The Effect of Surface Texturing on the Frictional Resistance of Steel-Bronze Assembly in Lubricated Sliding

• Autorzy: Koszela W. , Gałda L. , Dzierwa A. , Pawlus P. , Sęp J. , Ochwat S.

Warianty tytułu

PL

Wpływ teksturowania powierzchni na opory tarcia układu stal–brąz w warunkach smarowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The experiments were carried out using a block-on-ring tester. The block samples made from bronze CuSn10P of 138 HB hardness were burnished to obtain surfaces with circular oil pockets. Rings were made from 42CrMo4 steel of hardness 40 HRC. Friction tests were conducted at a constant normal load of 900 N. Tests were carried out at increasing sliding speeds of the range 0.08 – 0.82 m/s, starting from the lowest speed. The every speed was maintained for two minutes. The tested assembly was inserted in the reservoir of mineral oil L-AN 46. It was found that the dimple presence on block surface reduced the friction coefficient substantially compared to non- extured turned surfaces. The area density of dimples smaller than 15% (particularly 4.5% and 6%) was beneficial.

PL

Przeprowadzono badania tribologiczne w układzie rolka-klocek. Powierzchnie klocka (wycinka pierścienia) z brązu CuSn10P o twardości 138 HB zawierały sferyczne kieszenie smarowe uzyskane metodą wygniatania. Rolki wykonano ze stali 42CrMo4 o twardości 40 HRC. Badania tribologiczne przeprowadzono przy stałym obciążeniu normalnym wynoszącym 900 N i zwiększającej się prędkości ślizgania w zakresie 0,08–0,82 m/s, utrzymywanej w czasie dwóch minut. Skojarzenie trące smarowano olejem L-AN 46 znajdującym się w zbiorniku. Stwierdzono, że teksturowanie powierzchni klocka spowodowało istotne zmniejszenie oporów tarcia w porównaniu z parą cierną zawierającą gładkie powierzchnie, szczególnie przy niewielkich stopniach pokrycia wgłębieniami (4,5 i 6%).

Słowa kluczowe

EN

surface texturing; oil pockets; burnishing; steel-bronze assembly; friction coefficient

PL

teksturowanie powierzchni; kieszenie olejowe; nagniatanie; skojarzenie materiałowe stal-brąz; współczynnik tarcia

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 3
• Strony: 69--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Koszela W.

• Rzeszow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Powstancow Warszawy 8, 35-959 Rzeszow, Poland

autor

Gałda L.

• Rzeszow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Powstancow Warszawy 8, 35-959 Rzeszow, Poland

autor

Dzierwa A.

• Rzeszow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Powstancow Warszawy 8, 35-959 Rzeszow, Poland

autor

Pawlus P.

• Rzeszow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Powstancow Warszawy 8, 35-959 Rzeszow, Poland

autor

Sęp J.

• Rzeszow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Powstancow Warszawy 8, 35-959 Rzeszow, Poland

autor

Ochwat S.

• AEROGEARBOX INTL., Przemysłowa 3 street, 39-100 Ropczyce, Poland

Bibliografia

• 1. Mezghani S., Demirci I., Yousfi M., El Mansori M.: Mutual influence of crosshatch angle and superficial roughness of honed surfaces on friction in ring-pack tribo-system, Tribology International 66 (2013), pp. 54–59.
• 2. Tomanik E., El Mansori M., Souza R., Profito F.: Effect of waviness and roughness on cylinder liner friction, Tribology International 120 (2018), pp. 547–555.
• 3. Wos S., Koszela W., Pawlus P., Drabik J., Rogos E.: Effects of surface texturing and kind of lubricant on the coefficient of friction at ambient and elevated temperatures, Tribology International 117 (2018), pp. 174–179.
• 4. Wos S., Koszela W., Pawlus P.: The effect of both surfaces textured on improvement of tribological properties of sliding elements, Tribology International 113 (2017), pp. 182–188.
• 5. Vlădescu S-C., Medina S., Olver A. V., Pegg I. G., Reddyhoff T.: Lubricant film thickness and friction force measurements in a laser surface textured reciprocating line contact simulating the piston ring–liner pairing, Tribology International 98 (2016), pp. 317–329. 6. Etsion I.: State of the art in laser surface texturing. In Proceedings of the 12th International Conference on Metrology and Properties of Engineering Surfaces, Rzeszow, Poland, (2009), pp. 17–20.
• 7. Gałda L., Pawlus P., Sęp J.: Dimples shape and distribution effect on characteristics of Stribeck curve. Tribology International 42 (2009), pp. 1505–1512.
• 8. Koszela W., Dzierwa A., Gałda L., Pawlus P.: Experimental investigation of oil pockets effect on abrasive wear resistance. Tribology International 46 (2012), pp. 145–153.
• 9. Nilsson B., Rosen B.-G., Thomas T. R., Wiklund D., Xiao L.: Oil pockets and surface topography: mechanism of friction reduction. In: XI International Colloquium on Surfaces, Chemnitz, Germany, Addendum (2004).
• 10. Gachot C., Rosenkranz A., Hsu S. M., Costa H. L.: A critical assessment of surface texturing for friction and wear improvement, Wear 372–373 (2017), pp. 21–41.
• 11. Loring S. H., Brown R. E., Gouldstone A., Butler J. P.: Lubrication regimes in mesothelial sliding. Journal of Biomechanics 38 (2005), pp. 2390–2396.
• 12. Lee S. Y., Kim S. D., Hong Y. S.: Application of the duplex TiN coatings to improve the tribological properties of electro hydrostatic actuator pump parts. Surface and Coatings Technology 193 (2005), pp. 266–271.
• 13. Kovalchenko A., Ajayi O., Erdemir A., Fenske G., Etsion I.: The effect of laser surface texturing on transitions in lubrication regimes during unidirectional sliding contact. Tribology International 38 (2005), pp. 219–225.
• 14. Wang X., Kato K., Adachi K., Aizawa K.: The effect of laser texturing of SiC surface on the critical load for the transition from water lubrication mode from hydrodynamic to mixed. Tribology International 34 (2001), pp. 703–711.
• 15. Wang X., Kato K., Adachi K., Aizawa K.: Load carrying capacity map for the surface design of SiC thrust bearing sliding in water. Tribology International 36 (2003), pp. 189–197.
• 16. Lu X., Khonsari M. M.: An experimental investigation of dimple effect on the Stribeck curve of journal bearings. Tribology Letters 27 (2007), pp. 169–176.
• 17. Blunt L., Jiang X. (eds): Advanced techniques for assessment surface topography. Kogan Page Science, London and Sterling (2003).
• 18. So H., Chen C. H.: Effects of micro-wedges formed between parallel surfaces on mixed lubrication – Part I: Experimental evidence. Tribology Letters 17/3 (2004), pp. 513–520.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).