszczenie

Podczas tarcia stopów metali w podwyższonej temperaturze następuje formowanie się rozmaitych typów warstewek na powierzchni. Wpływ na to mają warunki badania i skojarzenie materiałowe. Utworzone warstewki zmieniają współczynnik tarcia i intensywność zużywania. Warstewki te różnią się wyglądem, właściwościami mechanicznymi, strukturą chemiczną i mechanizmami zużywania. Autorzy wykazali, że każdy z typów warstewek posiada charakterystyczną strukturę chemiczną. Wykazano także, że dogłębne analizy zużytej powierzchni oraz produktu zużycia pozwalają na zidentyfikowanie rodzaju warstewki i mechanizmów jej powstawania. Analizy takie można wykonać w sposób nieniszczący.


2-2003 TRIBOLOGIA
Michał CICHOMSKI*, Leszek MARGIELEWSKI*,
Ewa BARYLSKA*, Ireneusz PIWOŃSKI*

* University of Lodz; Department of Chemical Technology and Environmental Protection 163, Pomorska St, 90-236 Lodz, Poland; tel (+48 42) 635 58 32; fax (+48 42) 678 70 87; e-mail: splaza @ uni.lodz.pl

INVESTIGATION OF NANOSTRUCTURE ORDERING AND NANOFRICTIONAL PROPERTIES OF O,O,S-METHYL POLYETHOXYGLYCOL TRIESTER OF DITHIOPHOSPHORIC ACID LAYER ON STAINLESS STEEL AND ON GOLD

BADANIA UPORZĄDKOWANIA NANOSTRUKTURY I WŁAŚCIWOŚCI NANOTARCIOWYCH WARSTW O,O,S-METYLO- TRIESTRU POLIETOKSYGLIKOLU KWASU DITIOFOSFOROWEGO NA STALI I NA ZŁOCIE

Key-words: AFM, STM, nanofriction, nanostructure, self assembled monolayers, O,O,S-methyl polyethoxyglycol triester of dithiophosphoric acid, micelle
Słowa kluczowe: AFM, STM, nanotarcie, nanostruktura, warstwy samoorganizujące się, O,O,S-metylo- triester polietoksyglikolu kwasu ditiofosforowego, micele

Summary

Self-assembled monolayers of O,O,S-Methyl Polyethoxyglycol Triester of Dithiophosphoric Acid (MPEDTP) from ethanol solution on stainless steel surface and its adsorption from diisooctyl sebacate solution on stainless steel and on gold surfaces were investigated by STM techniques. STM images showed that this compound could form hemimicellar and cylindrical aggregates on solid surfaces. The size of adsorbed molecules in hemimicelles formed on steel surfaces is two times higher than one on gold surfaces. Probably molecules are deformed on steel surface much stronger than on gold surfaces. Relative coefficients of friction between silicon tip and pure steel surface as well as steel surface with deposited MPEDTP ware measured with the use of Atomic Force Microscopy (AFM).

Streszczenie

Samoorganizujące się warstwy O,O,S-metylo- triesteru polietoksyglikolu kwasu ditiofosforowego (MPEDTP) wytworzone na powierzchni stali z roztworu etanolowego i na powierzchni stali oraz złota z roztworu sebacynianu diizooktylowego zostały zbadane skaningowym mikroskopem tunelowym (STM). Obrazy STM pokazały, że związek ten może tworzyć hemimicele i cylindryczne agregaty na powierzchni ciała stałego. Rozmiar zaadsorbowanych cząsteczek w hemimicelach uformowanych na powierzchni stali jest dwa razy większy niż na powierzchni złota. Prawdopodobnie cząsteczki są zdeformowane na powierzchni stali bardziej niż na powierzchni złota. Wyznaczono względne współczynniki tarcia pomiędzy krzemową beleczką skanującą mikroskopu sił atomowych (AFM) a czystą powierzchnią stali oraz powierzchnią stali z zaadsorbowanym MPEDTP.


2-2003 TRIBOLOGIA
Krzysztof CHROBAK*, Jarosław GROBELNY*,
Michał CICHOMSKI*, Ireneusz PIWOŃSKI*

* University of Lodz, Department of Chemical Technology and Environmental Protection 163, Pomorska St., 90-236 Lodz, Poland tel (+48 42) 635 58 32; fax (+48 42) 678 70 87; e-mail: irek @ uni.lodz.pl

INVESTIGATION OF LB MONOLAYERS OF ARACHIDIC ACID WITH THE USE OF ATOMIC FORCE MICROSCOPY

BADANIE MONOWARSTW LB KWASU ARACHIDOWEGO Z UŻYCIEM SIŁ ATOMOWYCH

Key-words: AFM, arachidic acid, monolayer, LB film, friction

Słowa kluczowe: AFM, kwas arachidowy, monowarstwa, warstwa LB, tarcie

Summary

Deposition characteristics, film morphology and wear resistance of arachidic acid Langmuir-Blodgett (LB) films on mica were investigated. The experiment was carried out at three different surface pressures and its influence for final film morphology was evaluated. The wear resistance in scratch and durability tests with the use of Atomic Force Microscopy was verified and the film thickness was measured.

Streszczenie

W przedstawianej pracy scharakteryzowano osadzanie, morfologię i odporność na zużycie warstw LB kwasu arachidowego na mice. Podczas eksperymentu oszacowano wpływ trzech różnych wartości napięcia powierzchniowego na morfologię końcowej warstwy. Sprawdzono trwałość warstwy LB na zużycie w testach na "zdzieranie" z użyciem mikroskopu sił atomowych oraz zmierzono grubość warstwy filmu.


TRIBOLOGIA ROK XXXIV NR 3/2003 (189)
 
3-2003 TRIBOLOGIA
Eugeniusz KLUGMANN**

* Department of Solid-State Electronics, Gdansk University of Technology, 80-952 Gdańsk, ul. Narutowicza 11/12, Poland, e-mail: eklug @ eti.pg.gda.pl

INTERNAL FRICTION IN PURE Co AND CoPt ALLOY DURING ORDERING

TARCIE WEWNĘTRZNE W CZYSTYM Co I W STOPIE CoPt PODCZAS UPORZĄDKOWANIA

Key-words: internal friction, shear modulus, magnetic susceptibility, Co, CoPt alloy
Słowa kluczowe: tarcie wewnętrzne, moduł sprężystości postaciowej, podatność magnetyczna, Co, stop CoPt

Summary

Internal friction, the shear modulus defect and magnetic susceptibility behaviour of disordered equi-atomic CoPt alloy and pure cobalt has been investigated during annealing with heating rates 6 K/min and 2 K/min up to 850 K using an inverted torsional pendulum. The internal friction peak at 720 K in cobalt near the martensitic phase transition and in CoPt at 700 K, whose amplitude increase with decreasing heating rate, suggest a superposition of two effects: a rapid, thermally-activated, reorientational relaxation leading to short-range order, and a slower, migrational, structural relaxation leading to long-range order.

Streszczenie

Zbadano tarcie wewnętrzne, wskaźnik modułu sprężystości postaciowej i podatność magnetyczną stopu CoPt oraz monokryształu Co w stanie nieuporządkowanym- uzyskanym w wyniku oziębienia, podczas wyżarzania do 850 K za pomocą odwróconej skręcarki wahadłowej. Maksimum tarcia wewnętrznego przy 720 K w Co oraz przy 700 K w CoPt, które wzrasta przy mniejszej prędkości wzrostu temperatury, sugeruje superpozycję dwóch efektów relaksacyjnych: szybkiego, termicznie aktywowanego efektu reorientacyjnego, prowadzącego do uporządkowania bliskiego zasięgu, oraz wolniejszego, migracyjnego efektu relaksacji strukturalnej, powodującego uporządkowanie dalekie.


3-2003 TRIBOLOGIA
Elżbieta HORSZCZARUK*

* Katedra Konstrukcji Żelbetowych i Technologii Betonu, Politechnika Szczecińska, AL. Piastów 50, 70-311 Szczecin, tel. (091)4494900.

ZUŻYCIE ABRAZYJNE BETONU W KONSTRUKCJACH HYDROTECHNICZNYCH

ABRASIVE WEAR OF CONCRETE IN HYDRAULIC STRUCTURES

Key-words: wear; abrasive erosion; abrasive resistance
Słowa kluczowe: zużycie, erozja ścierna, odporność na ścieranie

Summary

Abrasion wear ot concrete in hydraulic is caused by mobement of rubble carried by water. difficulties in methodology of modelling thus process in laboratory scale constitute an obstacle to the rational assessment of influence of material and environmental conditions on durability of objects exposed to these actions. This paper presents new concept of testing the abrasion of concrete by rubble carried by water, modelling the natural mechanisms pewawnr in wnvironment. It was shown, that loss of mass in abraded concrete can be expressed as function of work by the abrasive mix and a material pareameter depending on its composition and independent of the intensity of enbironment action. The results of tests allowed the criteria to be given for the selection of the composition of concrete exposed to abrasion-wear.

Streszczenie

Zużycie ścierne betonu w konstrukcjach hydrotechnicznych wywołane jest działaniem rumowiska niesionego przez wodę. Trudności metodologiczne modelowania tego procesu w skali laboratoryjnej stanowią przeszkodę racjonalnej oceny wpływu uwarunkowań materiałowych i środowiskowych na trwałość obiektów narażonych na te oddziaływania. W artykule przedstawiono nową koncepcję prowadzenia badań ścierania betonów rumowiskiem wleczonym przez wodę, modelującą naturalne mechanizmy występujące w środowisku. Wykazano, że ubytki masy ścieranych betonów wyrazić można w funkcji pracy mieszaniny ściernej oraz parametru materiałowego zależnego od jego składu i niezależnego od intensywności oddziaływania środowiska. Wyniki badań pozwoliły na określenie kryteriów doboru składu betonów narażonych na wpływy erozji ściernej.


3-2003 TRIBOLOGIA
Stefania FISZER, * Piotr NIEMIEC*,
Janusz KLOMFAS*, Wiesław SZEJA*

* Katedra Technologii Chemicznej Węgla i Ropy Naftowej, Wydział Chemiczny Politechniki Śląskiej, ul. Bolesława Krzywoustego 8, 44-101 Gliwice.

OCENA PÓŁSYNTETYCZNYCH ŚRODKÓW SMAROWYCH W WARUNKACH ZACIERANIA

THE ASSESSMENT OF TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF SEMI-SYNTHETIC LUBE OILS

Key-words: vegetable oils, ester oils, semi-synthetic lube oils, lubricating properties

Słowa kluczowe: oleje roślinne, estry kwasów oleju rzepakowego, oleje estrowe, półsyntetyczne oleje smarowe, właściwości smarne
Summary

This article consists of results of lubricity researchme nt of semi-synthetic oils.
The matter of the investigation were semi-synthetic lube oils received from composition of mineral oil base SN-400 and esters taken through transestrification of rapeseed oil. There has been investigated the influence of esters concentration on lubricating properties for a compositions consisting of 15, 30 and 50 % by weight TMP - esters of rapeseed oil.
There were used also a four-ball apparatus to test the semi -synthetic oils with different AW/EP additives at different concentration.
The following additive were tested : Acorox 880, Anglamol 33 and Vanlube 73B, each time the composition was enriched with 2% by weight of Jawizol 115H which is often used to improve viscosity-temperature characteristic of the lube oils. .
It has been stated that :
  • Addition of Trimethylolopropane-esters of rapeseed oil's acid only slightly improves the lubricating properties of obtained in this manner mixture (improvement of the limiting pressure of seizure poz and scuffing load value Pt).
  • All the investigated additives in a concentration of at least 1 % by weight improve the load-carrying capacity of semi-synthetic oils. The above additives with the exeption of Acorox 880 improve the limiting pressure of seizure poz. too. The introduction of the multifunctional Acorox 880 to the oil base does not influence on the poz, despite the improvement of Pt.
  • The lubricity examination of the enriched composition with Acorox 880 proved that behaviour of the lubicant during scuffing initiation does not characterise its resistance to the seizure.

Streszczenie

W artykule przedstawiono badania smarności półsyntetycznych olejów smarowych, których komponentem niewęglowodorowym są estry kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego i wielowodorotlenowego alkoholu - trimetylolopropanu. Stwierdzono, że wprowadzenie komponentu estrowego do mineralnej bazy olejowej w niewielkim stopniu polepsza wskaźniki smarne (Pt i poz) otrzymanych mieszanek. Zaobserwowano różne oddziaływanie dodatków AW/EP w zakresie obu wymienionych wskaźników.


3-2003 TRIBOLOGIA
Jan SADOWSKI*, Piotr SADOWSKI*

* Wydział Mechaniczny, Politechnika Radomska, ul. Malczewskiego 29, 26-600 Radom

SPOSÓB OCENY STACJONARNEJ TEMPERATURY POWIERZCHNI TARCIA

METHOD OF ASSESSMENT OF THE FRICTION SURFACE STATIONARY TEMPERATURE

Key-words: Temperature, thermocouple system, calibration, multiply regression, temperature investigation
Słowa kluczowe: Temperatura, układ termopar, kalibracja, regresja wielokrotna, badania temperatury

Summary

The original method of assessment of the friction surface stationary temperature is proposed. The measurement of two different points of metallic sample temperature with the use of thermocouples is the basis of the conclusions concerning the surface temperature value. The system consist of suitably prepared sample with the thermocouples was calibrated in order to consider the real thermal processes accompanying the temperature measurement. Quantitative characteristic of the system was elaborated with the use of linear regression methods of two independent variables. The friction surface experimental research were illustrated by the example of model friction couple namely iron armco -steel NC6, which was situated on the modified tester T-01M. The modification concerned the resistance shield mounted of the inverse sample, in order to temperature stabilisation, during the friction process, by means of special heat exchanger. Research was restricted only to stable dry friction conducted in the condition of oxidative wear. The friction surface temperature dependencies on mechanic friction parameters - sliding velocity, pressure and friction power is demonstrated.

Streszczenie

W pracy zaproponowano oryginalny sposób oceny stacjonarnej temperatury powierzchni tarcia. Podstawą wnioskowania o jej wartości jest pomiar temperatury w dwóch różnych punktach metalowej próbki za pomocą termopar. Odpowiednio przygotowana próbka z termoparami tworzy układ, który był kalibrowany w celu uwzględnienia rzeczywistych procesów cieplnych towarzyszących pomiarom temperatury. Ilościową charakterystykę tego układu opracowano metodą regresji liniowej przy dwóch zmiennych niezależnych. Badania eksperymentalne temperatury powierzchni tarcia zilustrowano na przykładzie modelowej pary trącej żelazo armco - stal NC6 umieszczonej na zmodyfikowanym testerze T-01M. Modyfikacja objęła konstrukcję tarczy oporowej mocującej przeciwpróbkę i miała na celu stabilizację jego temperatury podczas tarcia za pomocą specjalnego wymiennika ciepła. Badania ograniczono do ustabilizowanego tarcia technicznie suchego w warunkach zużywania utleniającego. Uwidoczniono zależność temperatury powierzchni tarcia od mechanicznych parametrów tarcia - prędkości poślizgu, nacisku oraz od mocy tarcia.


3-2003 TRIBOLOGIA
Jarosław MOLENDA, Marian GRĄDKOWSKI*

* Instytut Technologii Eksploatacji w Radomiu, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel. (048) 36-442-41.

WPŁYW PRZECIWUTLENIACZY NA AKTYWNOŚĆ TRIBOLOGICZNĄ NIENASYCONYCH DODATKÓW PRZECIWZUŻYCIOWYCH

THE INFLUENCE OF ANTIOXIDANTS ON TRIBOACTIVITY OF AW UNSATURATED ADDITIVES

Key-words: AW additives, antioxidants, tribochemical changes, tribological properties
Słowa kluczowe: Dodatki przeciwzużyciowe, dodatki przeciwutleniające, przemiany tribochemiczne, właściwości tribologiczne

Summary

This paper aims at investigating an antiwear influence of 2, 6-di-tert-buthyl-4-methyl-phenol (BHT) on antiwear activity of model composition containing 1% m/m 3-allyloxy-1, 2-propandiol in n-hexadecane. It has been shown that this composition reduces volume wear of friction pair at 80oC in comparison with pure n-hexadecane. Obtained results show no negative effect of antioxidant on antiwear efficiency of unsaturated additives. Observed antiwear action is connected with chemical reactions proceeding in the bulk lubricant as well as on lubricant - external layer interface. It has been also identified chemical structure of compounds forming boundary layers during friction.

Streszczenie

Celem pracy było określenie wpływu 2, 6-di-tert-butylo-4-metylofenolu (BHT) na aktywność przeciwzużyciową modelowej kompozycji smarowej, zawierającej 1% masowy 3-alliloksy-1, 2-propanodiolu w n-heksadekanie. Stwierdzono, iż w przypadku zastosowania kompozycji binarnej w podwyższonej temperaturze tj. 80°C występuje 63 %-owa redukcja zużycia objętościowego węzła tarcia w porównaniu ze zużyciem węzła smarowanego n-heksadekanem. Uzyskane wyniki wskazują, iż nie występuje negatywne oddziaływanie przeciwutleniacza na skuteczność przeciwzużyciową dodatków nienasyconych. Obserwowany efekt przeciwzużyciowy związany jest z przebiegającymi reakcjami chemicznymi zarówno w fazie objętościowej medium smarowego, jak również na granicy faz środek smarowy-warstwa wierzchnia. Zidentyfikowano strukturę chemiczną związków tworzących podczas tarcia warstwy graniczne.


3-2003 TRIBOLOGIA
Anna JANKOWSKA*

* Instytut Automatyki i Robotyki Politechniki Warszawskiej, ul. Chodkiewicza 8, 02-525 Warszawa, tel. (022)660-82-91.

SZTUCZNE SIECI NEURONOWE JAKO PREDYKCYJNE MODELE TARCIA W UKŁADACH PŁYNOWYCH

ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS AS PREDICTIVE FRICTION MODELS IN FLUID SYSTEMS

Key-words: models of friction, modelling of phenomena, artificial neural networks, feedforward nets, multilayer perceptron, estimation of models
Słowa kluczowe: modele tarcia, modelowanie zjawisk, sztuczne sieci neuronowe, sieci jednokierunkowe, perceptron wielowarstwowy, ocena modelu

Summary

In the paper the neural models of selected tribological phenomena in fluid drive systems are presented. The complexity of models and modeling accuracy have been estimated.
Despite the introduction of standards in friction and wear test stands in many complex technical systems, for example excavators, robots and combines, etc., the fixing conditions of fluid cylinders determine individually the development of frictional vibrations of the piston in a fluid cylinder at low movement velocities. The knowledge of friction models (even if in the form of "black box") presenting the complex nature of tribological phenomena is necessary to achieve desired piston position with a given accuracy.
In this paper two examples of tribological phenomena are presented: the friction force between a cylinder and an externally nonloaded piston during the piston braking in the pneumatic research stand, and frictional vibrations in electro-hydraulic servo-drive in final positioning phase
When creating frictional models the Artificial Neural Networks (ANN), characterized by good generalization properties of input data features are applied. Feedforward nets: multilayer (3 or 4 layers) perceptrons (having one or two hidden layers) (MLP) and radial basis functions (RBF), have been tested. The network parameters estimation in learning process realized with the help of gradient optimization methods, was performed. The created predictive models estimate forecasted values of modeled variables on the basis of signal values measured in previous moments.
In the first example the friction force as model output was estimated. The inputs were three measured signals: pressure in the sealed chamber, pressure difference at the piston and the velocity of the piston. The quotient of standard deviation of modeling error to pattern standard deviation (quotient) and correlation function (correlation) between model's output and pattern, were estimated. The rather good quality of quotientŁ 0. 2, and correlationł 0. 94 with about ten to twenty neurons in hidden layer in all ANN structures created, were obtained.
In the second considered example the parameters of frictional vibrations were modeled. The increments of piston position d_x(k) and time lapses between the vibrations d_T(k), have been estimated. Each parameter served as an output for the three-layer perceptron. The estimation was done on the basis of averaged velocity values in n previous moments of vibrations steps and m previous measured values of piston jumps d_x(k-1), . .,, d_x(k-m) and d_T(k-1), . . ., d_T(k-m). The number of neurons in net structures and numbers of delays were determined, and n=m=2. An averaged relative prediction error ~1. 5% for lapses of time d_T(k) and ~4. 5% for position jumps d_x(k) in two last points of tested series were obtained in the best MLP 3-layer net of 6:20-7-1structure (6 input samples, 20 conditioning linear neurons, 7 hidden neurons, 1 output neuron).
A small number of iteration cycles during adaptive weights tuning in on-line mode of models, indicates the possibility of applying this model in microprocessor control systems.
Because of significant time constants of fluid drives the neural predictive models working with multi-step prediction could be applied in control systems - just as models with current adaptive weight tuning.
Rather simple ANN structures were compiled for two investigated examples of friction phenomena. Quite good modeling quality was obtained.

Streszczenie

Ze względu na złożony, nieliniowy charakter zjawisk tarciowych, między tłokiem a cylindrem w płynowych układach wykonawczych, za zadowalające uważa się w sterowaniu modele makro - dobrze reprezentujące istotę zjawisk w funkcji ich przyczyn.
W pracy przedstawiono neuronowe modele predykcyjne przykładowych zjawisk tarciowych w płynowych układach napędowych. Oszacowano złożoność struktur sztucznych sieci neuronowych (SSN)oraz dokładność predykcji modelowanych zmiennych.
Badano modele o postaci wielowarstwowych perceptronów oraz sieci radialnych. Rozważano dwa przykłady: siłę tarcia między nieobciążonym zewnętrzną siłą tłokiem a cylindrem siłownika w pneumatycznym stanowisku badawczym oraz drgania tarciowe w końcowej fazie pozycjonowania tłoka w serwomechanizmie elektrohydraulicznym.
W obu przykładach opracowano dość proste struktury SSN realizujące predykcyjne modelowanie z niezłą dokładnością. Niewielka liczba iteracji podczas predykcji z adaptacyjnym dostrajaniem wag sieci wskazuje, że wykorzystanie modelu w trybie on-line staje się możliwe w mikroprocesorowym układzie sterowania.
Ze względu na znaczne stałe czasowe płynowych członów wykonawczych, neuronowy model predykcyjny, do pracy bez adaptacji wag w fazie pozycjonowania, czyli zasadniczo w trybie predykcji z długim horyzontem, może się okazać porównywalnie przydatny w układach sterowania jak model z bieżącą korekcją wag.


3-2003 TRIBOLOGIA
Małgorzata WRONA*

* Instytut Technologii Eksploatacji, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, tel. (048) 364-42-41.

ZASTOSOWANIE METOD FRAKTALNYCH DO ANALIZY CZĄSTEK ZUŻYCIA

APPLICATIONS OF THE FRACTAL METHODS TO THE ANALYSIS OF WEAR PARTICLES

Key-words: lubricating oils, wear particles, computer image processing and analysis, fractal methods
Słowa kluczowe: oleje smarowe, cząstki zużycia, komputerowe przetwarzanie i analiza obrazu, metody frak-talne

Summary

In the recent years, the fractal methods have found the important applications to the analysis of wear particles for the problem of frictional junctions diagnosis. In this paper, the characterization of chosen fractal methods applied to describe of wear particle con-tour and surface features is presented.

Streszczenie

W ostatnich latach metody fraktalne zyskały ważne zastosowanie w analizie cząstek zużycia dla zagadnień diagnostyki węzłów tarcia. W artykule przedstawiono charakterystykę wybra-nych metod fraktalnych stosowanych do określenia cech konturu i powierzchni cząstek zużycia


3-2003 TRIBOLOGIA
Stanisław KRÓL, Zbigniew ZALISZ*

* Katedra Materiałoznawstwa i Technologii Bezwiórowych, Wydział Mechaniczny Politechniki Opolskiej, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole, tel. (077)4006136.

DYFUZJA TLENU W TYTANIE, A JEGO ZUŻYCIE ŚCIERNE CZ. I: PRZECIWPRÓBKA ZE STOPU KOBALTU

OXYGEN DIFFUSION IN TITANIUM AND ITS ABRASIVE WEAR PART I: COUNTERSPECIMEN MADE OF A COBALT ALLOY

Key-words: diffusion, abrasive wear, titanium, coefficient of friction, cobalt alloy

Słowa kluczowe: dyfuzja, zużycie ścierne, tytan, współczynnik tarcia, stop kobaltu

Summary
W pracy omówiono podstawowe procesy zachodzące podczas utleniania tytanu w powietrzu, l a mianowicie tworzenie zgorzeliny i roztworu stałego tlenu w tytanie, wskazując iż dyfuzyjny proces natleniania daje warstwę o wysokiej twardości, będącej funkcją zmian koncentracji tlenu w Tia. Badania własności tribologicznych tytanu i tytanu natlenionego wykonano metodą pin-on-disc stosując jako przeciwpróbkę tarczkę ze stopu kobaltu. Stwierdzono, że zużycie ścierne tytanu związane jest z wyrywaniem cząstek o różnej wielkości. Cząstki drobne osiągają temperaturę błysku, doznaj ą utlenienia powierzchniowego i jako utwardzone przenoszone są na przeciwpróbkę. Jednocześnie plastyczna osnowa metaliczna stopu kobaltu jest lokalnie przenoszona na próbkę tytanu tworząc sczepienia adhezyjne. W parze tribologicznej stop kobaltu - tytan natleniony produktami zużycia są cząstki stopu kobaltu (przeciwpróbki) i niewielka ilość bardzo drobnych, pylistych cząstek badanego materiału. Na próbce natlenionego tytanu są lokalnie rozcierane i sczepiane adhezyjnie z fragmentami powierzchni warstewki stopu kobaltu. Zachodzi także wykruszanie twardych krawędzi, które działając jak mikroostrze prowadzą do mikroskrawania przeciwpróbki i odrywania narostów.

Streszczenie

The paper presents the basie processes occurring during titanium oxidation in air including formation of scalę and solid solution of oxygen in titanium. It has been proved that oxygen diffusion hardening gives a layer of high hardness being a function of changes of oxygen concentration in Tia. Tribological properties of titanium and oxygenated titanium were tested by the pin-on-disc method, and a disk madę of cobalt alloy was applied as a counterspecimen. It has been found that abrasive wear of titanium is connected with separation of particles of different sizes. Fine particles reach the flash temperaturę,subjected to surfacial oxidation and, as hardened,carried on the counterspecimen. At the same time, a plastic metallic matrix of the cobalt alloy is carried to the titanium specimen forming an adhesive tack. In the tribological pair cobalt alloy - oxygenated titanium, particles of the cobalt alloy (counterspecimen) and a smali amount of very fine dusty particles of the tested materiałthe wear products. On the specimen of hard titanium theylocally grinded and adhesively joined with fragments of the surface of the cobalt alloy layer. We can also observe spalling of hard edges which act as microblades and cause microcutting of the counterspecimen and separation of accretions.


TRIBOLOGIA ROK XXXIV NR 4/2003 (190)
 
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 hy