Potential for Expanding the Range of Fluid Friction while Minimising Friction Resistances and Improving an Oil Film’s Load Bearing Capacity

• Autorzy: Krawczyk Krzysztof , Nowiński Emil , Wronka Grzegorz , Żurowski Wojciech , Edwardowna-Burłakowa Wiktoria

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.4762

Warianty tytułu

PL

Możliwości rozszerzenia zakresu tarcia płynnego z minimalizacją oporów tarcia i podniesieniem nośności filmu olejowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Traces of mechanical wear appear on co-working surfaces in the operation of precision fluid bearings. This should not be the case, since fluid friction and uninterrupted oil film should be present in a friction pair, which is a concept that this paper attempts to outline. The way friction forces, resistance, and oil film vary as unit pressure rises linearly is discussed. Three stages of the variations are distinguished. At the first stage, the oil film thickness and force of friction remain steady while the resistance declines. Stage two is temporary: Triboelectrical phenomena already escalate considerably and begin to decide effects of the friction process while a lubricant loses rheological properties of the Newtonian fluid. Hydrodynamic friction continues at the third stage, yet the triboelectrical effects are decided by stabilised triboelectrical phenomena. The third range can be identified as boundary friction where the layer separating surfaces is thicker than in the area of Newtonian rheology. This is very good in respect to wear, but higher-energy (not electrically neutral) particles cause increases in friction resistances. This range seems to exhibit a very high potential for being controlled with an adequate selection of oil based additions.

PL

W trakcie eksploatacji precyzyjnych łożysk ślizgowych na współpracujących powierzchniach pojawiają się ślady zużycia mechanicznego. Zjawisko takie nie powinno mieć miejsca, gdyż w węźle ciernym powinno występować tarcie płynne z nieprzerwanym filmem olejowym. W publikacji przedstawiono, w jaki sposób zmieniają się wartości siły tarcia, rezystancji oraz filmu olejowego wraz z liniowym wzrostem nacisku jednostkowego. Wyodrębniono trzy etapy zachodzących zmian. W pierwszym etapie zaobserwowano utrzymywanie się na zbliżonym poziomie grubości filmu olejowego i siły tarcia, przy jednoczesnym zmniejszaniu się wartości rezystancji. Etap II jest etapem przejściowym, w którym znacząco narastają już zjawiska triboelektryczne i one zaczynają decydować o efektach procesu tarcia, a środek smarowy traci właściwości reologiczne cieczy newtonowskiej. W etapie III nadal występuje tarcie hydrodynamiczne, ale o efektach tarcia decydują ustabilizowane zjawiska triboelektryczne. Wobec powyższego zakres trzeci możemy identyfikować jako tarcie graniczne, w którym warstewka rozdzielająca powierzchnie jest grubsza niż w obszarze reologii newtonowskiej. Jest to bardzo korzystne z punktu widzenia zużycia, ale cząsteczki o wyższej energii (nieobojętne elektrycznie) powodują zwiększenie oporów tarcia. Wydaje się, że ten zakres posiada bardzo duże potencjalne możliwości sterowania nim poprzez odpowiedni dobór dodatków do bazy olejowej.

Słowa kluczowe

EN

fluid friction; boundary layer; parameters of friction; triboelectric phenomena

PL

tarcie płynne; warstwa graniczna; warunki tarcia; zjawiska triboelektryczne

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 3
• Strony: 33--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., wykr.

Twórcy

autor

Krawczyk Krzysztof

• Kazimierz Pulaski University of Technology and Humanities in Radom, Malczewskiego 29 Street, 26-600 Radom, Poland

autor

Nowiński Emil

• Air Force Institute of Technology, Księcia Bolesława 6 Street, 01-494 Warsaw, Poland

autor

Wronka Grzegorz

• Kazimierz Pulaski University of Technology and Humanities in Radom, Malczewskiego 29 Street, 26-600 Radom, Poland

autor

Żurowski Wojciech

• Kazimierz Pulaski University of Technology and Humanities in Radom, Malczewskiego 29 Street, 26-600 Radom, Poland

autor

Edwardowna-Burłakowa Wiktoria

• Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia

Bibliografia

• 1. Fuller D.D.: Teoria i praktyka smarowania. PWT, Warszawa 1960.
• 2. Hebda M., Wachal A.: Trybologia. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1980.
• 3. Kiciński J.: Teoria i badania hydrodynamicznych poprzecznych łożysk ślizgowych. PAN, Wrocław 1994.
• 4. Krawczyk K., Grzywaczewski M., Marczak M.: Tribodiagnostyka tarcia ślizgowego ze smarowaniem. Modelowanie procesu tarcia. Trybologia, t. 3, 1994.
• 5. Krawczyk K., Wronka G., Nowiński E., Żurowski W.: Conditions of development of the boundary layer and some of its properties (in Tribology 2015, ed. P. de Vaal). SAIT. Pretoria, 2015. ISBN 978-0-620-60543-4, pp. 157–160.
• 6. Lang O.R., Steinhilper W.: Gleitlager. Springer. Berlin 1978.
• 7. Nowiński E.: Rozprawa doktorska: Identyfikacja warunków przechodzenia do intensywnych procesów triboelektrycznych w ślizgowym węźle tarcia. Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych. Warszawa 2011.
• 8. Żurowski W., Brzózka K., Górka B.: Analysis of surface layers and wear products by Mossbauer spectral analysis. Wear 297 (2013), pp. 958–965.
• 9. Kajdas C., Krawczyk K., Nita J.: Metod and device for testing lubricating properties of lubricating means, patent USA nr 4311036, 1981.
• 10. Kajdas C., Krawczyk K., Nita J.: Sposób i układ do pomiaru własności smarnych środków smarowych, patent polski nr p202886, 1980.
• 11. Kajdas C., Krawczyk K., Nita J.: Metode und Gerät für Berstimung für tribologichen Eigenschaften von Schmierstoffen, patent niemiecki nr G-7364644, 1981.
• 12. Krawczyk K., Nita J.: Model oceny własności tribologicznych substancji smarowych (rozprawa doktorska). Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, 1978.
• 13. Żurowski W., Krawczyk K., Wronka G., Nowiński E.: Method of determining fluid friction conditions (in Tribology 2015, ed. P. de Vaal). SAIT. Pretoria, 2015. ISBN 978-0-620-60543-4, pp. 163–170.
• 14. Żurowski W., Krawczyk K., Wronka G., Nowiński E.: Conditions of development of the boundary layer and some of its properties (in Tribology 2015, ed. P. de Vaal). SAIT. Pretoria, 2015. ISBN 978-0-620-60543-4, pp. 157–160.
• 15. Fiłatowa D., Grzywaczewski M., Krawczyk K.: Stochastic modeling of friction phenomenon in kinematic pairs. 14th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics 19–21 August 2009, Międzyzdroje, Poland.
• 16. Fiłatowa D., Grzywaczewski M., Krawczyk K.: How to control triboelectric phenomenon in kinematic pairs? 16th European Conference on Mathematics for Industry 26–30 July 2010, Wuppertal, Germany.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).