Wpływ obustronnego teksturowania powierzchni trących w szykach regularnych i nieregularnym na wartość siły tarcia

• Autorzy: Woś S. , Pawlus P. , Koszela W.

Warianty tytułu

EN

The effect of texturing both surfaces in regular and irregular arrays on friction force

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań było ustalenie wpływu, jaki wywierają kieszenie smarowe przy obustronnym teksturowaniu powierzchni trących z wykorzystaniem metody strumieniowo ściernej na opory tarcia. Badania wykonano przy użyciu testera typu trzpień-tarcza, gdzie siła docisku próbek wynosiła 20 N. Doświadczenia przeprowadzono przy zadanej prędkości ślizgania oraz z wyznaczoną ilością oleju w miejscu współpracy. Prędkość ślizgania wynosiła 0.4 m/s, a zastosowana ilość oleju to jedna kropla (około 0.08 ml). Badania przeprowadzono w styku rozłożonym przy jednokierunkowym ślizganiu. Testowane tarcze ze stali 42CrMo4 o twardości 50HRC były polerowane, a następnie teksturowane za pomocą obróbki strumieniowo-ściernej. Uzyskano na nich kieszenie smarowe o średnicy 300 μm i głębokości 10 μm, o stopniu pokrycia 5%. Kieszenie smarowe były wykonane w czterech szykach regularnych i jednym nieregularnym. Tarcze współpracowały z teksturowaną przeciwpróbką wykonana z tego samego materiału o twardości 40HRC. Na przeciwpróbce wykonano kieszenie smarowe o średnicy 500 μm, głębokości 5 μm, stopień pokrycia wynosił 20%. Kieszenie smarowe były ułożone w szyku prostokątnym równomiernym. Stwierdzono, że obecność kieszeni smarowych na obu współpracujących powierzchniach spowodowała znaczny wzrost siły tarcia. Natomiast w przypadku teksturowania jedynie jednego współpracującego elementu obecność wgłębień na powierzchni stacjonarnej lub ruchomej wydaje się nie mieć znaczenia.

EN

The aim of the study was to determine the tribological effects of texturing both surfaces of a friction pair. Oil pockets were made with the use of abrasive jet machining. Tests were carried out using a pin-on-disc machine in unidirectional sliding, the normal force was 20 N, and the sliding speed was 0.4 m/s. Before each test, one drop of lubricant (about 0.08 ml) was supplied to the inlet side of the contact zone. Tested discs made from 42CrMo4 steel of 50 HRC hardness were polished and textured by abrasive jet machining. Oil pockets had a diameter 300 μm and a depth of 10 μm, with a 5% area ratio. Dimples were positioned in one irregular and four regular arrays. Discs co-acted with smaller textured disc (counter-specimen) from the same material, with a hardness of 40 HRC. The oil pockets on the counter-specimen surface, arranged evenly in a rectangular array, had a diameter of 500 μm, a depth of 5 μm, and a pit-area ratio of 20%. The study indicated the negative effect of texturing both surfaces, which cause an increase in friction. Surface texturing of only one surface, stationary or moving, can be beneficial to the tribological performance of sliding pairs, causing a decrease in friction force.

Słowa kluczowe

PL

kieszenie smarowe; obróbka strumieniowo-ścierna; obustronne teksturowanie

EN

oil; pockets; abrasive jet machining; texturing both surfaces

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 5
• Strony: 169--176
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Woś S.

• Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów. Polska

autor

Pawlus P.

• Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów. Polska

autor

Koszela W.

• Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów. Polska

Bibliografia

• 1. Nilsson B., Rosen B.-G., Thomas T.R., et al.: Oil pockets and surface topography: mechanism of friction reduction. XI international colloquium on surfaces. Chemnitz, Germany: Addendum, 2004.
• 2. Koszela W., Pawlus P., Galda L.: The effect of oil pockets size and distribution on wear in lubricated sliding. Wear 2007; 263: 1585-1592.
• 3. Etsion I.: State of the art in laser surface texturing. Proceedings of the 12th conference on metrology and properties of engineering surfaces, Rzeszow, Poland, 2009, pp. 17-20.
• 4. Woś S., Koszela W., Pawlus P.: Tribological behaviours of textured surfaces under conformal and non-conformal starved lubricated contact conditions. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J, Journal of Engineering Tribology (w druku).
• 5. Wang X., Liu W., Zhou F., et al.: Preliminary investigation of the effect of dimple size on friction in line contacts. Tribol Int 2009; 42: 1118-1123.
• 6. Vilhena L.M., Sedlacek M., Podgornik B., et al. Surface texturing by pulsed Nd:YAG laser. Tribol Int 2009; 42: 1496-1504.
• 7. Wakuda M., Yamauchi Y., Kanzaki S., et al.: Effect of surface texturing on friction reduction between ceramic and steel materials under lubricated sliding contact. Wear 2003; 254: 356-363.
• 8. Woś S., Pawlus P., Koszela W.: The effect of oil pockets array on tribological behaviour of sliding elements. Materiały konferencji NordTrib'2014, Aarhus, Dania.