Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wear of Si or B doped amorphous carbon coatings

Druet K., Łubiński J., Neyman A.

Tribologia

|

2016

|

nr 4

55--67

EN

The paper describes a complex wear research on DLC (amorphous carbon) doped with boron (B) and silicone (Si). The tests were carried out in two different sliding systems: flat–on–flat (ring contact, unidirectional sliding) and ball–on–flat (reciprocating sliding). Water and medical saline solutions were used as lubricants. A comparative analysis of the results revealed differences in the initiation and progress of wear and the endurance with regard to coating’s composition, lubricant and contact geometry. The results obtained from the tests show the influence of the additive element on the wear resistance and the high dependency of coatings’ performance in the type of contact and of the lubricant used. In all cases analysed, the use of medical saline solution resulted in accelerated wear or an increased result scatter in comparison to pure water lubrication.

PL

W artykule przedstawiono wyniki kompleksowych badań zużycia powłok DLC domieszkowanych borem (B) oraz krzemem (Si). Zadanie zrealizowano w dwóch konfiguracjach styku ślizgowego: płaszczyzna – płaszczyzna (styk o kształcie pierścieniowym, ruch jednokierunkowy) i kula – płaszczyzna (ruch prostoliniowy, zwrotny). Jako smary wykorzystano wodę destylowaną i sól fizjologiczną. Analiza porównawcza wyników wykazała różnice w przebiegu inicjacji zużycia oraz w trwałości powłok w zależności od składu chemicznego powłoki, substancji smarowej i geometrii styku. Wyniki wskazują na wpływ wszystkich uwzględnionych czynników na zużycie. We wszystkich przypadkach zastosowanie soli fizjologicznej jako smaru skutkowało przyspieszonym zużyciem.

2

Fretting Wear of Materials – Methodological Aspects of Research

Kulesza E., Dąbrowski J. R., Sidun J., Neyman A., Mizera J.

Acta Mechanica et Automatica

|

2012

|

Vol. 6, no. 3

58-61

EN

In this article, methodical aspects of studies on material fretting wear have been presented. The results of studies conducted on a “pin on disc” type device made at the Department of Materials and Biomedical Engineering of the Bialystok University of Technology confirmed the decisive influence of the amplitude of oscillations and the load value on the course and nature of the process. At a constant value of load, the course of resistance to motion was dependent on the amplitude. Increasing the amplitude of oscillations caused a change in friction conditions: from static friction (elastic deformation of formed adhesive connections, without dislocation of cooperating elements) to kinetic friction (breaking of adhesive bridges and displacement with sliding). The increase of the load value at a constant amplitude value caused a change in the course and nature of resistance to motion from sliding friction to friction at-rest.

3

Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn w latach 2005-2010

Łubieniewski M., Neyman A., Wasilczuk M.

Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna

|

2010

|

nr 5

197-201

4

A Multi RIG Screening Test for Thin Ceramic Coatings in Bio - Tribological Applications

Lubliński J., Druet K., Olszewski A., Neyman A., Sikora J.

Advances in Materials Science

|

2010

|

Vol. 10, nr 4(26)

69-80

EN

A method is presented for the comparative testing of wear resistance of ceramic coatings made from materials potentially feasible in tribo – medical applications, mainly orthopaedic implants made from ceramics coated metals for low cost, long life and low wear particle emission into the body. The method was devised as the main tool for use in research and is comprised of flat on flat and ball on flat surface (sliding) tests. Seven ceramic coatings were chosen as potentially feasible for the application area known to perform well in low viscosity fluid lubrication condition. The materials used in coatings were diamond like carbon (DLC), diamond like carbon with tungsten additive (DLC-W), titanium nitride (TiN), titanium carbide (TiC), silicon carbide (SiC), chromium nitride (CrN), carbon nitride (CNx). The coatings tested were deposited in vacuum to a stainless steel substrate with the use of several methods, each suited to the coating material; The methods were the following: cathode arc evaporation (ARC), magnetron sputtering (MAG), plasma assisted chemical vapour deposition (PACVD), impulse reactive magnetron sputtering (IRMS) and a combined method ARC-MAG-RF-PACVD (radio frequency assisted – RF); A multiple role PT-3 tribometer was used for flat on flat surface tests (ring shaped surface) and a reciprocating linear motion TPZ-1 tribometer for ball on flat surface tests and a CSEM REVETESTŽ Scratch Tester to perform standard scratch test in air on coatings. A set of results was obtained illustrating the limiting load for each coating (the load inflicting rapid destruction of the coating) and the endurance under light loading conditions. As lubricating agents distilled water and saline water solution were used. Test results examples are presented and discussed as an illustration of the method’s usability for the target application area.

5

Ocena odporności powłok na bazie DLC na doraźne uszkodzenie w warunkach tarcia ślizgowego ze smarowaniem wodą i solą fizjologiczną

Łubiński J.I., Neyman A., Sikora J.

Tribologia

|

2009

|

nr 4

139-146

PL

W ramach programu badawczego właściwości tribologicznych cienkich powłok ceramicznych na bazie DLC (Diamond – Like – Carbon) wykorzystywanych w konforemnych skojarzeniach ślizgowych wykonano testy odporności na zużycie. Jako obszar docelowy wykorzystania badań w technice przyjęto łożyska ślizgowe smarowane wodą oraz zastosowania biomedyczne. Ze względu na te założenia wykorzystano jako podłoże stal nierdzewną ulepszaną cieplnie, a jako środki smarowe zastosowano wodę destylowaną oraz sól fizjologiczną do wlewów dożylnych. Do badań wykorzystano dwie odmiany powłoki – niemodyfikowane DLC oraz DLC modyfikowane domieszką wolframu. W trakcie opisywanych badań wykonano serię testów w celu wyznaczenia granicznych warunków wymuszenia, zdefiniowanego jako średnie naciski powierzchniowe oraz prędkość ślizgania, po przekroczeniu których następuje gwałtowne zniszczenie powłoki. Na podstawie wyników pomiarów opracowano aproksymowane charakterystyki granicznych wymuszeń w układzie p – v oraz pokrewnych dla badanych materiałów, smarów i zakresu parametrów wymuszenia.

EN

As a result of research on the evaluation of tribological properties of ultra thin DLC based ceramic coatings in flat sliding contacts lubricated with distilled water or saline a series of instantaneuos damage resistance tests was carried out. The research was targeted at water lubricated bearings and bio – medical applications, thus DLC coatings were deposited on annealed stainless steel substrate. Two types of coatings were used: hydrogenated unmodified DLC and tungsten modified DLC (DLC – W). In the paper results are presented of tests carried out to determine the p – v input parameters envelope for both coatings and both lubricants dividing mild wear of coatings from instantaneous damage leading to intense delamination of the coating. Results are given in the form of approximated boundary condition curves.

6

Wodór w warstwach wierzchnich smarowanych węzłów ślizgowych.

Neyman A., Samatowicz D.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2007

|

Vol. 42, nr 1

21-33

PL

Węglowodory znajdujące się na powierzchni metali będących dobrymi katalizatorami (żelazo, nikiel, srebro, platyna, pallad) ulegają dysocjacyjnej chemisorpcji, skutkiem czego uwolniony wodór może dyfundować w głąb ich warstw wierzchnich powodując charakterystyczne zmiany ich właściwości. Badano wpływ czasu oddziaływania warstwy oleju smarowego na ilość wodoru dyfundującego do warstwy wierzchniej stalowych próbek. Ze wzrostem czasu kontaktu oleju z powierzchnią próbek rosła zawartość wodoru. Podczas reakcji w warstwie stykającej się z powierzchnią metalu zachodzą zmiany w strukturze węglowodorów, które są obserwowalne przy zastosowaniu bardzo czułej detekcji określającej skład oleju. Badania w podczerwieni widm olejów i smarów mineralnych, po kontakcie z powierzchnią stalowych opiłków wykazały istotne zmiany wywołane przez dysocjacyjną chemisorpcję węglowodorów.

EN

Hydrocarbons included in lubricants submitted dissociation chemisorptions as a result of catalytic action of some metals and oxides, which cause released hydrogen penetration into surface layers. Hydrogen locates near structure defects and surface dislocations and cause characteristic changes of surface layers properties which can be observed as changes in damping coefficient and shear modulus of covered with lubricant samples. An influence of lubricant time of contact with steel samples on hydrogen contents in the smaples was investigated. An increase of lubricant time of contact caused higher hydrogen contents. This influence of a lubricant on properties of surface layers is still insufficiently recognised. The method of investigation of damping coefficient and shear modulus of lubricated specimen can be a good supply of traditional tribological tests. The use of this method for tribological purposes was undetaken firstly in Technical University of Gdańsk in 1993. As the result of strains caused by external torque moment new process of hydrogen and dislocations action occurred which is responsible for damping coefficient increase and shear modulus changes. The changes of damping coefficient and shear modulus can have direct relation to tribological properties of surface layers.

7

Materiały ceramiczne w łożyskach ślizgowych

Neyman A.

Tribologia

|

2007

|

nr 1

81-92

PL

Ceramika maszynowa jest szeroko stosowana w węzłach tribologicznych. Można wymienić 5 zasadniczych obszarów jej stosowania. Łożyska smarowane wodą i cieczami na bazie wody, łożyska działające w wysokich temperaturach, łożyska smarowane cieczami agresywnymi chemicznie i zawierającymi ścierne zanieczyszczenia, łożyska w precyzyjnych urządzeniach, zapewniające dużą trwałość i małe opory ruchu oraz biołożyska. Ceramiczne łożyska poprzeczne i wzdłużne oraz elementy, uszczelnień produkowane są przez wiele wytwórni jako lite elementy, a także z powłokami nakładanymi w zróżnicowany sposób. Bardzo szybki rozwój obserwować można szczególnie w badaniach i stosowaniu cienkich powłok nakładanych metodami PVD i CVD. Zawansowane technologie inżynierii materiałowej stosowane dla połepszenia odporności na pękanie i kruchości ceramiki.

EN

Ceramics are widely used in tribological applications. There are five areas of the applications: water and water based fluids lubricated bearings, hot temperatures bearings, highly corrosive and abrasive fluids lubricated bearings, precise wear resistant sliding couples and biobearings. Journal and thrust bearings and sealing elements are manufactured in many factories as bulk elements or coatings. Rapid development is observed in coating technology achievement as well as in research works to improve tribological performances of ceramics. Some advanced techniques are used to improve fracture toughness, ductility and impact resistance of ceramics closing the gap between metals and ceramics. Intensive developments are observed in tribological properties of coatings deposited using CVD and PVD especially in composite ceramic coatings.

8

Łożyska ślizgowe smarowane wodą

Neyman A., Olszewski A., Wasilczuk M.

Tribologia

|

2005

|

nr 4

205-219

PL

Ochrona środowiska, wymagania technologiczne, higieniczne i zdrowotne wymuszają w wielu przypadkach stosowanie wody jako czynnika smarującego. Zasadnicze wady wody jako smaru to mała lepkość, niekorzystne cechy smarnościowe i względnie niska temperatura wrzenia. Łożyska ślizgowe smarowane wodą zarówno poprzeczne, jak i wzdłużne wykonywane są obecnie z kompozytów polimerowych, kompozytów gumowych, kompozytów metalowych i ceramiki. Coraz więcej wytwarza się łożysk ceramicznych, które w przyszłości mogą być dominującymi. Problem niekorzystnego rozkładu nacisków w klasycznej konstrukcji łożyska poprzecznego został rozwiązany przez A. i O. Olszewskich w opatentowanym przez nich tzw. "konforemnym" klockowym ceramicznym łożysku ślizgowym poprzecznym, w którym uzyskano kilkakrotnie większą obciążalność w porównaniu z konstrukcją klasyczną.

EN

In many cases a necessity of use of water-lubricated bearings is caused by environment, health, hygienic and technological reasons. The water as natural and common accessible part of environment is an advantageous lubricant. Main weaknesses of this lubricant are small viscosity, bad boundary lubrication properties, corrosive activity and low boiling temperature. Water - lubricated sliding bearings as well journal and thrust are nowadays made of polymer composites, rubber composites, metal composites and ceramics. The first successfully operated water - lubricated bearings were made of "Lignum vitae" (a special kind of wood) and used at the end of XIX century in ship driving shaft supporting. The first rubber bearings were used in mining water pumps at the 20 ties of XX century. The main maintenance problems connected with water lubricant features are very thin water film and necessity of high sliding velocity to attain fluid film lubrication. Many known bearing factories produce water-lubricated sliding bearings. Among them are Thordon, Waukesha, Duramax Marine, Orkot and Federal-Mogul. These are at first bearings with bushes or pads made of polymer or rubber composites and in increasing amount ceramics. In the future ceramics should be the best choice. Up to now in classically designed ceramic sliding journal bearings the big problem is disadvantageous pressure distribution in shaft - bush contact which unable high load ability of a bearing. This problem was solved by A. and O. Olszewski in patented design of so called conformed journal tilting pad sliding bearing which load ability is more than five times higher than that of classic design and the same diameter. Sliding layer in this bearing was made of thin ceramic cover.

9

Łożyska wzdłużne - współczesne problemy eksploatacyjne.

Dąbrowski L., Neyman A., Wasilczuk M.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2004

|

Vol. 39, nr 3

47-58

PL

Problemy eksploatacyjne występujące w ślizgowych łożyskach są proporcjonalne do wielkości łożysk. Związane są z nadmiernym odkształceniem segmentów, powodującym nieprawidłowy kształt szczeliny smarowej, z nierównomiernym rozkładem obciążenia na poszczególne klocki, z niewystarczającą odpornością stopu łożyskowego na podwyższoną temperaturę oraz z niewystarczającą obciążalnością podczas rozruchu i wybiegu. Najważniejszą przyczyną nieprawidłowego kształtu szczeliny smarowej jest termiczne odkształcenie klocków (wypukłość termiczna). Dla jej ograniczania stosuje się różne sposoby konstrukcyjne i eksploatacyjne. Podstawowym problemem eksploatacyjnym jest także brak skutecznego systemu diagnostycznego oceny aktualnego stanu łożysk umożliwiającego przedawaryjne wyłączenie maszyny albo interwencyjne oddziaływania (załączanie hydrostatycznego smarowania, wzrost wydajności chłodzenia, zmiana mocy czynnej hydrogeneratora).

EN

Maintenance problems in sliding thrust bearings are proportional to the scale of objects. The biggest are in hydro generators. The results of these problems are too low capacity and too low durability of the bearings. Diagnostic symptom is a temperature increase. The main causes of the problems are: excessive deformation of bearing segments resulting in faulty shape of bearing clearance unequal distribution of the load on tilting pads, insufficient resistance of bearing alloy to high temperature and insufficient bearing capacity under starting and stopping. The main reason of excessive pads deformation is thermal convexity caused by heat flux coming through pad. There are several measures undertaken to decrease the convexity namely isolating layers and water cooling. Often used and efficient is compensation of the convexity by elastic strain of the pads supported on rings or several metal or also polymer springs. An optimal bearing oil clearance shape is adequate only for given set of working parameters. Change of the parameters cause deviation from the optimum which is the reason of difficulty in keeping proper maintenance conditions of the unit. Alas up to now there are not available diagnostic systems allowing precise and reliable registering and controlling of bearing working parameters. Such a diagnostic system is under development in our department.

10

Materiały ceramiczne w węzłach ciernych protez stawów biodrowych i kolanowych

Neyman A.

Tribologia

|

2004

|

nr 3

283-292

PL

Prace zmierzające do zwiększenia trwałości protez stawów biodrowych i kolanowych prowadzone są w trzech kierunkach: optymalizacji konstrukcji ich elementów, optymalizacji sposobu mocowania protez w kościach kończyn oraz doboru najlepszych skojarzeń materiałowych. Cztery typy skojarzeń są obecnie uważane za najlepsze: panewka z wysokocząsteczkowego polietylenu z główką ze stali nierdzewnej, stopu tytanu lub tlenku aluminium oraz zarówno panewka jak główka stawu z tlenku aluminium. W wielu ośrodkach prowadzone są obecnie badania nad zastosowaniem powłok ceramicznych w protezach. Najbardziej obiecujące wyniki uzyskiwane są w przypadku DLC i CNx.

EN

To day used hip and knee prostheses are not sufficiently durable. Efforts to increase durability of the prostheses are undertaken in three areas: optimization of prostheses construction, optimization of prosthesis elements fixation to bones, looking for the best choice of materials for prostheses elements. Investigations to choose the best materials available are being performed from 1890. Four types of articulated materials are considered to day as the optimal choice: ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) cup with stainless steel head, UHMWPE cup with titanium alloy head, UHMWPE cup with aluminum oxide head or aluminum oxide cup with aluminum oxide head. All ceramic friction elements of prostheses are of much higher costs due to expensive machining of ceramic elements. Big advantage of "all ceramic" prostheses is much lower amount of wear particles. The presence of wear particles is serious problem in prostheses with polyethylene cup as loosening of prostheses elements joints is caused by the tissue response to polyethylene wear particles. Many investigations are performed in plain tribometers and prostheses simulators to develop bulk ceramics for prostheses elements and to look for possibility to use ceramic coatings in prostheses elements. Among many investigated materials modified aluminum oxide, silicon carbide and two coatings DLC and CNx are now considered as he most promising.

11

Węzły cierne stabilizatora pola operacyjnego serca

Neyman A., Romanowski P., Dąbkowski L.

Tribologia

|

2003

|

nr 5

147-158

PL

W wyniku współpracy pomiędzy Katedrą Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Gdańskiej i Instytutem Kardiologii Akademii Medycznej w Gdańsku skonstruowano pierwszy w Polsce i w Europie stabilizator pola operacyjnego na pracującym sercu, urządzenie niezbędne do prowadzenia operacji kardiochirurgicznych bez włączania krążenia pozaustrojowego. Urządzenie to poprzez chwytak z parą przyssawek unosi serce i unieruchamia powierzchnię pomiędzy przyssawkami ograniczając przemieszczenia wynikające z pulsacji serca do wartości poniżej 1 mm. Wykonany w Gdańsku stabilizator potwierdził pełną przydatność jako urządzenie umożliwiające przeprowadzanie operacji „pomostowania" naczyń wieńcowych na pracującym sercu. Przeprowadzono badania doświadczalne oporów ruchu w węzłach ciernych stabilizatora oraz numeryczną analizę sztywności jego struktury. Oszacowane na podstawie wyników badań wartości współczynnika tarcia w przegubach stabilizatora zawierały się w granicach 0,17 do 0,42. Badania wykazały wystarczającą sztywność i pewność działania stabilizatora.

EN

The first Polish and European stabilizer of surgical area on working heart was designed in Gdańsk University of Technology in cooperation with Medical Academy in Gdańsk. The stabilizer is necessary for operation without putting on extrasomatic circulation. American stabilizer (Medtronic Octopus Tissue Stabilization Unit) stabilizes operation area by pressing a heart what is not advantageous from medical point of view. Polish stabiliser is keeping a heart rising it up by means of suckers connected to vacuum pump what is much better. The cost of use of Polish stabilizer is about thirty times less than American. Stand research and numerical calculation proved sufficient stiffness of stabilizer structure and enough big friction moments in its joints. Stand testing of friction torque in stabilizer joints showed that friction torque depends significantly on accuracy of its shape. Calculated friction coefficient was the smallest and most repeatable in joints of the best shape accuracy. Clinical tests of the stabilizer confirmed its full usability for surgical operation on working heart.

12

Złożone oddziaływanie smarów na własności warstw wierzchnich stalowych par ciernych

Neyman A.

Tribologia

|

2002

|

nr 5

1527-1539

PL

Węglowodory zawarte w smarach w sposób specyficzny działają na elementy par ciernych wykonane z metali i ich tlenków będących katalizatorami. Znanymi katalizatorami są żelazo, nikiel, platyna, pallad. W smarowanych stalowych parach ciernych pod wpływem działania stali zachodzi katalityczna, chemisorbcyjna dysocjacja węglowodorów zawartych w smarżę. Zasadniczym skutkiem dysocjacji jest dyfuzja uwalnianego wodoru w głąb warstwy wierzchniej. Wodór oddziałując z dyslokacjami powoduje istotne zmiany własności fizycznych smarowanych elementów stalowych. Przeprowadzone badania wykazują zmiany własności sprężystych i tłumiących smarowanych próbek, jak też zmiany w strukturze węglowodorów zawartych w smarze. Zmiany własności sprężystych i tłumiących zachodzące w warstwach wierzchnich stalowych smarowanych elementów mają wpływ na właściwości tribologicznc stalowych węzłów ciernych. Przeprowadzono porównania zmian własności tłumiących z wynikami trzech testów tribologicznych przy smarowaniu 12 środkami smarowymi. Ocena korelacji wyników badań dostarcza ciekawych informacji poznawczych.

EN

Hydrocarbons in lubricants affect on subsurface layers of friction couples made of catalytic metals specifically. Iron, nickel, platinum and palladium are known catalysers. Catalytic chemisorptions dissociation of hydrocarbons take place in lubricated steel friction couples. One of the main effects of this dissociation is diffusion of released hydrogen atoms into subsurface layer and their localization near dislocations. The hydrogen atoms acting with dislocations cause significant changes in physical properties of lubricated elements subsurface layers. Investigation of lubricated specimens performed on stand based on torsional pendulum has revealed characteristic changes of damping and elastic properties of tested specimens. As well spectroscopic investigation reveal changes in hydrocarbons structure caused by contact with steel specimens. The changes of damping and elastic properties of lubricated steel specimens have influence on their tribological properties. A comparison among the results of damping properties changes and the results of three tribological tests under lubrication of steel specimens with 12 lubricants was performed. A correlation analysis of investigation results has given interesting cognitive information.

13

Uwarunkowania frettingu jako procesu destrukcji warstwy wierzchniej

Neyman A.

Tribologia

|

2002

|

nr 3

965-974

PL

Uwarunkowania frettingu jako procesu destrukcji warstw wierzchnich związane są głównie z geometrycznymi warunkami styku, rodzajem i kierunkiem względnego ruchu elementów będących w styku, wartością obciążenia, wartością amplitudy poślizgów na powierzchni styku i wpływem otoczenia (tlen, smary, wilgoć). Rodzaj i kierunek względnego ruchu stykających się elementów decyduje o podziale frettingu na 4 zasadnicze rodzaje: fretting przy ruchu stycznym (tangential fretting), fretting przy ruchu normalnym (radial fretting), fretting przy ruchu obrotowym (rotational fretting) oraz fretting przy ruchu skrętnym (torsional fretting). W zależności od wartości amplitudy i wartości obciążenia rozróżnia się trzy zakresy frettingu: styk z poślizgami na części obszaru (partial slip regime), styk z poślizgami na całym obszarze (gross slip regime), zakres przejściowy (mixed slip regime). Analizę uwarunkowań frettingu uwzględniającą współczesne poglądy przedstawiono w referacie.

EN

Conditions of the fretting as surface degradation process are connected with geometrical contact conditions, kind and direction of relative movement of contacting elements, load value, sliding amplitude value and influence of surrounding atmosphere (oxygen, lubricant, moisture). Kind and direction of relative movement decide on division of fretting on four types: tangential fretting, radial fretting, rotational fretting, torsional fretting. Three fretting regimes are classified depending on load and amplitude of sliding: partial slip regime, gross slip regime and mixed slip regime. Fretting conditions analyse taking into account contemporary views is presented in the paper.

14

Ekologiczne aspekty smarowania

Neyman A.

Tribologia

|

2002

|

nr 2

489-504

PL

Stosowane obecnie środki smarowe produkowane są przede wszystkim na bazie olejów mineralnych. Zarówno oleje mineralne, jak i niezbędne do nich dodatki są szkodliwe dla środowiska naturalnego. W olejach mineralnych najbardziej szkodliwe są wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne. W dodatkach szkodliwe są głównie metale ciężkie. Wymuszane przepisami prawa i rosnącą świadomością ekologiczną społeczeństw ograniczanie szkodliwego działania smarów na środowisko realizowane jest poprzez dwa rodzaje działań. Pierwszy to wprowadzanie środków smarowych mniej szkodliwych i łatwiej ulegających degradacji biologicznej. Drugi to eliminowanie potrzeby stosowania smarów lub ograniczenie ich ilości i możliwości przedostawania się do otaczającego środowiska. W obydwu rodzajach działań notuje się wyraźny postęp.

EN

Care about environment is one of the most important assignments of states, societies and international organisation, to limit its progressive degradation. Indispensable technical, law, political and social measures should be undertaken to protect friendly conditions of life for future generations. Although lubricants do not belong to factors creating largest threat for environment, they have essential and perceptible impact onto it. Actual total worldwide lubricant consumption is about 50.000.000 t per year. It is assumed that about 13% of used lubricants in Europe and 32 % in USA come back to environment in less or more changed form, dirtying it. It is enough large quantity to take prompt action against its spoiling effect. Up to now decided majority of produced lubricants are based on mineral oils. Both mineral base oils as well as additives are harmful for natural environment. In the base oils most harmful are aromatic hydrocarbons (toluene, benzene, xylene). In used oils that in most cases come beck to environment it is decidedly more aromatic hydrocarbons than in fresh oils. There are many different measures undertaken to protect natural environment against harmful lubricants: - applying biodegradable lubricants (vegetable and synthetic), - enlarging biodegradation and limiting of mineral oils toxicity, due to suitable technological endeavours, - applying of mixed lubricants (mineral, vegetable and synthetic) - applying of water as lubricant, - eliminating of open lubricating systems, - applying of self lubricating materials and materials not needed lubricating, - eliminating or limiting of lubrication. - Fast progress in development of environmentally harmless lubricants is achieved at present. - Modern synthetic lubrication oils are biodegradable entirely. Comparatively high costs limit wider introducing them to lubrication systems. In some devices biodegradable lubricants are required to be applied. They are this among others: - outboard two stroke engines, - devices to agricultural and forest works, - machinery in building and bridge construction, - snow mobiles and ski run maintenance equipment, - water turbines. More wide application of modern biodegradable lubricants is only a matter of time.

15

Wpływ cech konstrukcyjnych stanowiska badawczego na proces tarcia ślizgowego

Łubiński J. I., Druet K., Neyman A.

Prace Naukowe Instytutu Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2002

|

Vol. 87, nr 27

208-213

PL

Zaprezentowano wyniki badań będących bezpośrednią kontynuacją wcześniejszych prac z zakresu badania drgań wywołanych tarciem. Badano konforemne płaskie skojarzenie pierścieniowe, z monolitycznego AI2O3 smarowanego olejem parafinowym. Badania wykonano na Tribometrze PT-3 wyposażonym w komputerowy system sterująco - pomiarowy umożliwiający wielokanałową, szerokopasmową rejestrację przyspieszeń, sił i przemieszczeń. Układ badawczy Tribometru zmodyfikowano, umożliwiając prowadzenie badań przy zmiennej bezwładności i sztywności podparcia. Zarejestrowano drgania cierne o dwóch stopniach swobody, w szerokim zakresie obciążeń i prędkości ślizgania. Dokonano analizy wpływu warunków badań z uwzględnieniem cech dynamicznych maszyny badawczej na obserwowane tarcie ślizgowe.

EN

Results from research on friction induced vibrations in a flat ceramic contact are presented. Flat annular - shaped Al2O3 ceramic specimens lubricated with paraffin oil were used. The research was carried out on PT-3/99 Tribometer equipped with a wide - band vibration data acquisition system with signal feeds for accelerations, forces and translations. The test rig was equipped with a modified test set - up with variable inertia and stiffness characteristics. Friction induced vibration with two degrees of freedom was observed over a wide range of sliding velocity and load. The influence of inertia and stiffness of the test set - up on the course of sliding friction and friction induced vibration was analysed.

16

Comparative investigation of lubricant properties in friction and wear tests

Neyman A.

Journal of KONES

|

2002

|

Vol. 9, No. 1-2

204-210

EN

A comparative investigation of seizure load in tribometer PT3 (flat specimen contact), welding load in four – ball apparatus and fretting wear in the stand FRET3 were performed. Six oils and six greases composed of two base oils and three additives were tested. Samples tested in the stands PT3 and FRET3 were made of mild steel 35. The results of seizure load, welding load and wear were compared. Statistically significant correlation between the fretting wear results and seizure results in PT3 was stated. There was no correlation between the wear results and the four-ball results.

17

Tribologiczna ocena smarów na podstawie badań własności tłumiących smarowanych próbek

Neyman A.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2001

|

z. 69

323-330

PL

Warstewka smaru naniesiona na próbkę z metalu posiadającego właściwości katalityczne (żelazo, nikiel, pallad, platyna) powoduje istotne zmiany w strukturze jego warstwy wierzchniej. Zmiany te można rejestrować badając własności tłumiące posmarowanej próbki. Podstawową przyczyną obserwowanych zmian jest dysocjacyjna chemisorpcja węglowodorów, zawartych w smarze, podczas której zrywane są wiązania C-H. Uwolniony wodór dyfunduje w głąb WW zajmując pozycje w pobliżu defektów i dyslokacji powierzchniowych. Zmiany własności sprężystych i tłumiących próbki pokrytej smarem można wykorzystać w triobologicznej ocenie smaru.

EN

A layer of lubricant put on metal specimen having catalytic properties (Iron, Nickel, Platinum and Palladium) causes significant changes in its surface layers structure. These changes can be observed in damping properties of lubricated specimen research. The main reason of observed changes is dissociation chemisorption of hydrocarbons in lubricant which causes released hydrogen penetration into surface layers. Hydrogen locates near structure defects and surface dislocations. The changes of damping and elastic properties of lubricated specimen can be used in tribological evaluation of lubricants.

18

Badania oddziaływania smaru na właściwości warstwy wierzchniej elementów stalowych.

Neyman A., Samatowicz D.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2001

|

Vol. 36, nr 1

9-20

PL

Wpływ smaru na właściwości warstwy wierzchniej jest złożony i niewystarczająco poznany. Dobrym uzupełnieniem tradycyjnych testów tribologicznych, w badaniach tego wpływu, może być metoda wyznaczania zmian współczynnika tłumienia i modułu sprężystości poprzecznej smarowanej próbki. Próbę wykorzystania tego rodzaju badań do celów tribologicznych podjęto po raz pierwszy w Politechnice Gdańskiej w roku 1993. Węglowodory zawarte w smarze, wskutek katalitycznego działania niektórych metali i tlenków, ulegają dysocjacyjnej chemisorpcji, co powoduje wnikanie uwolnionego wodoru w głąb warstwy wierzchniej. Wodór zajmuje miejsce w pobliżu defektów struktury i dyslokacji powierzchniowych. Pod wpływem naprężeń wywołanych zewnętrznym momentem skręcającym w badanej próbce powstaje nowy proces oddziaływania wodoru z dyslokacjami, który jest odpowiedzialny za wzrost współczynnika tłumienia i modułu sprężystości poprzecznej. Zarówno zmiany współczynnika tłumienia, jak i modułu sprężystości poprzecznej mają bezpośrednie odniesienie do właściwości tribologicznych warstwy wierzchniej.

EN

An influence of a lubricant on properties of surface layers is insufficiently recognised. The method of investigation of damping coefficient and shear modulus of lubricated specimen can be a good supply of traditional tribological tests. The use of this method for tribological purposes was undertaken firstly in Technical University of Gdańsk in 1993. Hydrocarbons in lubricants submitted dissociation chemisorption as a result of catalytic action of some metals and oxides, which cause released hydrogen penetration into surface layers. Hydrogen locates near structure defects and surface dislocations. As the result of strains caused by external torque moment new process of hydrogen and dislocations action occurred which is responsible for damping coefficient increase and shear modulus changes. The changes of damping coefficient and shear modulus have direct relation to tribological properties of surface layers.

19

Ocena tribologicznych właściwości smarów w stalowych skojarzeniach ślizgowych

Neyman A, Karaszewski W.

Problemy Eksploatacji

|

2001

|

nr 4

263-272

PL

Do badań porównawczych przygotowano 12 smarów (6 olejów i 6 smarów plastycznych) używając 2 olejów bazowych oraz MoS2, grafitu i Lubrizolu 1095 jako dodatków. Badania prowadzono na tribometrze PT3 rejestrując przebieg współczynnika tarcia, wartości obciążenia zatarcia, wartości współczynnika tarcia, wartości chropowatości powierzchni po badaniach i występowanie drgań tarciowych. Testy przeprowadzano przy liniowo narastającym obciążeniu, dla płaskiego styku próbek ze stali 35. Porównano rejestrowane parametry, oceniając ich przydatność w różnicowaniu właściwości środków smarowych.

EN

Six lubricating oils and six greases composed of two base oils (mineral and sintetic) and three additives were tested under constant rotating speed and lineary increased load. Tests were performed in tribometer PT3 using mild steel specimens of flat contact. Values of friction coefficient, its run verus load, surface roughness parameters and friction induces vibrations were recorded. All recorded parameters were compared.

20

Korozja we frettingu

Neyman A.

Tribologia

|

2000

|

nr 3

509-518

PL

W większości przypadków wystepowania frettingu rola korozji jest znacząca, w wielu jednak przypadkach inne zjawiska decydują o przebiegu uszkadzania i zużywania WW. W niektórych przypadkach korozja może w ogóle nie występować w procesie fretingu np. przy braku tlenu lub kiedy węzeł styku tworzą materiały odporne na korozję.

EN

Fretting is a complex process of surface layer destruction. Its mechanism depends on kind of material of fretted couple, environment, force and movement conditions. Corrosion is of big importance for fretting process especially in dry conditions but is still only one of the process components. There are many fretting conditions in which corrosion is negligible. Identification of the fretting as a corrosion which is often spotted is therefore a mistake. The role and importance of the corrosion in fretting processs is shortly described. The wear results of mild steel couples lubricated with mineral and synthetic greases containing EP additives are presented. EP additive in both mineral and synthetic grease in concentration more than 2% caused increased fretting wear. Addition of anticorrosion component (lithium sulfonate), molybdenum disulphide or graphite in concentration at least 2% eliminated disadvantageous EP effect.