Determination of mechanisms of wear for rolling-sliding contact in selected operational conditions by means of surface topography and MES studies

• Autorzy: Bąkowski H. , Łazarz B.

Warianty tytułu

PL

Określenie mechanizmów zużywania skojarzenia toczno-ślizgowego w wybranych warunkach eksploatacji za pomocą badań topografii powierzchni oraz MES

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the influence of selected operating factors, i.e. load, slip, and wear rate, and surface conditions. The wear mechanism between the cooperating rolling surfaces in the rolling/sliding combination varies due to the interaction of the complex stresses / deformations caused by the variable operating conditions. Surface roughness studies have allowed determining the stereological parameters that are specific to the set type of wear. In addition, simulation studies using the Finite Element Method in a roll-to-roll system have been used to determine the value and depth of maximum stresses and deformations occurring in the surface layer due to the interaction of two co-operating bodies. Geometric models have the same properties and disadvantages as the surface layer in a real object. Reflecting the operating conditions and defining the wear mechanisms in the proposed research allowed us to determine the state of the surface layer and predict its durability.

PL

W pracy przedstawiono wpływ wybranych czynników eksploatacyjnych, tj. obciążenia, poślizgu i prędkości na zużycie i stan warstwy wierzchniej. Mechanizm zużywania pomiędzy współpracującymi powierzchniami tocznymi w skojarzeniu toczno-ślizgowym zmienia się na skutek oddziaływania złożonego stanu naprężeń/ odkształceń wywołanego przez zmienne warunki eksploatacji. Przeprowadzone badania chropowatości powierzchni pozwoliły na określenie parametrów stereologicznych, które są charakterystyczne dla danego rodzaju zużycia. Dodatkowo przeprowadzone badania symulacyjne za pomocą metody elementów skończonych w układzie rolka-rolka pozwoliły na określenie wartości i głębokości zalegania maksymalnych naprężeń i odkształceń powstających w warstwie wierzchniej w wyniku oddziaływania wzajemnego dwóch ciał ze sobą współpracujących. Wykonane modele geometryczne miały takie same właściwości i wady, jakie ma warstwa wierzchnia w obiekcie rzeczywistym. Odzwierciedlenie warunków eksploatacji i określenie mechanizmów zużywania w zaproponowanych badaniach umożliwiło wyznaczenie stanu warstwy wierzchniej i prognozowanie jej trwałości.

Słowa kluczowe

EN

rolling-sliding contact; surface topography; FEM; mechanism of wear

PL

skojarzenie toczno-ślizgowe; topografia powierzchni; MES; mechanizm zużycia

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 3
• Strony: 5--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Bąkowski H.

• Silesian University of Technology, Faculty of Transport, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

autor

Łazarz B.

• Silesian University of Technology, Faculty of Transport, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• 1. Hannes D., Alfredsson B.: Surface initiated rolling contact fatigue based on the asperity point load mechanism A parameter study. Wear 294–295 (2012) 457–468.
• 2. Xuesong J., Xinbiao Xiao, Zefeng Wen, Jun Guo, Minhao Zhu: An investigation into the effect of train curving on wear and contact stresses of wheel and rail. Tribology International 42 (2009), 475–490.
• 3. Zakharov S., Zharov I.: Simulation of mutual wheel/rail wear. Wear 253 (2002), 100–106.
• 4. Bąkowski H., Posmyk A., Krawczyk J.: Tribological properties of rail steel in straight moderately loaded sections of railway tracks. Archives of Metallurgy and Materials vol. 56 issue 3, (2011), 813–822.
• 5. Grohmann H., Schnitzer T.: Head Checks und was daraus (noch) werden kann. Eisenbahningenieur 1/2003, 32–36.
• 6. Hiratsukaa K., Yoshida T.: The twin-ring tribometer characterizing sliding wear of metals excluding the effect of contact configurations. Wear 270 (2011), 742–750.
• 7. Clayton P., Jin N.: Unlubricated sliding and rolling/sliding wear behavior of continuously cooled, low/medium carbon bainitic steels. Wear 200 (1996), 74-82.

Uwagi

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