Odporność na powierzchniowe zużycie zmęczeniowe kół zębatych pokrytych powłoką WC/C

• Autorzy: Michalczewski R. , Piekoszewski W. , Szczerek M. , Tuszyński W.

Warianty tytułu

EN

The rolling contact fatigue of WC/C coated gears

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was to investigate the resistance to rolling contact fatigue of WC/C coated gears. The test were done for low-friction WC/C (a-C:H:W) coating. The coating was deposited using the PVD process by reactive sputtering. The investigation of rolling contact fatigue was realised by means of a T-02U using the PT C/10/90 method. Four material combinations of gears were tested: wheel and pinion uncoated, wheel and pinion coated, wheel coated and pinion uncoated, and wheel uncoated and pinion coated. The test were performed for mineral gear oil of GL-5 API performance level (80W/90). The test results indicate that resistance to the pitting wear of gears with coated wheels do not depend only on the coating material but also on the selection of coated wheel. To increase the fatigue life of gears, the coating should be deposited on the gear for which the unit friction work of teeth is lower.

PL

Celem pracy było zbadanie odporności na powierzchniowe zużycie zmęczeniowe kół zębatych, pokrytych powłoką niskotarciową WC/C (a-C:H:W). Powłokę naniesiono na koła zębate metodą reaktywnego rozpylania w procesie PVD. Badania powierzchniowej trwałości zmęczeniowej wykonano na stanowisku T-12U metodą PT C/10/90. Przeprowadzono badania czterech wariantów skojarzeń materiałowych kół zębatych (koło duże/koło małe): koła bez powłoki, koła pokryte powłoką, dwa skojarzenia mieszane (jedno z kół pokryte powłoką). Badania wykonano dla mineralnego oleju przekładniowego klasy GL-5 według API (80W/90). Z przeprowadzonych badań wynika, że odporność na pitting przekładni zębatej, w której zastosowano powłokę, nie tylko zależy od rodzaju powłoki, ale również od tego, które z kół tworzących przekładnie jest pokryte. Badania wykazały, że aby zwiększyć odporność na pitting przekładni, powłokę należy nanieść na koło, dla którego praca tarcia zęba w jednostce czasu jest mniejsza.

Słowa kluczowe

EN

low-friction coating; pitting; gear testing rig

PL

powłoka niskotarciowa; pitting; stanowisko przekładniowe

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 4
• Strony: 191--202
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Michalczewski R.

autor

Piekoszewski W.

autor

Szczerek M.

autor

Tuszyński W.

• Instytut Technologii Eksploatacji - PIB, 26-600 Radom, ul. Pułaskiego 6/10

Bibliografia

• 1. Michalczewski R., Szczerek M., Tuszyński W., Wulczyński J.: Badanie zdolności do przenoszenia obciążeń testowej przekładni zębatej z uzębieniem pokrytym powłoką WC/C. Problemy Eksploatacji. 2004, nr 4, s. 247-254.
• 2. Michalczewski R., Tuszyński W., Szczerek M.: Zastosowanie powłok DLC do zwiększania odporności na zacieranie kół zębatych smarowanych olejem ekologicznym. Inżynieria Powierzchni. 2008, nr 3, s. 49-57.
• 3. Michalczewski R.: Badania tribologiczne elementów z powłokami przeciwzużyciowymi, tworzącymi smarowany styk skoncentrowany. Rozprawa doktorska. Politechnika Łódzka, Łódź 2002.
• 4. Piekoszewski W.: Wpływ powłok na zmęczenie powierzchniowe smarowanych stalowych węzłów tarcia. Wyd. ITeE - PIB, Radom 2011.
• 5. Michalczewski R., Szczerek M., Tuszyński W., Wulczyński J.: Metoda doboru cienkich, twardych powłok przeciwzużyciowych dla zwiększenia trwałości wysokoobciążonych kół zębatych. Cz. II. Wyniki testów przekładniowych. Tribologia. 2007, nr 6, s. 133-149.
• 6. Michalczewski R.: Wpływ konfiguracji materiałowej na odporność na zacieranie smarowanych skojarzeń z elementami pokrytymi powłoką niskotarciową. Tribologia. 2009, nr 2, s. 93-106.
• 7. Marcolino N. J.: Low friction and wear resistant coatings microstructure and mechanical properties. Rozprawa doktorska. Groningen University Press. Groningen (Finlandia) 2001.
• 8. Kalin M., Vižintin J.: The tribological performance of DLC-coated gears lubricated with biodegradable oil in various pinion/gear material combinations. Wear. 2005, t. 259, s. 1270-1280.
• 9. Mercer C., Evans A. G., Yao N., Allameh S., Cooper C. V.: Material removal on lubricated steel gears with W- DLC-coated surfaces. Surface and Coatings Technology. 2003, t. 173, s. 122-129.
• 10. Krantz T. L., Cooper C. V., Townsend D. P., Hansen B. D.: Increased Surface Fatigue Lives of Spur Gears by Application of a Coating. Raport NA-SA/TM-2003-212463. Springfield 2003.
• 11. Jiang J. C., Meng W. J., Evans A. G, Cooper C. V.: Structure and mechanics of W DLC coated spur gears. Surface and Coatings Technology. 2003, t. 176, s. 50-56.
• 12. Tuszyński W., Wulczyński J.: Nowe metody badania wpływu olejów smarowych na zacieranie, pitting i mikropitting kół zębatych. Tribologia. 2007, nr 3, s. 303-317
• 13. FVA Information Sheet. Influence of lubricant on the pitting capacity of casecarburized gear in load-spectra and single-stage-investigations. Nr. 2/IV, 1997.
• 14. Hoehn B.-R., Oster P., Schedl U.: Pitting load capacity test on the FZG gear test rig with load-spectra and one-stage investigations. Tribotest Journal. 1999, t. 5, s. 417-430.
• 15. Hoehn B.-R., Michaelis K.: Influence of oil temperature on gear failures. Tribology International. 2004, t. 37, s. 103-109.
• 16. Michaelis K., Hoehn B.-R., Oster P.: Influence of lubricant on gear failures - test methods and application to gearboxes in practice. Tribotest Journal. 2004, t. 11, s. 43-56.