Zagadnienie wpływu zużycia na pole temperatury pary tarciowej

• Autorzy: Kochanek H. , Sadowski J.

Warianty tytułu

EN

The issue of the influence of wear on the temperature field of a friction couple

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Próby określenia pola temperatury w elementach pary tarciowej były podejmowane w licznych pracach eksperymentalnych i teoretycznych. Bezpośrednie badania temperatury uwzględniają realne warunki cieplne, informując jedynie wycinkowo o polu tej temperatury. Z kolei znane modele nagrzewania tarciowego ciał stałych opierają się na założeniu o równości pracy i ciepła tarcia. Oznacza to pomijanie w prowadzonych rozważaniach energii rozpraszanej również wskutek zużywania. W niniejszej pracy podjęto próbę uogólnienia modelu procesów cieplnych spowodowanych tarciem poprzez uwzględnienie straty energii na zużywanie. Aby uzyskać przejrzystą i jednoznaczną interpretację wyników rozważań, przedstawiono parę tarciową z liniowym rozkładem temperatury w jej elementach w postaci rur cienkościennych zetkniętych ze sobą czołowo. Opisano temperaturę styku tarciowego i rozkłady temperatury w poszczególnych rurach. Uwzględniono własności fizyczne materiałów, warunki wymiany ciepła z otoczeniem, czas tarcia, zużywanie i niektóre cechy geometryczne trących się elementów. W celu zilustrowania wpływu zużywania na pola temperatury przybliżono także model trących się rur cienkościennych, oparty na założeniu o równości między pracą i ciepłem tarcia. Następnie porównano ze sobą oba modele. Przykłady obliczeniowe wykonano, stosując programy komputerowe Delphi i Excel. Stwierdzono istotny wpływ zużywania na przebieg procesów cieplnych. Przejawia się to jako zmniejszenie temperatury styku tarciowego, której wartość nie może przekroczyć wartości temperatury błysku. Zamieszczone przykłady ilustrują także wpływ chłodzenia i własności fizycznych trących się materiałów na pola temperatury w parze tarciowej.

EN

Trials for the identification of the temperature field of friction couple elements have been made in numerous experimental and theoretical researches. The direct investigation of temperature taking into consideration the actual thermal condition give only partial information about that temperature field. On the other hand, well-known models of the frictional warming of solids are based on the equality assumption of friction work and heat. This means that, during consideration, the models' authors have ignored the energy dissipation that was caused by wear. This article presents the model generalisations of thermal processes caused by friction, which take into consideration the losses of energy due to wear. To obtain a clear and unambiguous interpretation of the results, a pair of friction elements that have linear temperature distribution was presented in the form of thin-walled pipes of face contact. The temperature of friction contact and the distribution of temperature in individual pipes are described. The authors took into account the following: physical properties of materials, conditions of heat exchange with the environment, the time of friction, wear, and some geometrical characteristics of rubbing parts. In order to illustrate the impact of wear on the temperature field, the model of rubbing thin-walled tubes, based on the assumption of the equality between work and the heat of friction was used. Then the presented models are compared. Computational examples are developed with the use of Delphi and Excel programs. The significant influence of wear on the course of thermal processes is presented. This is reflected as a reduction in frictional contact temperature, whose value can not exceed the flash temperature. The examples illustrate the impact of cooling and the physical properties of the frictional materials on the temperature field of the friction pair.

Słowa kluczowe

PL

pole temperatury; zużycie tarciowe; modele procesów cieplnych

EN

temperature field; friction wear; thermal processes model

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 1
• Strony: 73--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kochanek H.

autor

Sadowski J.

• Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, ul. Malczewskiego 29, 26-600 Radom

Bibliografia

• 1. Wieleba W.: Analiza procesów tribologicznych zachodzących podczas współpracy kompozytów PTFE ze stalą. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2002.
• 2. Krawczyk R.: Analiza procesu nagrzewania metali podczas zgrzewania tarciowego. Praca doktorska, Politechnika Częstochowska, Częstochowa 1994.
• 3. Sadowski J.: Badania termowizyjne otoczenia obszaru kontaktu trących się ciał. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn 1986, nr 3-4.
• 4. Musialik J.: Zjawiska termomechaniczne determinujące właściwości warstwy wierzchniej stali nagniatanej elektromechanicznie. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2003.
• 5. Čičinadze A. V.: Rasčet i issledovanie wnešnego trenia pri tormoenii. Nauka, Moskva 1967.
• 6. Polzer G., Meißner F.: Grundlagen zu Reibung und Verschleiß. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie. Leipzig 1979.
• 7. Sadowski J.: Zagadnienie dyssypacji energii w procesie zużywania tribologicznego. Wyd. Politechniki Radomskiej, Radom 2008.
• 8. Sadowski J.: Temperatura styku powierzchni chropowatych podlegających zużyciu podczas tarcia. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn 1980, nr 2.
• 9. Sadowski J.: Wybrane problemy bilansowania energii i masy w procesie tarcia ciał stałych. Wyd. Politechniki Radomskiej, Radom 2010.
• 10. Sadowski J., Żurowski W.: Thermodynamische Aspekte über die Verschleißbe-ständigkeit von Metallen. Tribologie und Schmierungstechnik 1992, nr 2.
• 11. Białecki M.: Charakterystyki stali. Stale narzędziowe. Śląsk, Katowice 1976.
• 12. Praca zbiorowa: Charakterystyki stali. Śląsk, Katowice 1984, seria D, t. 1, cz. 2.
• 13. Maciąg M.: Sposób wyznaczania maksymalnego przyrostu temperatury w procesie tarcia metali. Tribologia 2009, nr 3.