Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of Water Absorption on Tribological Properties of Thermoplastics Matrix Composites Reinforced with Glass Fibres

Walczak Mariusz, Szala Mirosław, Pieniak Daniel

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no 2

232--239

EN

The present work investigated the water absorption of thermoplastic matrix composites and their effect on tribological behaviour. Four thermoplastic composites were researched based on Polyamide 6 and Polyamide 66 matrix reinforced with glass fibres. The composites fabricated using the injection moulding technique were immersed in distilled water at room temperature for a water absorption test for 14 days. Dry sliding wear was conducted using a pin-on-disc trbiotester. The coefficient of friction (COF) and the wear rate (K) was determined. The sliding trace was analyzed using a scanning electron microscope (SEM) to reveal the sliding wear mechanism of composites. Studies have shown that polyamide PA6 based composites are less prone to absorb water than PA66 matrix. In addition, the composites richer in fibreglass exhibit lower water absorption. Tribological results indicated that polymer composites showed higher COF and K after water absorption testing. Mean COF and K were in the range of 0.071÷0.321 and 2.51∙10-6÷1.81∙10-4 mm3N-1m-1, respectively. Wear traces SEM analysis revealed that untreated samples are characterized by less intense abrasive and adhesive wear mode than the hydrated polymers. Besides, the degradation process took place primarily at the polymer matrix-fibreglass interfaces.

2

A Comparative Study of Tribological Behavior of Moglice and DK-6(PT) Composites

Pashechko Mykhailo, Ishchenko Аnatoliy, Radionenko Aleksandr, Kindrachuk Myroslav, Tisov Oleksandr

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no 1

149--157

EN

Authors have produced new polymer-based composite material DK-6(PT) for substitution of Moglice (Diamant) polymer. We manufactured and used sliding-friction test apparatus (pin-on-disc) capable of testing three specimens simultaneously, much reducing time for the test. The monitoring of the material curing process and the Shore hardness test indicate minor difference from reference material. Measurements were carried out during the curing period, since it is important to know change in this parameter over time. The wear test proved that DK-6(PT) composite in the long-time test has good wear resistance: over 80 km of the friction path, the wear loss of both materials is approximately the same. Furthermore, the friction factor of DK-6(PT) is 5–10% less than that of Moglice. Thus, the studied new polymeric composite may compete with well-known material Moglice and significantly cut the expenses for reconditioning of worn slide ways of metal working equipment.

3

Tribological properties of hardened surfaces constituted by various methods of mechanical processing

Zawadzki Paweł, Wierzbicka Natalia, Talar Rafał, Burysz Łukasz

Tribologia

|

2021

|

nr 4

57--72

EN

The paper presents the results of experimental studies involving the determination of the coefficient of friction (COF) of surfaces constituted by selected machining methods. The tests were carried out on a Bruker UMT2 stand using a ball made of 100Cr6 steel with a hardness of 62 HRC and a disc made of X210CR12 (NC11LV) steel with a hardness of 62 ±0.4 HRC in dry conditions. During the research, wear products were not removed from the sliding path. The paper presents methods of producing samples and corresponding surface characteristics. Significant differences in topography characterised the surfaces obtained due to various machining. The COF values at the beginning of the study and the COF values occurring after a specific route in the reciprocating cycle reached similar values, despite the significant differences in the surface topography of the tested samples. Significant COF changes as a path function were observed for samples produced with different machining methods.

PL

Praca przedstawia wyniki badań doświadczalnych obejmujących wyznaczanie współczynnika tarcia (COF) powierzchni ukonstytuowanych wybranymi metodami obróbki mechanicznej. Badania przeprowadzono na stanowisku Bruker UMT2 bez stosowania medium smarującego w skojarzeniu kulki stalowej wykonanej ze stali 100Cr6 (ŁH15) o twardości 62 HRC i dysku stalowego wykonanego ze stali X210CR12 (NC11LV) o twardości 62 ±0.4 HRC. W trakcie prowadzenia badań produkty zużycia nie były usuwane ze strefy ruchu. W pracy przedstawiono sposoby wytworzenia próbek i odpowiednio charakterystyki powierzchni. Otrzymane w wyniku różnych sposobów obróbki powierzchnie charakteryzowały się dużymi różnicami ich topografii. Wartości COF występujące na początku badania i wartości COF występujące po przebyciu określonej drogi w cyklu posuwisto-zwrotnym osiągały zbliżone wartości pomimo znacznych odrębności topografii powierzchni badanych próbek. Zaobserwowano istotne różnice przebiegu zmian COF w funkcji drogi dla próbek wytworzonych odmiennymi metodami obróbki mechanicznej.

4

Tribological aspects of footwear safety

Przepiórka Jacek, Szczerek Marian, Sułek Marian Włodzimierz

Tribologia

|

2021

|

nr 4

37--44

EN

The key factor, from the consumer's point of view, during the use of footwear is the safety of use, characterized, among others, by the friction coefficient. A low coefficient of friction can cause skidding, which is very dangerous for the elderly, people with motor apparatus injuries, those with impaired motor skills, and those with a high body BMI index. Fall injuries result in hospitalization, generating high costs of treatment and compensation. The article presents the results of tribological tests of typical footwear sole materials in combination with selected base materials depending on the load on the friction junction, the initial temperature, and the presence of water. The combination of the friction coefficient with the safety of footwear use for typical operating conditions is a new approach to the requirements of ergonomics and increasing comfort while walking.

PL

Kluczowym czynnikiem, z punktu widzenia konsumenta, podczas eksploatacji obuwia jest bezpieczeństwo użytkowania, charakteryzowane między innymi współczynnikiem tarcia. Mały współczynnik tarcia może powodować poślizg, który jest bardzo niebezpieczny dla osób starszych, osoby z urazami aparatu ruch, z upośledzoną motoryką oraz z wysokim indeksem BMI ciała. Urazy powstałe podczas upadku są powodem hospitalizacji generującej wysokie koszty leczenia oraz odszkodowania. W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych typowych obuwniczych materiałów spodowych w skojarzeniu z wybranymi materiałami podłożowymi w zależności od obciążenia węzła tarcia, temperatury początkowej oraz obecności wody. Powiązanie współczynnika tarcia z bezpieczeństwem użytkowania obuwia dla typowych warunków eksploatacji stanowi nowe podejście do wymogów ergonomii i zwiększenia komfortu podczas chodzenia.

5

An Analysis of the Influence of Carbon Nanoparticles Additive on Selected Properties of Lubricating Oils

Frycz Marcin, Labuda Mateusz

Tribologia

|

2021

|

nr 2

7--20

EN

This paper presents the results of an analysis of the influence of the addition of various types of carbon nanoparticles on selected essential physical and operational properties of lubricating oils. Two selected oils, i.e. the mineral base oil without additives and the typical marine lubricating circulating oil Marinol RG 1240, were modified with the addition of shungite nanoparticles, graphite nanotubes, and C60 fullerenes. The mass fraction of modifiers was 0.2% wt for each of the additives. As part of the experimental tests, measurements were made of the impact of the above-mentioned modifiers on the change in the value of the ignition temperature of oils, the effect on the changes in the value of the dynamic viscosity coefficient in the aspect of changes of temperature and shear rate, as well as the impact on the changes in the friction coefficient and the size of the wear size scar. These tests were carried out on an EraFlash automatic apparatus for determining ignition temperature using the closed cup method, with a Haake Mars III research rheometer, and a T-02U tribometer with a four-ball head.

PL

W niniejszej pracy zaprezentowane zostały wyniki analizy wpływu dodatku różnego rodzaju nanocząstek węgla na wybrane istotne właściwości fizyczne i eksploatacyjne olejów smarowych. Dwa wybrane oleje, tj. mineralny olej bazowy nie zawierający dodatków uszlachetniających oraz typowy morski smarowy olej obiegowy Marinol RG 1240, zostały zmodyfikowane dodatkiem nanocząsteczek szungitu, nanorurek grafitu oraz fullerenów C60. Udział masowy modyfikatorów wynosił 0,2% wt w przypadku każdego z dodatków. W ramach badań eksperymentalnych dokonano pomiarów wpływu wymienionych modyfikatorów na zmianę wartości temperatury zapłonu olejów, wpływu na zmiany wartości dynamicznego współczynnika lepkości w aspekcie zmian temperaturowych, jak również szybkości ścinania, a także wpływu na zmiany współczynnika tarcia i wielkości śladu zużycia. Badania te zostały przeprowadzone odpowiednio na automatycznym aparacie do wyznaczania temperatury zapłonu EraFlash metodą tygla zamkniętego, reometrze badawczym Haake Mars III oraz tribometrze z głowicą czterokulową T-02U. Uzyskane w badaniach eksperymentalnych wyniki zostały poddane analizie, zostały również poczynione obserwacje oraz wyciągnięte wnioski dotyczące wpływu nanomodyfikatorów węgla na wybrane właściwości olejów w szczególności w kontekście ich potencjalnego zastosowania w olejach smarujących.

6

Enhancement of turbulent airflow and heat transfer through a rectangular microchannel with different types of baffles

Saha Sandip, Raut Santanu, Das Apurba Narayan

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2021

|

Vol. 20, nr 3

41--52

EN

The objective of this work is to discuss the turbulent air hydro-thermal phenomena over a rectangular microchannel with different types of baffle (rectangular, triangular, and trapezoidal) mounted on both the walls of the microchannel. The finite volume method with the second order upwind scheme has been utilized to discretize the governing equations and to study the turbulent airflow characteristics; the SST k-ꞷ turbulence model has been adopted. For nine different cases, the different characteristics of fluid flow phenomena and thermal behaviour with the variations in the Reynolds number ranging from [5,000-25,000] and for three different values of inter baffle spacing have been studied in this manuscript. Due to the presence of baffle, it is revealed that the vortex arises on the upper wall and the thermal phenomena enhances with the decrease in inter baffle spacing.

7

Identification of the operating parameters of the friction drum drive in industrial conditions

Kulinowski Piotr, Kasza Piotr, Zarzycki Jacek

Eksploatacja i Niezawodność

|

2021

|

Vol. 23, no. 1

94--102

EN

The publication presents the results of measurements of the operating parameters of the drum drive of a belt conveyor operating in a copper ore mine. The laboratory and industrial tests of belt conveyor components so far have largely focused on idler sets, the belt and the conveyor route. The authors of the publication notice that the subject literature lacks information on research into the coefficient of friction between the belt and the drum in an industrial facility under real conditions, which may imply that the phenomenon of driving force transmission from the drum surface to the belt has not been thoroughly explored. The investigations described in the publication were aimed at determining the kinetic coefficient of friction between the conveyor belt and the lining of the drive drum under operating conditions. In the first part of the study, preliminary laboratory tests were carried out, whereas in the second part of the study, a mobile, non-invasive measurement system was applied, which allowed for recording the kinematic and dynamic parameters of the conveyor’s operation. During the several dozen minutes of the conveyor’s operation, there were several start-ups and brakings as well as periods of steady operation under variable load on the material handled. The non-typical planned sequence of switching on the drive motors caused a temporary slip of the belt on the drive drum surface during one of the start-ups. The recorded parameters of the conveyor operation enabled determining the operational limit value of the friction coefficient between the belt and the lining of the drive drum.

8

Influence of the Structure of Seersucker Woven Fabrics on their Friction Properties

Frącczak Łukasz, Matusiak Małgorzata

Autex Research Journal

|

2021

|

Vol. 21, no. 1

85--91

EN

Friction is defined as a force resisting a relative motion between two bodies in contact. The friction of a fabric on itself or on another fabric influences significantly a fabric’s performance and user’s utility comfort, especially the so-called sensorial comfort. Generally, the coefficient of friction is determined for a given pair of materials. The aim of the present work was to investigate the influence of the structure of the seersucker woven fabrics on their frictional properties. Three variants of the seersucker woven fabrics of different repeat of the seersucker effect were the objects of the investigations. Three measuring elements were applied: made of aluminum and steel and covered with silicone. The obtained results confirmed the influence of the pattern of the seersucker effect on the values of friction coefficient. It was also stated that there are differences between the friction coefficients measured in the warp and weft directions of the seersucker woven fabrics. Values of friction coefficient between the seersucker woven fabrics and measuring elements were the highest for the measuring element covered by silicone. These values were several times higher than the values of friction coefficient measured using the measuring elements made of aluminum and steel.

9

Laboratory Device Detecting the Magnitude of the Static Friction Coefficient of Brake Lining

Hrabovský Leopold, Hrbáč Roman

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no 2

191--197

EN

The paper describes the design of laboratory equipment, which was created for verification and determination of the value of the static coefficient of friction in the contact surfaces of the brake lining and the brake drum of the drum brake with external shoes by experimental procedure. Suppliers of brake linings state values of the friction coefficients which correspond to different operating temperatures, but do not state the values of the friction coefficient of the respective brake lining with regard to the state of contamination of the contact surfaces. In practice, brake contact surfaces are exposed to moisture, dust, lubricants and oils, and these weather and operational influences significantly affect the value of the coefficient of friction. The results of laboratory tests performed with two types of brake linings (commonly used in practice) (fabric, hardened rubber) show that the coefficient of friction of a given brake lining is strongly influenced by the state of contamination of the contact surfaces.

10

Tribological Characteristics of Polyurethanes Used for the Soles of Footwear

Przepiórka Jacek, Szczerek Marian, Sułek Marian Włodzimierz

Tribologia

|

2020

|

nr 6

71--75

EN

The inability to take into account the type of base material (floor, pavement, soil), as well as the inability to take into account the variable friction conditions – load, intermediary medium (water, loose abrasive, sand or other soil particles), sliding velocity, and ambient temperature – is a significant limitation the use of friction methods and devices used so far in the footwear industry to precisely anticipate the behavior of the bottom materials in the actual operating conditions of the footwear. These limitations prompted the authors to adapt a tribological tester for this purpose, used in the area of construction and operation of machines and material engineering. A research methodology was developed and, in order to verify it, measurements of the coefficient of friction and wear of polyurethane used for shoe soles in combination with a raw and varnished wooden substrate were carried out. The obtained test results are characterized by diversity, which proves the high research resolution of the developed method. It allows determining the coefficient of friction of associations influencing the slip of the footwear and the wear and tear that determines the length of use of the footwear.

PL

Brak możliwości uwzględnienia rodzaju materiału podłoża (posadzka, podłoga, nawierzchnia, grunt), jak też brak możliwości uwzględnienia zmiennych warunków tarcia – obciążenia, medium pośredniczącego (woda, luźne ścierniwo, piasek lub inne cząstki gruntu), prędkości poślizgu, temperatury otoczenia stanowi istotne ograniczenie wykorzystania metod i urządzeń tarciowych stosowanych dotychczas w przemyśle obuwniczym do precyzyjnego antycypowania zachowania się materiałów spodowych w rzeczywistych warunkach eksploatacji obuwia. Ograniczenia te skłoniły autorów do przystosowania do tego celu testera tribologicznego, wykorzystywanego w obszarze budowy i eksploatacji maszyn oraz inżynierii materiałowej. Opracowano metodykę badawczą oraz w celu jej weryfikacji przeprowadzono pomiary współczynnika tarcia i zużycia poliuretanu stosowanego na podeszwy obuwia w skojarzeniu z podłożem drewnianym surowym i lakierowanym. Otrzymane wyniki badań charakteryzują się zróżnicowaniem świadczącym o dużej rozdzielczości badawczej opracowanej metody. Pozwala ona określać współczynnik tarcia skojarzeń mający wpływ na poślizg obuwia oraz zużycie decydujące o długości eksploatacji obuwia.

11

The Influence of an Operating Conditions on the Friction Coefficient in Transportation Machines Drives

Kasza Piotr, Kulinowski Piotr, Zarzycki Jacek

New Trends in Production Engineering

|

2020

|

Vol. 3, Iss. 1

294--302

EN

The publication presents the construction of the station for testing the friction coefficient under high pressure and low slip velocity values. These conditions of cooperation of friction pairs occur in the drives of transport machines such as belt conveyors and suspended monorails. The value of the friction coefficient, depending on the operating conditions such as moisture and rock or coal dust pollution, has a significant impact on the correct and efficient operation of such drives. The features of the station allow mapping the operating conditions on a laboratory scale. As part of the research, appropriate friction samples made of rubber or polyurethane were prepared. Referring to the conditions of conveyor operation and conditions of contact of the conveyor belt with the drive drum, the values of unit pressures and values of slip speed occurring in the drum drive of the belt conveyor were determined. A series of laboratory tests were carried out for the friction pair rubber drum lining – conveyor belt cover. The tests were carried out for four different states of friction vapor surfaces, namely for dry and wet samples, as well as for samples in clean or contaminated with stone dust. As a result of the tests, the values of friction coefficients for various surface states were determined, which will be valuable information for designers of friction drive systems of transport devices.

12

Współczynnik tarcia nawierzchni – analiza zagadnień, urządzenia pomiarowe.

Łądkiewicz-Krochmal Katarzyna

Drogownictwo

|

2020

|

nr 2

35--44

PL

Jedną z cech nawierzchni drogowej są jej właściwości przeciwpoślizgowe. Opisują one przyczepność pomiędzy nawierzchnią a oponą pojazdu. Podstawowym parametrem charakteryzującym w sposób sformalizowany właściwości przeciwpoślizgowe nawierzchni jest bezwymiarowy współczynnik tarcia. Jego pomiar opiera się na symulacji wystąpienia warunku poślizgu na mokrej nawierzchni, jako najbardziej niekorzystnego z punktu widzenia przyczepności kół pojazdu. Jest to o tyle istotne, że niewłaściwe właściwości przeciwpoślizgowe mają bezpośredni związek m.in. z długością drogi hamowania. W artykule szczegółowo zdefiniowano oraz omówiono pojęcia „właściwości przeciwpoślizgowych” i „współczynnika tarcia” wraz z wyjaśnieniem mechanizmu tarcia oraz podaniem czynników wpływających na wielkość tego zjawiska. Ponadto przedstawiono również metody i urządzenia wykorzystywane do wykonywania pomiarów.

EN

One of the features of road pavement are its skid resistance properties. They describe adhesion between the road surface and the vehicle’s tyre. The basic parameter characterizing skid resistance properties of the pavement in a formalized way is the dimensionless coefficient of friction. Its measurement is based on simulation of the wet slip condition as the most unfavourable condition for wheel adhesion of the vehicle. This is all the more important because inappropriate skid resistance is directly related to, among others with the length of the braking distance. The paper defines and discusses in detail the notions of “skid resistance properties” and “friction coefficient”, together with an explanation of the friction mechanism and the factors influencing the size of this phenomenon. In addition, the methods and dequipment used to take measurements are also presented.

13

Characterization of Fabric-to-Fabric Friction: Application to Medical Compression Bandages

Chassagne Fanette, Benoist Emilie, Badel Pierre, Convert Reynald, Schacher Laurence, Molimard Jérôme

Autex Research Journal

|

2020

|

Vol. 20, no. 2

220--227

EN

Fabric-to-fabric friction is involved in the action mechanism of medical compression devices such as compression bandages or lumbar belts. To better understand the action of such devices, it is essential to characterize, in their use conditions (mainly pressure and stretch), the frictional properties of the fabrics they are composed of. A characterization method of fabric-to-fabric friction was developed. This method was based on the customization of the fourth instrument of the Kawabata Evaluation System, initially designed for fabric roughness and friction characterization. A friction contactor was developed so that the stretch of the fabric and the applied load can vary to replicate the use conditions. This methodology was implemented to measure the friction coefficient of several medical compression bandages. In the ranges of pressure and bandage stretch investigated in the study, bandage-to-bandage friction coefficient showed very little variation. This simple and reliable method, which was tested for commercially available medical compression bandages, could be used for other medical compression fabrics.

14

Tribological Properties of Al2O3 + TiO2 Coatings Manufactured by Plasma Spraying

Łatka Leszek, Niemiec Aneta, Michalak Monika, Sokołowski Paweł

Tribologia

|

2019

|

nr 1

19--24

EN

In the paper the results of tribological, microscopic, and mechanical research of Al2O3 + TiO2 coatings manufactured by plasma spraying are presented. The feeding material was a powder Al2O3 + 13 wt.% TiO2 (Metco 6221, OerlikonMetco) with grain size – 45 ± 15 μm. The cylinder substrates made from stainless steel (X5CrNi18-10) had a diameter equal to 25 mm and 2 mm of thickness. The variable spray parameters were plasma torch velocity in terms of substrate and spray distance. The morphology of obtained coatings was tested by scanning electron microscope (SEM), and the microstructure was investigated by light optical microscopy (LOM) and SEM. The results of mechanical properties examinations revealed the dependence of the microhardness and fracture toughness on the spray parameters. Tribological examinations were made in the ball-on-disc mode in technical dry friction conditions. Two loads were used, 5 N and 10 N. Based on the carried out tests, it could be concluded that a shorter spray distance and a reduction of the torch velocity allows one to achieve a more compact structure, which is characterized by good adhesion at the coating-substrate interface (in range from 11 to 14 MPa) and good wear resistance.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych, mikroskopowych oraz mechanicznych powłok Al2O3 + TiO2 natryskanych cieplnie metodą plazmową. Materiałem na powłoki był proszek Al2O3 + 13% wag. TiO2 (Metco 6221, OerlikonMetco) o rozkładzie wielkości cząstek -45 ±15 μm. Jako podłoże zostały użyte krążki ze stali austenitycznej X5CrNi18-10. Zmiennymi parametrami procesu była prędkość przesuwania palnika plazmowego względem podłoża oraz odległość palnika od natryskiwanej powierzchni. Morfologię otrzymanych powłok badano przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), natomiast badania mikrostruktury przeprowadzono przy użyciu mikroskopu świetlnego oraz SEM. Badania właściwości mechanicznych wykazały zależność twardości oraz odporności na kruche pękanie (KC) od zastosowanych parametrów natryskiwania. Badania tribologiczne wykonano w styku kula–tarcza w warunkach tarcia suchego (technicznie). Zastosowano obciążenie 5 N oraz 10 N. Na podstawie przeprowadzonych badań można wnioskować, że skrócenie odległości natryskiwania oraz zmniejszenie prędkości przesuwu palnika względem podłoża pozwala uzyskać zwartą strukturę, która charakteryzuje się dobrą przyczepnością na styku powłoka–podłoże (w zakresie od 11 do 14 MPa) oraz dobrą odpornością na zużycie ścierne.

15

The Influence of Using Conditions on Tribological Properties of Brake Systems with Composite Discs

Posmyk Andrzej, Myalski Jerzy

Tribologia

|

2019

|

nr 2

117--124

EN

This paper presents the results of studies on the influence of automotive vehicle parking time on levels of the friction coefficient and wear that influence the braking efficiency of brake systems with composite discs. Discs have been produced of hypereutectic aluminium-silicon alloy (AlSi18NiMgCu) in which the Si precipitates are a reinforcing phase. On the basis of the parking time of a vehicle for a repair, the minimal (τ = 0 h) and maximal (τ = 240 h) time for an exposition on atmospheric factors has been determined, Velocities, unit pressures of brake pad on the disc rotor, and the braking distance are the equivalent of a braking distance of an vehicle with mass of 1300kg running through an built-up area with a velocity of 30 or 50 kmh. On the basis of experiment’s results, it has been stated that a car parking time of 48h causes an oxidising of the matrix, which results in a friction coefficient decrease up to 0.18 on the sliding distance of 600–700 m, As a result of the wear of the oxide layer, the friction coefficient acquired a value (>0.3) after about 600–700 m friction distance, which equals 600 rotations of the wheel. A longer parking time (240 h) causes a considerably lower decrease in friction forces, because the oxide layer will be sealed.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu czasu postoju pojazdu samochodowego na wartość współczynnika tarcia i zużycia decydujących o skuteczności hamowania układów hamulcowych z kompozytowymi tarczami. Tarcze wykonano z nadeutektycznego stopu aluminium z krzemem (AlSi18NiMgCu), w którym wydzielenia Si stanowią fazę umacniającą. Na podstawie badań czasu postoju pojazdów w oczekiwaniu na naprawę w warsztacie określono minimalny (0 h) i maksymalny (240 h) czas ekspozycji na działanie czynników atmosferycznych. Prędkości, naciski klocka na tarczę i droga tarcia odpowiadają hamowaniu samochodu osobowego o masie do 1300 kg poruszającego się w obszarze zabudowanym z maksymalną prędkością 30 lub 50 km/h. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że postój samochodu przez 48 h powoduje utlenianie osnowy, co skutkuje spadkiem współczynnika tarcia do 0,18 na drodze tarcia do 600 m. W wyniku zużywania powstałej warstewki tlenku współczynnik tarcia osiąga wymaganą wartość (>0,3) po około 600–700 m drogi tarcia, co odpowiada ponad 600 obrotom koła. Dłuższy postój (240 h) powoduje znacznie mniejszy spadek sił hamowania, ponieważ warstwa tlenku glinu uszczelnia się.

16

The Effect of the Concentration of Magnetic Particles on the Operating Parameters of a Slide Journal Bearing Lubricated with Ferro-Oil

Frycz Marcin

Tribologia

|

2019

|

nr 2

43--55

EN

This paper presents an analysis of changes in basic operational parameters of a slide journal bearing in an aspect of a concentration of magnetic particles in ferro-oil as a lubricant. The first part of the article presents an analytical-numerical calculation model. This model is based on experimentally determined physical parameters describing the dependence of ferro-oil viscosity on changes at basic operating parameters. Moreover, dimensionless load carrying capacity, dimensionless friction force and dimensionless coefficient of friction numerical calculations have been obtained by solving the Reynolds type equations using the finite difference method in Mathcad 15 program and the author’s own calculation procedures. The obtained results have been presented in the form of graphs taking into account the influence of the following factors: external magnetic field, corrections related to the influence of pressure changes, corrections related to the influence of temperature changes and corrections related to non-Newtonian properties of the ferro-oil. The analysis of the obtained characteristics in the paper has been carried out, observations have been made as well as conclusions have been drawn regarding the optimal concentration of magnetic particles in the ferro-oil lubricating the slide journal bearing.

PL

W niniejszej pracy została przedstawiona analiza zmian podstawowych parametrów eksploatacyjnych poprzecznego łożyska ślizgowego w aspekcie stężenia cząstek magnetycznych w ferro-oleju będącego czynnikiem smarującym. W pierwszej części pracy został zaprezentowany analityczno-numeryczny model obliczeniowy. Model ten oparty został na fizycznych wielkościach opisujących zależność lepkości ferro-oleju od zmian podstawowych parametrów pracy wyznaczonych na drodze doświadczalnej. Z kolei obliczenia numeryczne rozkładu bezwymiarowej siły nośnej, bezwymiarowej siły tarcia oraz bezwymiarowego współczynnika tarcia wykonano, rozwiązując równania typu Reynoldsa metodą różnic skończonych przy wykorzystaniu program Mathcad 15 i własnych procedur obliczeniowych. Uzyskane wyniki przedstawione zostały w postaci wykresów uwzględniających kolejno wpływ: zewnętrznego pola magnetycznego, korekty związane z wpływem zmian ciśnienia, korekty związane z wpływem zmian temperatury oraz korekty związane z właściwościami nienewtonowskimi ferro-oleju. Dokonana została analiza uzyskanych charakterystyk, zostały poczynione obserwacje oraz wyciągnięte wnioski dotyczące optymalnej zawartości cząstek magnetycznych w ferro-oleju smarującym poprzeczne łożysko ślizgowe.

17

Friction force of the natural leather cutting process

Przepiórka Jacek

Tribologia

|

2019

|

nr 6

81--85

EN

Cutting natural leather is a first stage of a technological process of leather goods. It consists of dividing flat materials into shoe components. Cutting can be done by hand or mechanically. Cutters are the main cutting device in mechanical process. During utilization of cutters, the durability of its usage is an important issue. To increase its endurance, optimal force conditions are required. These depend on the following: the friction coefficient between cutting machine and cut material, the angle of sharpening of cutter, the blunting of the edge, using a cutting pad, and the type and kind of steel of which is produced. Friction is a component of a cutting force and its value depends on several factors, one of which is shape of the cutter. It is a parameter often ignored in the literature; however, according to the studies conducted by the authors, the value of the friction during cutting depends on the shape of the cutter. In this study, results of force value measurements required to cut elements of different shapes with equal circumferences with steel cutters are presented.

PL

Rozkrój skór naturalnych na elementy jest pierwszą fazą procesu technologicznego produkcji wyrobów galanterii skórzanej. Są to czynności polegające na podziale materiałów płaskich na elementy składowe wyrobu. Rozkroju można dokonać ręcznie lub mechanicznie. Głównym narzędziem wycinającym w procesie mechanicznym są wykrojniki. Podczas eksploatacji wykrojników bardzo ważnym zagadnieniem jest trwałość jego ostrza. W celu zwiększenia trwałości ostrza wykrojnika dąży się do optymalnych warunków siłowych procesu. Są one zależne od: współczynnika tarcia pomiędzy narzędziem skrawającym a wycinanym materiałem, kąta zaostrzenia wykrojnika, stępienia krawędzi ostrza, stosowanego podkładu, rodzaju oraz gatunku stali, z jakiej jest on wykonany. Składową siły wycinania jest siła tarcia, której wielkość uzależniona jest od wielu czynników. Jednym z parametrów kształtujących siłę tarcia występującą podczas wycinania jest kształt wykrojnika. Jest to parametr pomijany w literaturze, jednak z badań przeprowadzonych przez autora wynika, że wielkość siły tarcia występującej podczas wycinania jest uzależniona od kształtu wykrojnika. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów siły potrzebnej do wycięcia ze skóry naturalnej, tworzywa skóropodobnego i materiału podnoskowego elementów o różnym kształcie ale o takim samy obwodzie wykrojnikami stalowymi.

18

Estimation of the coefficient of static friction by means of numerical analysis

Biernacki Krzysztof

Tribologia

|

2019

|

nr 5

19--24

EN

The friction coefficient is one of the most important tribological parameters. The value of this coefficient may be determined with the use of various methods. The friction coefficient proves to be of significance when assembling the elements of the gear pump body WPZ-80A. The bodies of these pumps consist of three elements and are manufactured in two configurations of materials. These materials are aluminium alloy AK-20 and grey iron ZL-250. Friction interaction between the elements of the pump body ensures its stable operation under load. Research so far has focused on numerical analyses for pump bodies at a set friction coefficient. This article presents a reverse analysis, i.e. an estimation of the friction coefficient value based on the WPZ-80A pump body effort. To this end, numerical analysis based on the Finite Element Method (FEM) has been used. The analysis was based on the fact that the value of friction coefficient significantly influences deformation distribution in the WPZ-80A pump body. The analysis was performed on an already constructed pump body of known geometry with no structural modifications. The value of the static friction coefficient was estimated by observing the scale of deformations in the pump body under a set load. Although the main focus was on analysing the mechanism behind the deformations, an attempt was also made at extending the application scope for FEM. Depending on the measurement method, friction coefficient values may significantly differ. Despite the differences, the values resulting from numerical analysis should not differ from the range of values obtained with other methods of analysis. The range of friction coefficient values was determined on the basis of literature studies. As a result, it was possible to verify FEM in a field different than classic effort analysis. The aim of the work presented in this article was to obtain information on tribological properties with the use of numerical analysis.

PL

Współczynnik tarcia jest jednym z najważniejszych parametrów tribologicznych. Wartość tego współczynnika jest określana na różne sposoby. Duże znaczenie ma współczynnik tarcia dla montażu elementów zespołu korpusu pompy zębatej WPZ-80A. Korpusy tych pomp są trzyczęściowe i wykonywane są w dwóch konfiguracjach materiałowych. Jako materiały użyte zostały stop Aluminium AK-20 oraz żeliwo szare ZL-250. Wzajemne tarcie pomiędzy elementami zespołu korpusu pompy gwarantuje jej stabilną pracę pod obciążeniem. Jak do tej pory prowadzono analizy numeryczne dla korpusów pomp przy zadanym współczynniku tarcia. Postanowiono wykonać analizę odwrotną, czyli oszacować wartość współczynnika tarcia na podstawie wytężenia zespołu korpusu pompy WPZ-80A. Cel ten postanowiono zrealizować za pomocą analizy numerycznej z użyciem metody elementów skończonych (MES). Analizę oparto na fakcie, że wartość współczynnika tarcia ma bardzo istotny wpływ na rozkład deformacji dla zespołu korpusu pompy WPZ-80A. Do analizy numerycznej przyjęto istniejący już zespół korpusu pompy o ustalonej geometrii, w którym nie wprowadzano zmian konstrukcyjnych. Wartość współczynnika tarcia oszacowywano na podstawie obserwacji wielkości deformacji dla zespołu korpusu pod zadanym obciążeniem. Oprócz tego, iż głównie skupiono się na analizie mechanizmu tych deformacji, to podjęto też próbę rozszerzenia zakresu użycia MES. Z literatury wynika, że w zależności od metody pomiaru uzyskane wartości współczynników tarcia często bardzo różnią się pomiędzy sobą. Pomimo tych różnic to wartości uzyskane z analizy numerycznej nie powinny odbiegać od zakresu wartości uzyskanych z innych metod badawczych. Dzięki temu sprawdzono MES na innym polu niż klasyczna analiza wytężenia. Celem pracy jest zatem uzyskanie informacji na temat właściwości tribologicznych z pomocą analizy numerycznej.

19

Applying Surface Plasma Hardening for Improving the Tribological Characteristics of Steel Parts

Rahadilov Bauyrzhan, Zhurerova Laila, Sagdoldina Zhuldyz

Tribologia

|

2019

|

nr 1

49--55

EN

This work presents the results of experimental studies on the application of surface plasma hardening to improve the tribological characteristics of steel marks of 40CrNi, 20Cr2Ni4A, and 34CrNi1Mn. According to the obtained results, it was established that, after plasma treatment, a modified layer with a thickness of 1–1.2 mm with high hardness and wear resistance is formed, consisting of a hardened layer of fine-grained martensite and, an intermediate layer of perlite and martensite. It was determined that, after treatment with a heating time of 3 min, the microhardness of steels 40CrNi and 20Cr2Ni4A doubles, and the steel 34CrNi1Mn increases 1.6 times, depending on the initial state, and the wear resistance of all steel samples increases, on average, 30 times.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki eksperymentalnych badań nad stosowaniem utwardzania plazmy powierzchniowej w celu poprawy charakterystyki tribologicznej próbek stalowych 40CrNi, 20Cr2Ni4A i 34CrNi1Mn. Zgodnie z uzyskanymi wynikami ustalono, że po obróbce plazmowej powstaje zmodyfikowana warstwa o grubości 1–1,2 mm o dużej twardości i odporności na ścieranie, składająca się z utwardzonej warstwy drobnoziarnistego martenzytu i warstwy pośredniej z perlitu i martenzytu. Stwierdzono, że po obróbce z czasem ogrzewania 3 min mikrotwardość stali 40CrNi i 20Cr2Ni4A podwaja się, a stal 34CrNi1Mn wzrasta 1,6 razy, w zależności od stanu początkowego, i odporność na zużycie wszystkich próbek stali wzrasta średnio 30 razy.

20

A Method for the Determination of the Kinetic Friction Coefficient in Friction Pairs Based on Direct Acceleration Measurement of an Object on an Inclined Plane

Gawędzki Wacław, Socha Mirosław

Tribologia

|

2019

|

nr 2

57--64

EN

The paper presents and experimentally verifies a method for the determination of the kinetic friction coefficient of friction pairs. The method involves a direct acceleration measurement of an object sliding down an inclined plane and the determination of the momentary friction force based on acceleration. The laboratory test rig was presented and the theoretical foundations of the method were discussed in detail. The laboratory experiments were conducted for the following material pairs: steel-cast iron, steel-bronze, and for various inclined plane angles. The experiments results were presented, acceleration vs. time curves were plotted, and friction coefficients were determined. These values were compared to the values known from literature [L. 1–3]. The uncertainly analysis of kinetic friction coefficient determination was conducted. The method effectiveness and accuracy was verified, noting the sources of possible measurement errors and the ways to eliminate them.

PL

W artykule zaproponowano oraz eksperymentalnie zweryfikowano metodę wyznaczania współczynnika tarcia kinetycznego skojarzeń ciernych. Zastosowano metodę bezpośredniego pomiaru przyspieszenia obiektu zsuwającego się po równi pochyłej oraz wyznaczanie na podstawie przyspieszenia chwilowej wartości siły tarcia. Przedstawiono budowę stanowiska laboratoryjnego oraz szczegółowo omówiono podstawy teoretyczne metody. Badania laboratoryjne przeprowadzono dla następujących skojarzeń materiałów: stal–żeliwo, stal–brąz oraz dla różnej wartości kąta równi pochyłej. Zaprezentowano uzyskane wyniki eksperymentów, przebiegi czasowe mierzonych wartości przyspieszeń oraz wartości wyznaczonych współczynników tarcia. Wartości te porównano ze znanymi wartościami z literatury [L. 1–3]. Przeprowadzono analizę niepewności wyznaczania współczynnika tarcia kinetycznego. Potwierdzono skuteczność i dokładność metody, zwracając uwagę na źródła możliwych błędów pomiaru oraz możliwość ich eliminacji.