45 Years of Deliberations on the Thermo-Mechanical Interpretation of Friction and Wear. Part 2. The Microscopic Interpretation of the Tribological Proces

• Autorzy: Sadowski Jan

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0016.1040

Warianty tytułu

PL

45 lat rozważań o cieplno-mechanicznej interpretacji tarcia i zużywania. Część 2. Interpretacja mikroskopowa procesu tribologicznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this second part, the pulse sources of heat, dependences among the intensive parameters of the friction process – temperature, unit pressures, friction velocity – and wear intensity, and some physical properties of the materials of solids in friction are presented. The flux densities are described in extensive quantities across the elementary surface dF of a nominal contact of solids. The thermodynamic criterion of galling is formulated, and the temperature characteristic of minimum wear and maximum resistance to wear is established. Minimum and maximum wear intensities and the specific work of wear are determined. It is proven that a temperature measured in a selected point of friction couple element does not uniquely characterise thermal processes in a tribological system. However, it does characterise the maximum gradient of temperatures measured in at least two points situated as close to a friction contact as possible. A method of determining unit real pressures is proposed. The presence of a cooling effect in the process of tribological wear is disclosed. Wear is interpreted as a disintegration of a solid caused by volumetric and superficial mechanical work. A system of new wear measures is suggested.

PL

W drugiej części pracy przedstawiono impulsowe źródła ciepła, ustalono zależności między intensywnymi parametrami procesu tarcia – temperaturą, naciskami jednostkowymi, prędkością tarcia a intensywnością zużywania i niektórymi własnościami fizycznymi materiałów trących się ciał. Opisano gęstości strumieni wielkości ekstensywnych przepływających przez elementarną powierzchnię dF styku nominalnego ciał. Sformułowano termodynamiczne kryterium zacierania, ustalono temperaturę charakterystyczną dla minimalnego zużycia i maksymalnej odporności na zużywanie. Ustalono maksymalne i minimalne wartości intensywności zużywania oraz graniczne wartości pracy właściwej zużycia. Wykazano, że temperatura zmierzona w wybranym punkcie elementu pary tarciowej nie charakteryzuje jednoznacznie procesów cieplnych zachodzących w systemie tribologicznym, lecz maksymalny gradient temperatur, zmierzonych w co najmniej dwóch punktach położonych możliwie blisko styku tarciowego. Zaproponowano sposób wyznaczania jednostkowych nacisków rzeczywistych. Ujawniono występowanie efektu chłodzenia w procesie zużywania tribologicznego. Zużywanie zinterpretowano jako rozdrabnianie ciała stałego, wywołane wykonaniem pracy mechanicznej objętościowej i powierzchniowej. Zaproponowano system nowych miar zużycia.

Słowa kluczowe

EN

friction heating; temperature; unit pressures; criterion of galling; intensive parameters; temperature gradient; disintegration of solids; switched nature of friction

PL

nagrzewanie tarciowe; temperatura; naciski jednostkowe; kryterium zacierania; parametry intensywne; gradient temperatury; rozdrabnianie ciała stałego; impulsowy charakter tarcia

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 3
• Strony: 87--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Sadowski Jan

• Kazimierz Pulaski University of Technology and Humanities in Radom, Faculty of Mechanical Engineering, Stasieckiego 54 Street, 26-600 Radom, Poland.

• https://orcid.org/0000-0001-6670-8384

Bibliografia

• 1. Sadowski J.: Temperatura powierzchni styku chropowatych podlegających zużyciu wskutek tarcia. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn 1980, nr 2, pp. 133–145.
• 2. Sadowski J.: Die wärmemechanische Natur der Reiboxydation von Metallen. Schmierungstechnik 1982, Nr. 6, pp. 169-174.
• 3. Sadowski J.: Untersuchungen zur maximalen Verschleißfestigkeit fester Körper. Tribologie und Schmierungstechnik 1990, Nr. 3, pp. 171–174.
• 4. Sadowski J.: Kryterium zacierania adhezyjnego powierzchni metali. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn 1980, nr 3, pp. 247–263.
• 5. Sadowski J.: Thermodynamisches Kriterium des Freßverschleißes. Tribologie und Schmierungstechnik 1993, Nr. 2, pp. 83–89.
• 6. Sadowski J., Żurowski W.: Verschleißbeständigkeit von Metallen. Tribologie und Schmierungstechnik 1992, Nr. 3, pp. 152–159.
• 7. Sadowski J., Sadowski P.: Sposób oceny stacjonarnej temperatury tarcia powierzchni. Tribologia 2003, nr 3, pp. 47–60.
• 8. Sadowski J.: Temperatur als Parameter des tribologischen Systems. Tribologie und Schmierungstechnik 2012, Nr. 2, pp. 36–41.
• 9. Sadowski J.: Temperaturgradient als Charakteristik des tribologischen Prozesses. Tribologie und Schmierungstechnik 2017, Nr. 3, pp. 55–62.
• 10. Sadowski J.: Reale Flächenpressung bei der Festkörperreibung. Tribologie und Schmierungstechnik 2017, Nr. 4, pp. 5–13.
• 11. Archard J.F.: Contact and rubbing of flat surfaces. J. Appl. Phys. 24 (1953), No. 8, pp. 981–988.
• 12. Sadowski J.: Nowe miary zużycia, zużywania i odporności na zużywanie. Tribologia 2005, nr 1, pp. 7–24.
• 13. Sadowski J.: Wybrane problemy bilansowania energii i masy w procesie tarcia ciał stałych. Monografia nr 144. Radom, Wyd. Politechniki Radomskiej 2010.
• 14. Sadowski J.: Über die Wahrscheinlichkeit der Lostrennung der Verschleißpartikel aus den Reibkörpern. Tribologie und Schmierungstechnik 2013, Nr. 4, pp. 41–51.
• 15. Sadowski J.: Some Comments on the Interpretation of the Tribological Wear Coefficient. Tribologia 2021, No. 2, p. 45–56.
• 16. Sadowski J.: Sposób oceny składowych bilansu energii charakteryzującego tarcie i zużywanie. Tribologia 2006, nr 1, pp. 21–33.
• 17. Sadowski J.: Zur Energiebilanzierung bei der Festkörperreibung. Tribologie und Schmierungstechnik 2009, Nr. 6, pp. 28–31.
• 18. Afanasjeva-Erhenfest T.A.: Zur Axiomatisierung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik. Zeitschrift für Physik 1925, 33, pp. 933–945.
• 19. Sadowski J.: Irreversibility of Friction and Wear Processes. Tribologia 2020, No. 5, pp. 51–60.
• 20. Sadowski J.: Kühlungseffekt bei tribologischem Verschleiß. Tribologie und Schmierungstechnik 2014, Nr. 4, pp. 57–63.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).