The influence of different vegetable dispersion phases on the rolling contact fatigue of biodegradable lubricating greases

• Autorzy: Kozdrach R.

Warianty tytułu

PL

Wpływ roślinnej fazy dyspergującej na powierzchniową trwałość zmęczeniową biodegradowalnych smarów plastycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper discusses the influence of the vegetable dispersion phase on the rolling contact fatigue of bearings lubricated with ecological lubricating compositions. Four vegetable oils were used for the production of lubricating greases: rapeseed, sunflower, soybean, and castor. For comparison purposes, the synthetic and mineral oils were used as well. The rolling contact fatigue (pitting) of bearings lubricated with particular compositions were investigated and evaluated for each base oil. The tribological tests were carried out using T-03 four-ball machine under high load conditions. Based on the obtained results, it may be concluded that vegetable oils, such as rapeseed, sunflower and castor, as the base of lubricating grease positively affectd the rolling contact fatigue of tribosystems lubricated with the above-mentioned compositions in comparison to the control lubricated with greases based on mineral or synthetic oil. There is no favourable change in rolling contact fatigue of tribosystems lubricated with greases based on soybean oil.

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu roślinnej fazy dyspergującej na wartość trwałości zmęczeniowej łożysk smarowanych ekologicznymi kompozycjami smarowymi. Ocenie poddano kompozycje wytworzone na następujących olejach roślinnych: rzepakowym, słonecznikowym, rycynowym i sojowym, a także dla porównania na oleju syntetycznym i mineralnym. Wykonano badania powierzchniowej trwałości zmęczeniowej (pitting) łożysk smarowanych kompozycjami sporządzonymi na wyżej wymienionych olejach. Następnie oceniono wpływ poszczególnych olejów bazowych na zmiany powierzchniowego zużycia zmęczeniowego łożysk. Badania przeprowadzono na aparacie czterokulowym – typ T-03. Na podstawie analizy uzyskanych wyników stwierdzono, że zastosowanie olejów roślinnych takich jak: rzepakowy, słonecznikowy i rycynowy jako bazy olejowej wytworzonych kompozycji smarowych wpływa korzystnie na zmiany powierzchniowej trwałości zmęczeniowej węzłów tarcia smarowanych wyżej wymienionymi kompozycjami w porównaniu z kompozycjami smarowymi, gdzie jako fazę dyspergującą zastosowano olej mineralny bądź syntetyczny. Nie zaobserwowano tak korzystnych zmian powierzchniowej trwałości zmęczeniowej w przypadku kompozycji wytworzonej na bazie oleju sojowego.

Słowa kluczowe

EN

vegetable oils; biodegradable lubricating grease; rolling contact fatigue; four-ball machine; pitting; Weibull curve

PL

oleje roślinne; biodegradowalny smar plastyczny; powierzchniowa trwałość zmęczeniowa; aparat czterokulowy; pitting; krzywa Weibulla

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 6
• Strony: 57--67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Kozdrach R.

• The Institute of Sustainable Technologies - NRI, Radom, ul. Pulaskiego 6/1O, Poland

Bibliografia

• 1. Mosleh M., Bradshaw K.: Role of component configuration in evaluation of accelerated rolling contact fatigue of ball bearings, Wear 271(2011), s. 2681-2686.
• 2. Biresaw G., Ahhvaryu A., Erhan S. Z.: Friction properties of vegetable oils, Journal of the American Oil Chemists Society, 7/2003, pp. 697-704.
• 3. Fox N.J., Stachowiak G. W.: Vegetable oil-based lubricants-A review of oxidation, Tribology International, 7/2007, pp. 1035-1046.
• 4. Hebda M., Wachal A., Tribology, WNT, Warszawa 1980 (in Polish).
• 5. Lawrowski Z., Tribology. Friction, wear and lubrication, PWN, Warszawa 1993 (in Polish).
• 6. Pytko S., Szczerek M., Pitting - the form of destruction of rolling elements, Tribology, 4/5 1993, pp. 317-333 (in Polish).
• 7. Pawelec E., Drabik J.: The possibility of application of non-toxic oils for lubricating the rolling and sliding bearings - Tribology 5/2006, pp. 57-66 (in Polish).
• 8. Szczerek M., The methodology problems of systematization experimental tribological tests, wyd. ITeE, Radom 1996 (in Polish).
• 9. Krzemiński-Freda H., The rolling bearings, PWN, Warsaw 1989 (in Polish).
• 10. Waligóra W., The surface layer of elements from bearing steel, and its resistance on surface fatigue, Tribology, 2/1993, pp. 199-219 (in Polish).
• 11. Kozdrach R.: The influence of mechanical forces for change of lubricating properties of biodegradable lubricating grease made on vegetable base, Nafta-Gaz 11/2012, pp. 868-876 (in Polish).
• 12. Kozdrach R., Molenda J.: The testing of exploitation properties of ecological greases modified with polimer-silica additive, Tribology 6/2012, pp. 99-111 (in Polish).
• 13. Rogoś E.: Study on vegetable oils as bases of technical oils. Przemysł Chemiczny, 2016, (95) nr 1, pp. 103-106 (in Polish).
• 14. Grądkowski M., Rogoś E., Urbański A.: Lubricity of selected vegetable oils - Tribology 3/2001, pp. 381-393 (in Polish).
• 15. Rogoś E.: Lubricating properties of modified rape oil - Tribology 2/2005, pp. 99-108 (in Polish).
• 16. Drabik J., Pawelec E., Janecki J.: Characteristic of the biodegradable base oils of ecological greases- Tribology 5/2003, pp. 23-37 (in Polish).
• 17. Drabik J., Iłowska J., Gniady J., Kozupa M., Szmatola M, Semeniuk I.: Effect of the base oil and thickener composition on the performance characteristics of greases - Przemysł Chemiczny 10/2012, pp. 1922-1926 (in Polish).
• 18. Tuszyński W., Szczerek M., Michalczewski R., Osuch-Słomka E., Rogoś E., Urbański A.: The potential of the application of biodegradable and nontoxic base oils for the formulation of gear oils - model and component scuffing tests. Lubrication Science Volume: 26 lssue: 5 Special lssue: SI Pages: 327-346. Published: August 2014.
• 19. Arnsek A., Visintin J., Pitting resistance of rapeseed based oils, Journal of the Society of Tribologists and Lubrication Engineering, 3/2001, pp. 926-938.
• 20. Piekoszewski W., Szczerek M., An influence of lubricants on the base of vegetable oils on surface fatigue life, Tribology, 1/2007, pp. 127-135 (in Polish).
• 21. Paredes X., Comunas M.J.P., Pensado A.S., Bazile J.P., Boned Ch. et. al.: High pressure viscosity characterization of four vegetable and mineral oils, Industrial Crops&Products, 54/2014, pp. 281-290.
• 22. Piekoszewski W., Tuszyński W., Rolling contact fatigue life for elements lubricated with mineral and synthetic base oils, Tribology, 3/2004, pp. 351-361 (in Polish).
• 23. Iłowska J., Bereska B., Drabik J., Kozdrach R.: The oxidation stability and lubricating properties of oil compositions, Tribology 5/2011, pp. 69-80 (in Polish).
• 24. Buczyński P., The synthetic lubricants for industry, The Fuels, Oils and Greases in Exploitation, 5/1993, pp. 5-7 (in Polish).
• 25. Wang Y., Fernandez J.E., Cuervo D.G., Rolling contact fatigue lives of steel AISI 52100 balls with eight mineral and synthetic lubricants, Wear, 196/1996, pp. 111-119.
• 26. Kozdrach R: The influence of a type of dispersion phase on the tribological properties of lubricating greases, Tribology 6/2012, pp. 85-97 (in Polish).
• 27. Pawelec E., Drabik J., Janecki J., Fatigue live of bearing lubricated with non-toxic grease, Tribology, 2/2002, pp. 555-561 (in Polish).
• 28. Pawelec E., Drabik J.: The change of fatigue life of rolling bearings as effect of an interaction between grease components and friction elements surface - Tribology 1/2007, pp. 115-125 (in Polish).
• 29. Rico J.E., Battez A., Cuervo D.G., Rolling contact fatigue in lubricated contacts, Tribology International, 36/2003, pp. 35-40.
• 30. Piekoszewski W., Szczerek M., Tuszyński W., The modification of four-balls tribological tests, Tribology 5, 6/1997, pp. 818-825 (in Polish).
• 31. Michalczewski R, Piekoszewski W., Wulczyński J., The method for investigation of rolling contact fatigue of coated elements, Maintenance Problems, 4/2003, pp. 91-99 (in Polish).
• 32. Łubiński J., Śliwiński P.: Multi parameter sliding test result evaluation for the selection of material pair for wear resistant components of a hydraulic motor dedicated for use with environmentally friendly working fluids, Solid State Phenomena, nr 225(2015), pp. 115-122.
• 33. Beran E., Effect of chemical structure on biodegradability and some service properties of lubricating base oils, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2008 (in Polish).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).