Materiały funkcjonalne w łożyskach ślizgowych

• Autorzy: Zimowski S. , Rakowski W. , Kot M.

Warianty tytułu

EN

Functional materials in plain bearings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono system diagnostyczny łożyska ze ślizgową warstwą sensorową, która jest materiałem funkcjonalnym. Warstwa ta jest wykonana z kompozytu polimerowego, który ma jednocześnie dobre właściwości tribologiczne i sensorowe - zmienia swoją przewodność elektryczną pod wpływem zmian temperatury i nacisku. Zaprezentowano wyniki badań dwóch kompozytów wykonanych z termoutwardzalnych żywic: poliestrowoimidowej i epoksydowej napełnianych proszkami przewodzącymi prąd elektryczny i proszkami środków smarnych. Wykonano badania tarciowe pary kompozyt/stal z jednoczesnym pomiarem przewodności elektrycznej układu oraz temperatury w strefie styku oraz wyznaczono charakterystyki mechaniczne i rezystancyjne kompozytów. Wyniki badań potwierdzają dobre właściwości ślizgowe i dużą odporność na zużycie oraz odpowiednią czułość pomiarową badanych kompozytów.

EN

Plain bearings are often weak points of several machines, instruments etc., so often need to be controlled and monitored during operation. A number of approaches to real-time sliding system diagnosis have been developed for this reason. The most of diagnostic methods require implementation of sensors, what can be difficult, e.g. installation of classic sensor inside the miniature devices. The proposed solution is to made a bearing bush with a specific functional material, which performs the double function as a sliding material and as a sensor of bearing state. The new functional material has been developed in Laboratory for Tribology and Surface Engineering AGH-UST and has been used in a diagnostic system addressed to kinematic pairs. The system consists of sensor coating of sliding bearing, module of diagnostic signal analysis and actuator. The sliding sensor layer deposited on a bearing bush was made of semi-conductive three-phase polymer composite which include thermosetting resin, carbon and solid lubricant powders. Sensor properties of the composite are revealed as their resistivity dependence on the temperature or load. The examination of two types of composites are reported: TWS-PC consists of polyes-terimide matrix filled with powders of graphite, tin and M0S2; TWS-EK is epoxy matrix filled with powders of graphite, carbon black, SiO2 and SiC. The composites exhibit very good wear resistance and low friction coefficient (0,15-0,25). Electrical resistance of the composites strongly depend on temperature and load, so can be an important diagnostic signal. The neural network has been used for analysis of this signal, produced by the sliding layer of sensitive bearing pad.

Słowa kluczowe

PL

materiał funkcjonalny; łożyska; kompozyt piezorezystywny; diagnostyka

EN

functional material; plain bearings; piezoresistive composite; diagnostic

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2007
• Tom: nr 3-4
• Strony: 433--443
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zimowski S.

autor

Rakowski W.

autor

Kot M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Burman A., Moster Erik and Per Abrahamsson: On the influence of functional materials on engineering design, Research in Engineering Design (2000) 12, 39-47.
• 2. Harsanyi G.: Polymer films in sensor applications. Technology Materials Devices. Technomic Publishing Company Book, 1995.
• 3. Lockwood F.E., Dalley R.: Lubricant analysis, in: Friction, Lubrication and wear Technology, ASM Handbook, vol. 18, ASM, Metals Park, OH, 1992.
• 4. Seifert W.W., Westcott V.C.: A method for studying of wear particles in lubricating oil. Wear, vol. 21 (1972), 27-42.
• 5. Yamaguchi T., Iwai Y., Inagaki S., Ueda M.: A method for detecting bearing wear in a drain pump utilizing an eddy-current displacement sensor, Measurement 33 (2003), 205-211.
• 6. Sun J., Wood R.J.K., Wang L., Care I., Powrie H.E.G.: Wear monitoring of bearing steel using electrostatic and acoustic emission techniques, Wear 259 (2005), 1482-1489.
• 7. Glavatskih S.B.: A method of temperature monitoring in fluid film bearings, Tribology International 37 (2004), 143-148.
• 8. Kennedy F.E., Frusescu D., Li J.: Thin film thermocouple arrays for sliding surface temperature measurement. Wear, vol. 207 (1997), 46-54.
• 9. Ruff A.W., Kreider K.G.: Deposited thin-film wear sensors: materials and design. Wear, vol. 203-204 (1997), 187-195.
• 10. Kaczyński R., Nachimowicz J.: Rezystancja kontaktu pary trącej w procesach przejściowych przy tarciu ślizgowym. Tribologia 3 (1994), 263-269.
• 11. Czichos H., Klaffke D., Santner E., Woydt M.: Advances in tribology: the materials point of view. Wear 190 (1995), 155-161.
• 12. Rakowski W.A., Zimowski S.: Polyesterimide composites as a sensor material for sliding bearings, Composites Part B 37 (2006), 81-88.
• 13. Rakowski W.A., Rabiasz S., Małyjurek P.: Badania łożysk miniaturowych z warstwą sensorową, Tribologia 36, nr 5 (2005), 55-66.
• 14. Zimowski S.: Kompozyt ślizgowy do diagnostyki termicznej węzłów tarcia. Rozprawa doktorska, AGH, Kraków 2002.
• 15. Kot M., Rakowski W.: Journal of Thermal Stress Model for Piezoresistant Sliding Composites. Journal of Thermal Stresses, vol. 28/1 2005, s. 17-28.