Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 59

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  tarcie ślizgowe
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
EN
A new interpretation and a quantitative description of abrasive wear of solids are proposed in this paper. The well-known J.F. Archard’s dependence, commonly applied by tribologists to describe volume of a worn material as a function of real contact surface between bodies, serves as the starting point for the discussion. The dependence characterises adhesive wear whose intensity is restricted to certain energy-conditioned values. However, greater wear intensities can be observed in abrasive wear. The quantity of energy required to separate a unit of volume (mass) of a rubbing material is also lower in the case of abrasion than of adhesive wear. It is claimed, therefore, that the principle of straight proportionality between volumetric wear and real contact surface of bodies cannot be used to characterise the wear mechanism. The process of detachment of a worn particle in the form of a chip is related to a certain volume, while the density of the flux of removed material is related to an apparent machined surface, which is in a specific relation to the nominal contact surface of rubbing solids. The proposed new physical model and the analytical description of metals’ abrasive wear are illustrated quantitatively with results of the author’s experiments.
PL
W pracy zaproponowano nowy sposób interpretacji i ilościowego opisu zużywania ściernego ciał stałych. Za punkt wyjścia do rozważań przyjęto powszechnie znaną i stosowaną w tribologii zależność analityczną J.F. Archarda opisującą objętość zużytego materiału jako funkcję powierzchni rzeczywistej styku ciał. Zależność ta charakteryzuje zużywanie adhezyjne, którego intensywność jest ograniczona do pewnych wartości uwarunkowanych energetycznie. Podczas zużywania ściernego obserwuje się jednak większe intensywności zużywania. Również ilość energii potrzebna do oddzielenia jednostki objętości (masy) trącego się materiału jest mniejsza w przypadku zużywania ściernego niż – adhezyjnego. Dlatego w niniejszej pracy stwierdzono, że zasada prostej proporcjonalności zużycia objętościowego do powierzchni rzeczywistej styku ciał nie może być utrzymana dla scharakteryzowania mechanizmu ścierania. Proces oddzielania się cząstki zużycia w postaci wiórka odniesiono do pewnej objętości, a gęstość strumienia masy usuwanego materiału – do umownej powierzchni skrawania, pozostającej w określonym związku z powierzchnią nominalną styku trących się ciał. Zaproponowany nowy model fizyczny i analityczny opis zużywania ściernego metali zostały zilustrowane ilościowo na przykładzie wyników eksperymentalnych badań własnych.
PL
Celem badań było określenie cech użytkowych i jakościowych oraz właściwości tribologicznych czterech nowo opracowanych przez autorów laminatów o osnowie polimerowej wzmacnianych włóknami węglowymi (CFRP – Carbon Fiber Reinforced Polymer) i wskazanie struktur o najkorzystniejszych właściwościach użytkowych. Opracowane próbki materiałów oparte były na dwóch typach prepregu: Kord Carbon (Fiberpreg GmbH) o splocie twill oraz włókien węglowych (UD) producenta (G. Angeloni S.R.L) o jednokierunkowym układzie. W strukturze połowy ogólnej liczby próbek zastosowano warstwę epoksydowego filmu klejowego (AF) producenta (NTPT). Wykonano badania twardości indentacyjnej (uniwersalnej) wg metody Olivera-Pharra. Badania odporności na zużycie ścierne prowadzono w warunkach tarcia ślizgowego suchego, metodą kula–tarcza. W skojarzeniu jako przeciwpróbkę wykorzystano kulkę wykonaną z tlenku glinu (Al2O3). Wyniki badań wskazują na istotny wpływ struktury badanych materiałów na wzrost wytrzymałości stykowej oraz polepszenie właściwości tribologicznych, które wynikają z zastosowania warstwy AF.
EN
The aim of the study was to determine the usable and quality features and tribological properties of four Carbon Fibre Reinforced Polymer laminates (CFRP) newly developed by the authors and to indicate the structures with the most advantageous functional properties. The developed material samples were based on two types of prepreg, Kord Carbon (Fiberpreg GmbH) with twill weave and carbon fibres (UD) by the manufacturer (G. Angeloni S.R.L) with a unidirectional system. In the structure of half of the total number of samples, a manufacturer's (NTPT) epoxy adhesive film (AF) layer was used. Tests of indentation hardness (universal) were carried out according to the Oliver-Pharr method. Tests of resistance to abrasive wear were carried out in dry sliding friction conditions, using the ball-disc method. In combination, a ball made of aluminium oxide (Al2O3) was used as a cooperating element. The test results indicate a significant impact of the structure of the tested materials on the increase in contact strength and the improvement of the tribological properties that result from the application of the AF layer.
EN
In an industrial project concerning sliding bearings, a sliding pair was selected of high alloy steel vs. industrial grade DLC coated high alloy steel as a basis for an innovative design of high performance sliding bearings lubricated with a synthetic oil for use in geared transmission units. The development process required credible data on the ultimate resistance of the sliding pair to very high contact stress. An experimental evaluation was undertaken in ring-on-ring contact with an incremental semi-steady state input parameters increase. Due to restrictions in time, economy, and manufacturing, the number of specimen sets available was limited. A flexible approach to specimen use and load/velocity/time combinations was employed to deliver required test results within the available resource limitations and at constantly updated project detailed goals.
PL
Przedstawiono przebieg i wyniki badań tarcia ślizgowego skojarzenia próbek ze stali wysokostopowej z powłoką DLC do zastosowań przemysłowych naniesioną na jedną ze stron skojarzenia. Badania stanowiły część prac związanych z rozwojem łożysk ślizgowych o wysokiej obciążalności jednostkowej, przeznaczonych do pracy w warunkach smarowania syntetycznym olejem przekładniowym. W toku prac rozwojowych konieczne okazało się uzyskanie danych na temat maksymalnej odporności powłoki na uszkodzenia przy bardzo dużych obciążeniach jednostkowych. Doświadczenia przeprowadzono w skojarzeniu płaskim, pierścieniowym przy semistacjonarnym wymuszeniu obciążeniem. Z uwagi na ograniczenia czasowe, finansowe i technologiczne związane z ograniczonymi możliwościami wytwarzania próbek, prace badawcze zrealizowano przy bardzo ograniczonej liczbie skojarzeń. Wykorzystano elastyczne podejście do wykorzystania próbek oraz zastosowanych w testach kombinacji obciążenie/prędkość/czas, aby zgromadzić dla partnera przemysłowego potrzebne wyniki w ramach dostępnych środków i przy ciągłych korektach szczegółowych celów podczas prowadzenia prac.
PL
W artykule przedstawiono eksperymentalne stanowisko do oceny zużycia warstwy wierzchniej w skojarzeniu ślizgowym i toczno-ślizgowym, wykorzystywane do badań w różnych warunkach eksploatacji, takich jak: ekstremalnie niska temperatura, niskie lub wysokie ciśnienie, obecność środka smarnego, obecność piasku czy wysokie prędkości obrotowe.
EN
The paper presented an experimental study to estimation surface layer wear in sliding and rolling-sliding contact using in different operational conditions of study, such as extremely low temperatures, low or high pressure, presence of lubricant or sand whether high rotational speeds.
5
Content available remote Friction and wear of composites in alumina/zirconia system
EN
The paper presents the results of friction and abrasive wear measurements of composites in the α-alumina/tetragonal zirconia system. Two types of materials with mutually interpenetrating phases in a continuous manner were investigated. Pure alumina and zirconia samples were used as the reference materials. Ball-on-disc tests were conducted at 20 and 500°C. An alumina ball was applied as the counterpart. The tests showed that the composites have a significantly reduced wear rate and friction coefficient when compared to monophasic materials. Improvement of the properties was noticeable especially at the elevated temperature.
PL
Przedstawiono wyniki pomiarów tarcia oraz zużycia ściernego kompozytów z układu tlenek glinu/tetragonalny dwutlenek cyrkonu. Badano dwa typy materiałów z fazami wzajemnie przenikającymi się w sposób ciągły. Próbki z czystego tlenku glinu oraz tlenku cyrkonu zostały użyte w badaniu jako materiały odniesienia. Badanie metodą Ball-on-Disc przeprowadzono w temperaturach 20 oraz 500°C. Kula z tlenku glinu została użyta jako przeciwpróbka. Testy wykazały, że kompozyty mają wyraźnie obniżony współczynnik tarcia oraz podatność na ścieranie w porównaniu do materiałów jednofazowych. Poprawa właściwości była zauważalna szczególnie w podwyższonych temperaturach.
EN
The paper presents the results of tribological research on AlSi12CuNiMg/5.7 wt.% Gr aluminium composite material (containing graphite particles in the amount of 5.7% wt.%) and on its matrix. This composite is used as high-tech construction material in the automotive industry, particularly for pistons, cylinder liners, and slide bearings. The tribological properties of these materials can be significantly changed as a result of the introduction of graphite particles. Therefore, wear tests have been carried out using the ball-on-disc tribometer. Microstructure and wear resistance of the matrix and composite alloy have been subjected to comparative analysis. It was demonstrated that the composite reinforced with graphite is characterized by a lower friction coefficient and lower wear in comparison to the matrix.
PL
Artykuł przedstawia wyniki badań tribologicznych aluminiowego materiału kompozytowego AlSi12CuNiMg/5.7 wt.% Gr (zawierającego cząsteczki grafitu w ilości 5,7% wag.) i jego osnowy. Kompozyt ten znajduje zastosowanie jako nowoczesny materiał konstrukcyjny w przemyśle motoryzacyjnym, szczególnie na tłoki, tuleje cylindrowe i łożyska ślizgowe. Wprowadzenie cząstek grafitu znacząco może zmieniać właściwości tribologiczne tych materiałów. W tym celu wykonano testy zużycia na tribometrze typu kula-tarcza. Mikrostruktura i odporność na zużycie stopu osnowy i kompozytu zostały poddane analizie porównawczej. Wykazano, że kompozyt zbrojony grafitem charakteryzuje się mniejszym współczynnikiem tarcia i mniejszym zużyciem w porównaniu z osnową.
EN
The paper describes an example of an experiment on sliding friction of metallic materials in which vibration measurement methods were used to identify friction induced vibrations occurring in sliding. The determination of the parameters of the motion of the critical components in the sliding system in different modes of operation allowed using the vibration signal as a source of information pertaining to the observed process. The tests performed with a metallic material were inspired by the earlier research performed with machine ceramics in which the result of vibration analysis allowed the determination of the correctness of measurement with regard to the conditions of contact and the analyses of the nature of the observed effect of vibration on the inflicted friction. The motion analysis data was used as a basis for a screening method eliminating corrupted measurements from the data set used for global evaluation of the friction characteristics. It was confirmed that, in a steel-on-steel sliding system, similar friction and vibration regimes occur as in ceramics-on-ceramics, but the effects of certain vibration modes are opposite in the two systems, despite the same load/velocity conditions.
PL
W artykule opisano przykład doświadczenia z tarciem ślizgowym w jednoimiennym skojarzeniu materiałów metalicznych. W doświadczeniu tym wykorzystano metody pomiaru drgań do identyfikacji samowzbudnych drgań ciernych występujących podczas ślizgania. Identyfikacja parametrów ruchu kluczowych elementów układu badawczego w różnych stanach pracy pozwoliła na wykorzystanie sygnału drganiowego jako źródła istotnych informacji o obserwowanym procesie. Badania wykonane z użyciem materiałów metalowych zostały zainspirowane wcześniejszymi pracami o podobnym charakterze przeprowadzonymi na próbkach wykonanych z ceramiki maszynowej. Po przeprowadzeniu analizy drgań możliwa jest ocena prawidłowości pomiaru ze względu na warunki styku oraz analiza oddziaływania drgań na wywoływane tarcie. Analiza ruchu stała się podstawą do oceny przesiewowej wyników pomiarów ze względu na prawidłowość warunków pomiaru i eliminację danych zarejestrowanych z zakłóceniami ze zbioru użytecznego. Po korekcie zbiór danych może zostać wykorzystany do aproksymacji funkcyjnej charakterystyki tarcia ślizgowego w zakresie wymuszeń stosowanych podczas opisywanych badań. Przedstawiono potencjalne konsekwencje wprowadzenia opisanej metody dla końcowych wyników doświadczeń z tarciem ślizgowym.
PL
Praca dotyczy oceny przydatności urządzeń diagnostycznych, stosowanych podczas badania amortyzatorów zamontowanych w pojeździe. W artykule opisane są rezultaty kontroli stanu technicznego zawieszenia na rzeczywistych stanowiskach, realizujących pomiary według dwóch znanych metod (BOGE i EUSAMA). Analiza obejmuje ocenę wpływu zarówno tłumienia wiskotycznego jak i tarcia ślizgowego w zawieszeniu na końcowe wyniki bezdemontażowych badań amortyzatorów, przy użyciu trzech różnych testerów.
EN
This work concerns the evaluation of the usefulness of diagnostic equipment used during the test for shock-absorbers mounted on the vehicle. This article describes the inspection results of suspension technical condition on the real stands, carrying out measurements according to two known methods (BOGE and EUSAMA). The analysis includes impact assessment of both the viscous damping and sliding friction in suspension for the final results of the shock-absorbers disassembly-free research, using three different testers.
PL
Badania przeprowadzono w warunkach ograniczonego smarowania z zastosowaniem olejów silnikowych w celu wyznaczenia oddziaływania ukształtowanej warstwy powierzchniowej z borem i czynnika smarującego na procesy tarcia i zużycia. Borowane warstwy powierzchniowe próbek pierścieniowych skojarzono w warunkach badań w pary z przeciwpróbkami wykonanymi z stopów łożyskowych CuPb30 i AlSn20. Pary cierne podczas prób były smarowane olejem silnikowym Lotos mineralny 15W/40 i Lotos syntetyczny 5W/40. Smarowanie obszaru tarcia olejem Lotos mineralny powoduje zmniejszenie momentu rozruchowego, siły tarcia, temperatury w obszarze tarcia i zużycia badanych stopów łożyskowych, natomiast smarowanie olejem Lotos syntetyczny zmniejsza zmiany w strukturze geometrycznej współpracujący elementów pary ciernej.
EN
The research has been carried out under conditions of limited lubrication with the use of engine oils. The objective of this research was to define the influence of boron modified surface layers and lubricant on the processes of friction and wear. The borided surface layers of ring samples were paired under test conditions with countersamples made with CuPb30 and AlSn20 bearing alloys. During tests, the friction pairs were lubricated with 15W/40 Lotos mineral oil and 5W/40 Lotos synthetis oil. The lubrication of friction area with Lotos mineral oil causes the reduction of the start-up moment, friction force, temperature in the friction area and wear of the bearing alloys under study, whereas the lubrication with Lotos synthetic oil reduces the changes in the geometrical structure of the cooperating friction pair elements.
10
EN
The high cost of wheels and rails due to wear and rolling contact fatigue is one of the main problems in the railway transport. The values of creepage, sliding distance and wear rate of wheels and rails at rolling of a wheel on the rail greatly depend on geometric characteristics of working profiles of wheels and rails and location of wheels relative to rails. In the present work the functional requirements of various parts of profiles of wheels and rails and dominating kinds of their damage in various operating conditions are considered and a new profile of a wheel and device for fastening of rails are offered.
RU
Высокая стоимость ремонтно-профилактических работ колес, из-за износа и усталостного повреждения является одным из главных проблем на железодорожном транспорте. При качении колеса на рельсе величина относительного скольжения и интенсивность изнашивания колес и рельсов значительно зависят от геометрических особенностей рабочих профилей колес и рельсов и взаимного расположения рельсов относительно колес. В данной работе рассматриваются функциональные требования различных частей профилей колес и рельсов и доминирующие виды их повреждения при различных условиях работы и предложены новые профили колес и устройства закрепления рельсов.
PL
W artykule omówiono wpływ korozji na właściwości tribologiczne materiału kompozytowego F3S.20S (AC-AlSi9Mg0,5+20%mSiC) współpracującego z tradycyjnym materiałem stosowanym na okładziny cierne hamulców tarczowych (F701). W celu sprawdzenia zachowania kompozytu stosowanego do wytwarzania tarcz hamulcowych pojazdów samochodowych w warunkach korozji atmosferycznej wykonano badania tribologiczne na testerze laboratoryjnym, a następnie porównano je z wynikami badań przeprowadzonych w takich samych warunkach eksperymentalnych dla tarcz hamulcowych wykonanych z żeliwa szarego z grafitem płatkowym (GJL 350). Przyjęto czas ekspozycji próbek na środowisko korozyjne 0, 48 i 240 godzin. Wyniki badań pozwoliły określić wpływ korozji, obciążenia i prędkości współpracy na współczynnik tarcia oraz zużycie współpracujących części.
EN
In this article an influence of corrosion on tribologial properties of composite material F3S.20S (A359+20%mSiC) mated with material used in production of brake pads (F701) has been studied. In order to define the influence of the used composite on utility features of brakes, the research results were compared with the ones received in the same experimental conditions for the brake discs made of grey cast iron with flake graphite. The time of the exposition of the counter-samples to the corrosion environment has been accepted as 0, 48 and 240 hours. Tests have been performed on a pin-on-disc apparatus, according to the Hartley’s plan of experiment. Their results have been used to determine the influence of pressure, sliding velocity and time of exposition on corrosion on friction coefficient and mass loss of the rubbing materials Obtained dependences have been described with quadratic functions and presented on 3D graphs, Fig. 2 and 3. Composite was characterised with considerably lower susceptibility to changes of the value of friction factor (0.25-0.32) in comparison to grey cast iron (0.2-0.6). Its wear was also several times lower than of the traditional material.
PL
W pracy przedstawione są wyniki badań tribologicznych wykonanych na próbkach z warstwami o grubości 50 nm, 500 nm i 1300 nm nałożonymi na podłoże ze stali narzędziowej 316L. Warstwy nakładane były metodą RF PACVD. Testy tribologiczne realizowano w węźle tarcia typu kula–powierzchnia płaska z postępowo-zwrotnym ruchem ślizgowym kulki. Grubsze warstwy DLC wykazały stabilny i niski współczynnik tarcia. Ślady tarcia analizowano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego oraz mikroskopu interferencyjnego. Najmniejsze zużycie zaobserwowano dla próbki z warstwą DLC o grubości 500 nm. Nawet w przypadku intensywnego uszkodzenia, warstwy DLC pełniły funkcję zabezpieczającą i zmniejszały zakres i zmieniały rodzaj zniszczeń.
EN
This paper presents the results of tribological tests made on the samples with a layer thickness of 50 nm, 500 nm and 1300 nm deposited on the surface of 316L tool steel. The DLC layers were made by the RF PACVD method. Tribological tests were carried out on the ball-flat surface friction node, with the reciprocating sliding movement of the ball. The thicker DLC layers showed a stable and low friction coefficient. Friction traces were analysed by scanning electron microscopy and interference microscopy. The lowest wear was observed for the DLC layer with thickness of 500 nm. Even in the case of heavy damage, the DLC layer acted as a protection and reduced the extend and changed the type of damage.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych ulepszanej cieplnie stali stopowej zwierającej dodatek boru w warunkach ograniczonego smarowania. Badania tribologiczne przeprowadzono na testerze typu rolka-klocek w warunkach smarowania obszaru tarcia olejami Lotos mineralny i syntetyczny. Do prób zastosowano przeciwpróbki wykonane ze stopu łożyskowego CuPb30. Zastosowanie stali z borem na element pary ciernej umożliwia uzyskanie zbliżonego poziomu zużycia stopu łożyskowego do obserwowanego w skojarzeniu z elementem azotowanym jonizacyjnie. Natomiast zastosowanie w tych parach ciernych oleju syntetycznego wpływa na obniżenie współczynnika tarcia i temperatury w obszarze tarcia w większym stopniu niż zastosowanie oleju mineralnego.
EN
The paper presents test results of the tribological properties of quenched and tempered steel containing boron additive. The tribological test was performed on the block on ring wear tester, under limited lubrication conditions: the friction area was lubricated with the mineral and synthetic Lotos oils. Counterparts made of the CuPb30 bearing alloy were used for the tests. The application of steel with boron on the element of a friction pair allows for obtaining a comparable level of wear of the bearing alloy to the one observed in the friction pair with the nitrided element. On the other hand, the use of synthetic oil in these friction pairs has a larger impact on lowering of a friction coefficient and temperature in the friction area than the application of the mineral oil.
14
Content available remote Deform 3D and Solidworks FEM tests in conditions of sliding friction
EN
Purpose: The aim of this study is to compare systems, modelling and FEM analysis for metal forming on the example of upsetting conditions in a specially constructed tribological apparatus. Design/methodology/approach: Modelling and analysis of the process of upsetting the traffic conditions using the Deform 3D software ver. 10 and Solidworks 2010 - Simulation Module. Findings: The paper presents a comparison of the results of tests conducted in real and virtual conditions. It describes the adopted common features and different research methods. Research limitations/implications: The research of sample upsetting in movement conditions enables to determinate the effectiveness of accepted research methods. Practical implications: Finite element method can be used as an effective tool for the study of phenomena forming when considering different operating conditions of individual elements provided the appropriate tools for FEA. Originality/value: The use of sliding friction apparatus and FEM for plastic deformation processes in research.
PL
W artykule przedstawiono wyniki tribologicznych badań porównawczych kompozytów na osnowie polioksymetylenu (POM), o nazwie handlowej Tarnoform, z ciętymi włóknami aramidowymi oraz z proszkiem PTFE. Wymienione napełniacze występowały w kompozytach w różnych zestawieniach - pojedynczo i łącznie. Kompozyty wzmacniane włóknami aramidowymi, a także włóknami aramidowymi z jednoczesnym dodat kiem PTFE są nowymi materiałami, których właściwości tribologiczne nie zostały jeszcze szerzej zbadane. Do oceny właściwości tribologicznych badanych kompozytów podczas tarcia technicznie suchego ze stalą przyjęto także niemodyfikowany POM oraz POM z dodatkiem proszku PTFE, które stanowiły materiały odniesienia. Badania mikroskopowe SEM umożliwiły określenie wpływu stosowanych napełniaczy na zmiany zachodzące w budowie warstwy wierzchniej kompozytów POM po procesie tarcia. Na podstawie tych badań sformułowano hipotezę dotyczącą występujących rodzajów tarcia i zachodzących procesów zużywania podczas ślizgowej współpracy badanych kompozytów POM ze stalą w warunkach tarcia technicznie suchego.
EN
The article presents the results of comparative tribological studies of composites based on polyoxymethylene (POM), with the trade name Tarnoform, with cut aramid fibres and PTFE powder. These fillers have occurred in the composites in different combinations - individually and together. Composites reinforced with aramid fibres and aramid fibres with the addition of PTFE are new materials, whose tribological properties have not yet been widely explored. To evaluate the tribological properties of the tested composites during technically dry friction on steel, an unmodified POM and POM with the addition of PTFE powder was also used, which were the reference materials. SEM microscopic examination allowed the researchers to determine the effect of fillers used on changes in the structure of the surface layer of POM composites after the process of friction. Based on these studies, a hypothesis concerning the types of friction and wear processes occurring during the sliding test of tested POM composites with steel in technically dry friction conditions was formulated.
16
Content available remote Ceramic-carbon composites designed for piston group of combustion engines
EN
The paper presents the production technology of ceramic-carbon composites designed for cylinder inserts of piston devices. Porous oxide ceramics with an assumpted porosity (20, 30 and 35%) obtained by the method of sintering grains of ceramic powder was used as a composite matrix. In the method, the sintering process is carried out in such a way that the ceramic powder particles form durable bonds (they sinter) in a properly prepared shaped sample but at the same time they do not form a dense polycrystalline material. The composite was obtained by introducing a glassy carbon precursor into the open pores of the ceramic and was then subjected to pyrolysis in the atmosphere of argon. As a result of the conducted technological tests, diverse contents of glassy carbon in the ceramic matrix were obtained. The influence of the open porosity of an oxide ceramic matrix upon the tribological properties of the fabricated composite sliding against a cast iron piston ring in the conditions of friction in air was examined. The material is destined for cylinder inserts in machines and piston devices e.g. combustion engines, air compressors and pneumatic servo-motors. The material was obtained in three consecutive stages i.e. ceramic samples with a given porosity were obtained by the gel casting method, saturation of the porous samples with a carbon precursor, and finally pyrolysis of carbon precursor introduced into the pores of oxide ceramics. The obtained ceramic-glassy carbon composite (CGC) features low thermal conductivity close to conductivity of oxide ceramics (λ = 20 W/mK), a high wear resistance and friction coefficient which allows sliding in the conditions of limited lubrication. The fabricated material was subjected to tribological tests on a pin-on-disc stand sliding against a cast iron pin in the conditions of friction in air. The friction coefficient of the examined contact largely depends upon the ceramic matrix porosity. The lowest value (μ ≈ 0.3, at p = 0.8 MPa, v = 2.5 m/s, s = 5000 m) was obtained in the contact with 30% matrix porosity. The results are the basis for further investigations on optimal chemical composition and manufacturing processes in order to reach the required utility properties. Composites manufactured upon an oxide ceramic matrix with a 30% porosity feature the best tribological properties. Such properties are achieved due to a sufficient amount of glassy carbon present in the oxide ceramics pores. Glassy carbon is marked by low shear resistance and high ceramic matrix hardness therefore low values of friction forces are possible to be reached.
PL
Opisano technologię wytwarzania kompozytów ceramiczno-węglowych przeznaczonych na tuleje cylindrowe maszyn tłokowych. Jako osnowę kompozytu zastosowano porowatą ceramikę tlenkową o założonej porowatości (20, 30 i 35%) wytworzoną metodą spiekających się ziaren proszku ceramicznego. W metodzie tej proces spiekania prowadzi się w taki sposób, aby ziarna proszku ceramicznego w odpowiednio przygotowanej kształtce utworzyły trwałe połączenia między sobą (spiekły się), nie tworząc jednocześnie gęstego polikrystalicznego spieku. Kompozyt wytworzono, wprowadzając w pory otwarte ceramiki prekursor węgla szklistego i poddając go pirolizie w atmosferze argonu. W wyniku przeprowadzonych badań technologicznych uzyskano różne zawartości węgla szklistego w ceramicznej osnowie. Przebadano wpływ porowatości otwartej ceramicznej osnowy tlenkowej na właściwości tribologiczne wytworzonego kompozytu we współpracy z żeliwnym pierścieniem tłokowych w warunkach tarcia technicznie suchego. Materiał ten jest przeznaczony na wkładki do tulei cylindrowych maszyn i urządzeń tłokowych, np. silników spalinowych, sprężarek powietrza, siłowników pneumatycznych. Materiał ten został wytworzony w trzech etapach, tj.: wytwarzanie metodą gel casting kształtek ceramicznych o zadanej porowatości, nasączanie porowatych kształtek prekursorem węgla, karbonizacja prekursora wprowadzonego w pory ceramiki tlenkowej. Wytworzony kompozyt ceramika-węgiel szklisty (CWS) charakteryzuje się małą przewodnością cieplną zbliżoną do przewodności ceramik tlenkowych (λ = 20 W/mK), odpornością na zużycie tribologiczne i współczynnikiem tarcia pozwalającym na współpracę w warunkach ograniczonego smarowania. Wytworzony materiał poddano badaniom tribologicznym na stanowisku "trzpień-tarcza" w warunkach tarcia technicznie suchego we współpracy z trzpieniem żeliwnym. Współczynnik tarcia badanych skojarzeń zależy od porowatości osnowy ceramicznej. Najniższą jego wartość (μ ≈ 0,3, przy p = 0,8 MPa, v = 2,5 m/s, s = 5000 m) uzyskano w skojarzeniu z osnową o porowatości 30%. Uzyskane wyniki są podstawą do prowadzenia badań optymalizacji składu chemicznego i procesów wytwarzania w celu uzyskania wymaganych właściwości użytkowych. Najlepsze właściwości tribologiczne wykazują kompozyty wytworzone na osnowie ceramiki tlenkowej o porowatości 30%. Przyczyną takich właściwości jest wystarczająca ilość węgla szklistego umieszczonego w porach ceramiki tlenkowej. Dzięki małej wytrzymałości na ścinanie węgla szklistego i dużej twardości osnowy ceramicznej jest możliwe uzyskanie mniejszych wartości sił tarcia.
PL
W systemach napędowych różnych urządzeń stosuje się oleje dla zwiększenia czasu ich żywotności. Uzyskuje się to poprzez zmniejszenie wartości współczynnika tarcia ślizgowego pomiędzy powierzchniami współpracującymi.
PL
Zostały przedstawione problemy z powstawaniem intensywnych zjawisk triboelektrycznych oraz warstwy triboelektrycznej. Zaproponowano model zjawisk występujących w strefie tarcia ilustrujący i wyjaśniający koegzystencję warstw granicznych i triboelektrycznych. Omówiono problem wzajemnego okresowego zwiększania się grubości warstwy triboelektrycznej kosztem warstwy granicznej i odwrotnie.
EN
This paper presents and discusses issues concerning triboelctrical effects and generation of the trioboelectrical layer in conjunction with the boundary oil film. Model of the layer separating friction surfaces under sliding conditions is proposed. The model considers and explains coexistence of both the boundary and triboelectrical layers along with their interaction. The emphasis is on the determined increase of the triboelectrical layer thickness by reducing the boundary film thickness and vice versa.
PL
Autor przedstawia metodę i wyniki badań dotyczących wartości pomiaru zużycia elementu pary kinematycznej jako kryterium oceny wpływu środka smarowego w systemie tribologicznym.
EN
The author presents the method and the results of investigations concerning wear measurement value of a kinematic couple as the criterion of the evaluation of lubricant influence on a tribological system.
PL
Właściwości tribologiczne par ciernych zależą od ich konstrukcji, zastosowanych materiałów i przeprowadzonej obróbki powierzchniowej elementów pary. Celem badań było wyznaczenie wpływu modyfikacji warstwy powierzchniowej elementów stalowych borem w parach pracujących w warunkach tarcia ślizgowego. Badania porównawcze przeprowadzono na testerze T-05 typu rolka–klocek. W celu realizacji programu badań wykonano próbki pierścieniowe z trzech gatunków stali: 38CrAlMo5-10, 46Cr2 i 30MnB4. Próbki te azotowano jonowo, borowano w proszku, borowano laserowo oraz metodą PVD wykonano powłokę TiB2. Próbki pierścieniowe skojarzone zostały w warunkach testu z przeciwpróbkami wykonanymi ze stopu łożyskowego AlSn20, a obszar tarcia smarowano olejem silnikowym Lotos mineralny 15W/40. Przeprowadzone badania wykazały, że warstwy powierzchniowe borowane w proszku wpływają na obniżenie współczynnika tarcia podczas rozruchu, a jego maksymalne wartości są zbliżone do zmierzonych w skojarzeniach z warstwami azotowanymi i ulepszanymi cieplnie ze stali 30MnB4. Największe wartości współczynnika tarcia i najwyższe temperatury w obszarze tarcia występują w parach z próbkami pierścieniowymi z warstwą borowaną laserowo i z powłoką TiB2. Zużycie stopu łożyskowego AlSn20 jest największe w skojarzeniu z przeciwpróbką z powłoką TiB2, a najniższe zużycie zmierzono w skojarzeniach z warstwami azotowanymi i ulepszanymi cieplnie.
EN
The properties of the frictional slide couplings depend on the constructional material used and technology applied during the production process. The tribological properties of the frictional coupling are the resultant of the coupling construction and properties of the cooperating surfaces. The surface layer may be shaped by technological processes through the correct material selection used for these elements and technology applied for the surface treatment. Currently, numerous methods are used in producing the surface layers, which protect against tribological wear; however, particularly advantageous properties feature those coatings with boron. These coatings feature a high degree of the hardness of the structures, resistance to wear and corrosion, and good fatigue properties, depending on the technological preparation of the base. The purpose of the study to determine the influence of the boron modification of the technological surface layer on the characterisation of the operation of frictional pairs under the conditions of mixed friction, and in practical application, increasing of the durability and reliability of frictional pairs and, in consequence, whole technical objects, such as automobiles. In order to create surface layers modified with boron, technological processes were selected that allowed for the creation of these layers on the elements of a combustion engine. These processes were used for the treatment of the surface layer of annular samples for stand test on the T-05 block-on-ring wear tester. Three types of steel were used in the creation of annular samples, 38CrAlMo5-10, 46Cr2, and 30MnB4. Samples from 38CrAlMo5-10 steel were nitrided in the atmosphere H2 + N2, at the temperature of 500°C for 6 hours. Samples from 46Cr2 steel were borided in powder, at the temperature of 950°C for 8 hours. In the boronizing process, powder of the following composition was used: B4C-30%, Al2O3-68%, NH4Cl and NaF. Samples from 46Cr2 steel were also laser-borided, with the use of CO2 laser (power of beam P = 2 kW, spot diameter d = 4 mm, energy density 160 W/mm2, tracking speed v = 16 mm/s, gas carrier –argon). The boronizing process consisted in covering the annular sample with the layer of amorphous boron and liquid glass and melting with a laser beam. Also, the samples from steel 46Cr2 were covered with a TiB2 coating, using the PVD method (temperature 400°C, time 40 min, pressure in ionization chamber p = 2,5 x 10-2 bara). The sample of 30MnB4 steel was hardened and tempered, and hardening was at the temperature of 800°C, and drawing temper was at the temperature of 450°C. Modified surface layers of annular samples were matched under test conditions with counter samples made from AlSn20 bearing alloys. Tested slide pairs were lubricated during the stand test with 15W/40 Lotos mineral engine oil. On the basis of the tests and the analysis of the results, it was concluded that the boron-modified surface layers can be applicable in the slide couplings operating under mixed friction conditions, and their tribological properties are the effect of the interaction between the surface layers of the slide coupling elements and the lubricating oil. The modified surface layer in the process of boronizing in powder coupled with the AlSn20 bearing alloy is characterised by low friction resistance and temperature, which ensures that the slide coupling has conducive conditions for start-up and fast stabilisation of the friction conditions. In turn, the laser borided surface layer and layer TiB2 causes intensive friction processes in the slide coupling, which generates high friction resistance and temperature and intensifies the processes of bearing alloy wear. It was stated that the use of 30MnB4 steel in the slide coupling after the hardening and tempering ensures similar work parameters and a comparable level of wear of the bearing alloy, as in the application of 38CrAlMo5-10 steel with a nitrided surface. The research proved that the lubrication of the friction area with the mineral oil has an influence on the decrease of wear of the bearing alloy and the decrease of the matching parameters of the moment of friction and temperature, mainly in the couplings with the AlSn20 alloy counter samples. Using the boron-modification processes of surface layers in slide couplings operating under the conditions of mixed friction, it is possible to decrease the costs of material using mild-alloy steel or carbon steel and to decrease the costs of exploitation by increasing the durability of elements. However, each time surface layers with boron are used on a large scale, it should be preceded by economic calculation.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.