Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Regression Using Machine Learning and Neural Networks for Studying Tribological Properties of Wear-Resistant Layers

Malinowski Paweł, Kasińska Justyna

Tribologia

|

2022

|

nr 1

57--64

EN

Artificial intelligence is becoming commonplace in various research and industrial fields. In tribology, various statistical and predictive methods allow an analysis of numerical data in the form of tribological characteristics and surface structure geometry, to mention just two examples. With machine learning algorithms and neural network models, continuous values can be predicted (regression), and individual groups can be classified. In this article, we review the machine learning and neural networks application to the analysis of research results in a broad context. Additionally, a case study is presented for selected machine learning tools based on tribological tests of padding welds, from which the tribological characteristics (friction coefficient, linear wear) and wear indicators (maximum wear depth, wear area) were determined. The study results were used in exploratory data analysis to establish the correlation trends between selected parameters. They can also be the basis for regression analysis using machine learning algorithms and neural networks. The article presents a case study using these approaches in the tribological context and shows their ability to accurately and effectively predict selected tribological characteristics.

PL

Zastosowanie sztucznej inteligencji w różnych dziedzinach nauki i przemysłu jest coraz bardziej powszechne. Duża różnorodność metod statystycznych i predykcyjnych umożliwia użycie ich również w tribologii. Analiza danych liczbowych w postaci charakterystyk tribologicznych, struktury geometrycznej powierzchni oraz wielu innych wymaga zastosowania narzędzi informatycznych oraz statystycznych. Wykorzystanie algorytmów uczenia maszynowego i budowanie modelu sieci neuronowej umożliwi prognozowanie wartości ciągłych (regresja) oraz klasyfikowanie poszczególnych grup. W artykule autorzy dokonują przeglądu możliwości aplikacyjnych algorytmów uczenia maszynowego i sieci neuronowych do analizy wyników badań w szerokim kontekście. Dodatkowo zaprezentowano studium przypadku dla wybranych narzędzi uczenia maszynowego na podstawie przykładowych badań tribologicznych napoin, dla których przeprowadzono testy, w których wyznaczono charakterystyki tribologiczne (współczynnik tarcia, zużycie liniowe) oraz wskaźniki zużycia (maksymalna głębokość wytarcia, pole wytarcia). Wyniki badań były podstawą do przeprowadzenia analizy eksploracyjnej i posłużyły do wykazania korelacji pomiędzy wybranymi parametrami. Autorzy przekonują, że mogą one być podstawą do analizy regresji z wykorzystaniem algorytmów uczenia maszynowego i sieci neuronowych. W artykule zaprezentowano studium przypadku z wykorzystaniem tych podejść w kontekście tribologicznym oraz pokazano ich zdolność do dokładnego i skutecznego przewidywania wybranych charakterystyk tribologicznych.

2

A study on mechanical and wear behaviour of graphite filled sisal-glass-epoxy hybrid composites

Suresh Kumar Devendrappa, Sanjeevamurthy, Mallesh Goud, Pavankumar Ravikumar, Vasanth Kumar Hasthinapura Seena Naik

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 2

106--113

EN

In recent years, advancements in development of composite materials can be distinctively observed and taking ecological factors into account, researchers are currently working on the development of natural fibre composites for various applications. The current work concentrates on assessment of the mechanical and wear characteristics of sisal-glass (natural and synthetic) epoxy hybrid graphite filled composites. A comparative characteristic study was performed in the study between synthetic (glass) and natural (sisal) FRP composites and it was found that graphite filled FRP composites exhibit excellent tensile properties, flexural modulus enhanced by 35.2%, the hardness and impact strength were improved with the addition of graphite filler. Statistical analysis was conducted using the design of experiments with the help of ANOVA software. From the tribology tests, it was noticed that the COF and wear loss of the composites with the natural reinforcement are comparatively higher than that of the synthetic fibre. It is evident from ANOVA and regression analysis that the reinforcement has 57.99% influence on the wear rate. Due to increased environmental consequences, natural FRP composites are recommended to be used in as automotive brake friction material and aerospace body parts.

3

Tribological and surface morphological characteristics of titanium alloys: a review

Gupta Munish Kumar, Etri Hamza El, Korkmaz Mehmet Erdi, Ross Nimel Sworna, Krolczyk Grzegorz M., Gawlik Józef, Yaşar Nafiz, Pimenov Danil Yu.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 2

art. no. e72, 1--23

EN

Being easily fabricated, welded, biocompatible, having a high strength-to-weight ratio, withstanding comparatively high temperatures up to 800°C and low modulus of elasticity make grade titanium and its alloys an important choice for automotive, biomedical and aerospace industries. In contempt of the different pleasant assets of Ti-6Al-4V alloy, the operation of this alloy is restricted especially when it comes to tribological and surface morphological characteristics. Enhancing these properties is important, for this purpose, a diversity of attempts and studies have been conducted. This paper mounts a review of morphological and tribological behaviors of titanium alloys including Ti-6Al-4V against different materials counting with carbide tools and other types of materials under dry and lubricated sliding conditions. The surface morphological, wear, and other properties have been discussed in this review article.

4

The Effect of Surface Roughness and Material Hardness on the Tribological Performance of the Sliding Pair WC-42CrMo4 Under Starved Lubrication

Gałda Lidia, Smykla Jan

Tribologia

|

2019

|

nr 4

5--13

EN

Ceramic materials are more and more popular in industrial applications. Machine elements made of ceramic materials are characterized by long durability, especially those elements that work in hard operating conditions. In this paper, the results of tribological examinations of WC-42CrMo4 sliding pair are presented. Tribological tests were realized with the T-11 stand with the ball-on-disc sliding pair. For lubrication, the machine mineral oil L-AN 46 was used. The analysis showed that surface roughness significantly affected the tribological performance of tested sliding pairs. Steel samples were characterized with various hardnesses in the range of 22–42 HRC and this feature also effected on friction coefficient. Statistical analyses of the achieved results were made using the 3-level PS/DC 32 design. According to the statistical analysis, the quadratic functions describing the dependence for friction coefficient on surface roughness and material hardness were obtained. The most unfavourable surface roughness was after the grinding process, but the best was those after the lapping process which allows the smallest friction coefficient.

PL

Materiały ceramiczne znajdują coraz większe zastosowanie w urządzeniach przemysłowych. Elementy maszyn wykonane z materiałów ceramicznych charakteryzują się znaczną trwałością, szczególnie te elementy, które pracują w trudnych warunkach. W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych węzła ślizgowego w skojarzeniu materiałowym WC-42CrMo4. Badania tribologiczne zrealizowano w wykorzystaniem testera T-11 z węzłem ślizgowym typu kula–tarcza. Do smarowania węzła tarcia zastosowano olej maszynowy L-AN 46. W wyniku analizy wykazano, że chropowatość powierzchni w istotny sposób wpływa na charakterystyki tribologiczne badanych węzłów ślizgowych. Stalowe próbki charakteryzowały się zróżnicowaną twardością w zakresie 22–42 HRC, co również wpływało na opory ruchu. Plan statyczny zdeterminowany kompletny PS/DC 32 posłużył do analizy statystycznej wyników badań. Otrzymano funkcje kwadratowe obrazujące zależności współczynnika tarcia od chropowatości powierzchni i twardości materiału. Najmniej korzystne wyniki uzyskano przy zastosowaniu powierzchni szlifowanych, natomiast najmniejsze wartości współczynnika tarcia otrzymano przy badaniu powierzchni docieranych.

5

Charakterystyki tribologiczne kompozytów polimerowych stosowanych na regeneracyjne warstwy wierzchnie układów pozycjonowania narzędzi obrabiarek skrawających

Pawelec Z.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2017

|

T. 23, Nr 3 (177)

209--218

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości tribologicznych kompozytów metalopolimerowych przeznaczonych do regeneracji suportów obrabiarek skrawających. Osnową kompozytów była chemoutwardzalna żywica epoksydowa, podstawowym napełniaczem proszek żelaza Fe, napełniaczem włóknistym organiczne włókna poliaramidowe, a jako dodatki smarne zastosowano smary stałe o spójności anizotropowej: grafit i dwusiarczek molibdenu w układzie pojedynczym i binarnym. Dla skojarzeń tarciowych kompozyty polimerowe-stal przy różnych obciążeniach węzła tarcia zbadano współczynnik tarcia statycznego i kinetycznego oraz podatność węzłów tarcia na występowanie efektu stick-slip. Charakterystyki tribologiczne (odporność na zużycie) wyznaczono z wykorzystaniem testera w ruchu postępowo zwrotnym. Uzyskane wyniki porównano z klasycznym skojarzeniem materiałowym stal-stal. Ocenę mechanizmu zużywania badanych skojarzeń materiałowych przeprowadzono na podstawie obrazów uzyskanych na skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM) i pomiarów stereometrii powierzchni. Stwierdzono, że kompozyty polimerowe w skojarzeniu ze stalą charakteryzują się znacznie lepszymi właściwościami tribologicznymi niż skojarzenie stal-stal. Najkorzystniejsze charakterystyki tarciowo-zużyciowe uzyskano dla kompozytu polimerowego zawierającego łącznie grafit i dwusiarczek molibdenu.

EN

The paper presents the results of tribological investigation of metal-polymer composites intended for regeneration of machine tool guides. As composite matrix chemical-setting epoxy resin was used, and as the main filler Fe powder as well organic polyamide fibers were applied. The graphite and molybdenum disulfide, single or both, were used as solid lubricant with anisotropic structure. The selected polymer composite-steel friction pairs were tested under various loads for static and kinetic friction coefficient as well as susceptibility for stick-slip. The tribological characteristics (resistance to wear) were measured by means of tribotester operating under reciprocating motion. The obtained results were compared to typical steel-steel friction pair. The description of wear mechanisms of tested friction pairs were conducted using the images acquired by scanning electron microscope (SEM) and the 3D surface measurement. It was stated that the polymer composites-steel tribosystem show better tribological characteristics than steel-steel tribosystem. The best friction-wear characteristics were obtained for the composite containing both solid additives: graphite and molybdenum disulphide.

6

Tribological characteristics of carbon materials subjected to annealing intended for use in heart valves

Duda P., Jurkiewicz K., Kaptacz S., Salwa P.

Tribologia

|

2016

|

nr 3

49--60

EN

Carbon materials such as glassy carbon or C/C composites do not always meet the requirements set down for them in technical and biomechanical applications. The most important problem of the manufacturing process that the authors have managed to overcome was the elimination of internal cracks, which cause splitting, in the finished samples. The resulting uniform research material, due to the extremely sensitive implantation site, must meet the following numerous requirements: have high mechanical and chemical strength, exhibit biotolerance, and have high resistance to tribological wear. The paper presents the results of tribological, stereometric, and micromechanical tests of carbon materials that were annealed in a graphite furnace at temperatures of 1500°C, 2000°C, and 2500°C. In order to analyse tribological characteristics, a methodology for performing tests on the ball-on-disk apparatus (T-01 testing machine) was developed that reflect load conditions prevailing in the real node. The tribological tests of glassy carbon confirmed predictions that the temperature of manufacturing has a big impact on its tribological properties, and a higher temperature of annealing does not always improve the material properties.

PL

Materiały węglowe typu węgiel szklisty lub kompozyt C/C nie zawsze spełniają wymagania im stawiane w zastosowaniach technicznych i biomechanicznych. Najistotniejszym problemem procesu wytwarzania, który udało się autorom pokonać było wyeliminowanie pęknięć wewnętrznych w gotowych próbkach powodujących ich podzielenie. Uzyskany jednolity materiał badawczy ze względu na niezwykle newralgiczne miejsce wszczepienia musi spełniać liczne wymagania: wykazywać wysoką wytrzymałość mechaniczną i chemiczną, biotolerancję oraz wysoką odporność na zużycie tribologiczne. W pracy przedstawiono wyniki badań tribologicznych, stereometrycznych i mikromechanicznych materiałów węglowych, które zostały wygrzane w piecu grafitowym, w temperaturach odpowiednio: 1500°C, 2000°C i 2500°C. W celu przeprowadzenia analiz charakterystyk tribologicznych opracowano metodykę badań na stanowisku kula-tarcza (tester T-01), która powinna odzwierciedlić warunki obciążeniowe panujące w rzeczywistym węźle. Przeprowadzone badania tribologiczne węgla szklistego potwierdziły przypuszczenia, iż temperatura wytwarzania tego materiału ma duży wpływ na jego własności tribologiczne, a wyższa temperatura wygrzewania nie zawsze oznacza poprawę właściwości materiału.

7

Właściwości kompozytowych powłok zawierających twarde cząstki

Derek I.

Obróbka Metalu

|

2016

|

nr 3

36--38

PL

W artykule przedstawiono rezultaty badań tribologicznych, których celem było określenie wpływu obecności twardych cząstek w powłokach kompozytowych na wybrane charaktrystyki tribologiczne. Stwierdzono, że zarówno sama obecność twardych cząstek w powłokach jak również ich wymiary w istotny sposób wpływają na charakterystyki tribologiczne współpracujących powierzchni z powłokami.

EN

The article concerns electroplated coating reinforced with hard particles. As a result of the trials wear shown the type and particle size increase resistance against wear.

8

Wpływ modyfikacji oleju nanocząsteczkami miedzi na jego efektywność smarowania

Leśniewski T., Krawiec M.

Tribologia

|

2015

|

nr 6

49--56

PL

W pracy przedstawiono wpływ nanocząstek miedzi na efektywność smarowania oleju. Jako bazowy przyjęto olej parafinowy AP/E Core 600. Olej bazowy zmodyfikowano, tworząc kompozycje smarowe zawierające dodatek 0,02%Cu lub 0,25%Cu granulacji 40 nm oraz dodatek 0,02%Cu/CuO lub 0,25%Cu/CuO granulacji 100 nm. Do realizacji założonego celu przyjęto następujący program badań: 1) Ocena skuteczności działania olejów według dwóch kryteriów: obciążenia zespawania Fz i charakterystyki zużycia w funkcji obciążenia nadanego d = f(F), 2) Ocena skuteczności działania dodatków smarnościowych zawartych w oleju na podstawie granicznego obciążenia zużycia Goz/40. Wszystkie badania prowadzone były na standardowym aparacie czterokulowym. Etap pierwszy zrealizowany został z zastosowaniem wytycznych normy PN-76/C-04147 „Badania własności smarnych olejów i smarów”. Na etapie drugim określono graniczne obciążenie zużycia Goz/40, zgodnie z metodyką opisaną w WTWT- 94/MPS-025. Przyjęto obciążenie 40 daN, czas biegu 3600 s i prędkość obrotową kulki górnej n = 500 obr./min. Im wyższa wartość wskaźnika Goz/40, tym lepsza jest skuteczność badanego środka smarnego w zmniejszaniu zużycia. Testy na każdym etapie i dla każdego punktu pomiarowego były zawsze powtarzane minimum pięciokrotnie. Wyniki opracowano statystycznie przy poziomie ufności 95%, stosując test t-Studenta.

EN

The paper presents the effect of nanoparticles of copper on the effectiveness of lubrication oil. Paraffin oil AP/E Core 600 was selected as the base oil. This was modified with an ingredient to form a lubricating additive of 0.02% Cu and 0.25% Cu with a granulation of 40 nm with the addition of 0.02% Cu/CuO or 0.25% Cu/CuO with a granulation 100 nm. The following program was applied for the studies: (1) the assessment of the effectiveness of the oil according to two criteria: seizure load Fz and wear characteristics as a function of the load d = f (F); and, (2) the assessment of the effectiveness of the lubricity of additives contained in the oil based on the limit wear load index Goz/40. All tests were conducted on a standard four-ball tester. The first stage was realized with the guidelines of the PN-76/C-04147 „Research lubricating properties of oils and lubricants”. A second step determined the limit wear load index Goz/40, according to the methodology described in WTWT-94 / MPS-025. The adopted load was 40 daN, with a run time of 3600 s and the speed of the upper balls was n = 500 rpm. The higher ratio Goz/40, the better was the effectiveness of the test lubricant to reduce wear. Tests in each stage and for each measurement point were always repeated at least five times. The results were statistically within a confidence level of 95% using Student's t-test.

9

Charakterystyki tribologiczne materiałów węglowych przeznaczonych na płatki zastawek serca

Duda P., Jurkiewicz K., Kaptacz S., Szymańska J.

Tribologia

|

2014

|

nr 3

9--18

PL

Do produkcji elementów mechanicznych zastawek serca są stosowane różnego typu materiały węglowe (węgiel szklisty lub kompozyt C/C). Ze względu na niezwykle newralgiczne miejsce ich wszczepienia muszą one spełniać liczne wymagania: wykazywać wysoką wytrzymałość mechaniczną i chemiczną, biotolerancję oraz wysoką odporność na zużycie tribologiczne. W pracy przedstawiono wyniki badań tribologicznych i mikromechanicznych materiałów węglowych na różnym etapie ich wytwarzania. W celu przeprowadzenia analiz charakterystyk tribologicznych opracowano metodykę badań na stanowisku kula–tarcza (tester T-01), która może posłużyć do porównania z wynikami uzyskanymi na nanotribometrach.

EN

Carbon materials (glassy carbon or C/C composite) are used for the production of mechanical heart valves. Due to the extremely sensitive place of their implantation, they must meet numerous requirements: mechanical strength, chemical resistance, biotolerance, and a high resistance to tribological wear. The paper presents tribological and micromechanical research results of carbon materials at various stages of their production. In order to perform the analysis of tribological characteristics, the measurement methodology for the ball-on-disk tester (T-01) has been developed. This may allow a comparison of the results obtained with those received on the nanotribometers.

10

Badania tribologiczne poprzecznych łożysk ślizgowych

Michalak R., Wójcicki R.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2012

|

R. 19, nr 9

2707--2715, CD

PL

W poprzecznych łożyskach ślizgowych wykorzystywanych w węzłach maszyn i urządzeń bardzo ważną rolę odgrywają parametry makro i mikrogeometrii współpracujących ze sobą par ciernych (czop - panewka). Parametry te mają znaczący wpływ na charakterystyki tribologiczne pracy łożyska, ich dynamikę i intensywność zużycia. Jednym z charakterystycznych parametrów bardzo ważnych dla pracy łożyska jest luz względny mający bezpośredni wpływ na pracę łożyska podczas docierania wstępnego oraz normalnej eksploatacji. W procesie projektowania ważną rolę odgrywa również właściwy dobór materiału czopa i panewki, zapewniający prawidłową współpracę tj. możliwie niski współczynnik tarcia, małe opory ruchu i minimalne zużycie. W pracy przedstawione zostały wyniki badań tribologicznych, a mianowicie wpływ luzu względnego na charakterystyki tribologiczne oraz wpływ zastosowanej powłoki na intensywność zużycia łożyska. Badania te przeprowadzone zostały dla różnych luzów względnych w łożysku z wykorzystaniem środka smarnego dla typowych stopów łożyskowych oraz pary ciernej w której czop został pokryty warstwą nanokompozytową nc-WC/a-C:H (składającej się z nanokrystalicznych węglików w amorficznej osnowie uwodornionego węgla).

EN

In transverse sliding bearings used In equipment nodes, takes significant role micro and macro parameters of working together cutting pairs (spigot-acetabular). Those parameters have significant effect on tribological characteristics of working bearing, its dynamic and intensity of use. One of the characteristic parameters that is very important for the work of bearing is the relative slack which has direct impact on work of the bearing during initial rapping and normal use. In the process of design very important is the proper selection of the material for the spigot and bearing, giving a proper cooperation ie. low friction coefficient, low motion resistance and minimum consumption. In the publication results of tribological tests are presented. Namely impact of the relative clearance on the tribological characteristics and influence of the used coating on the intensity of bearing wear. Tests were taken for different relative clearance in bearing with the use of lubricant for typical bearing alloys and nudges couple, in which the spigot was coated with the nanocomposite nc-WC/a-C:H (consist of nanocrystalline carbides in the matrix of hydrogenated amorphous carbon).

11

Zużycie tribologiczne skojarzenia kompozyt-kompozyt w obecności różnych materiałów ściernych

Pawelec Z.

Tribologia

|

2012

|

nr 4

195-204

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie ścierne regeneracyjnych termo- i chemoutwardzalnych kompozytów metalopolimerowych oraz klasycznego skojarzenia konstrukcyjnego stal–stop łożyskowy. W badaniach zastosowano dwa rodzaje regeneracyjnych kompozytów chemoutwardzalnych, do sieciowania których zastosowano związki aminowe o zróżnicowanej budowie chemicznej i reaktywności (trietylenotetraamina oraz addukt amin alifatycznych i aromatycznych), które umożliwiły uzyskanie kompozytów o zróżnicowanych właściwościach mechanicznych. Jako materiały ścierne zastosowano elektrokorund i krzemionkę o określonym składzie chemicznym i granulometrycznym. Kompozyty chemoutwardzalne nałożone na stalową rolkę i obrobione mechanicznie na żądany wymiar współpracowały z klockiem wykonanym z brązu oraz kompozytu metalopolimerowego na osnowie termoutwardzalnej żywicy fenolowo-formaldehydowej. Badania tarciowo-zużyciowe prowadzono na maszynie tribologicznej T-07 typu rolka–klocek w styku rozłożonym w obecności materiału ściernego. Testy tribologiczne prowadzono przy prędkości 0,1 m/s i naciskach 1 MPa, nie stosując przy tym środków smarnych. Wykazano, że testowane skojarzenia, w których oba współpracujące elementy wykonane są z kompozytów polimerowych chemo- i termoutwardzalnych, charakteryzują się dużą odpornością na zużycie i mogą być z powodzeniem wykorzystane do regeneracji elementów maszyn pracujących w środowisku, w którym występują substancje ścierne.

EN

The article presents the results of abrasive wear resistance of metal–polymer thermo- and chemosetting composites in composite–composite tribological system. To make the comparison, some friction experiments were performed using a steel–bearing alloy system. During the research, two kinds of regenerative chemically setting composites were used. The cross-linking agents used were amine compounds with different chemical structure and reactivity (such as triethylenetetramine and adduct of aliphatic and aromatic amines). These cross-linking agents made it possible to obtain composites with very different mechanical properties. Electrocorundum and silica of defined chemical and granulometric composition were adopted as abrasive material. Chemosetting metal–polymer composites were applied to a steel roller and machined to the desired size to cooperate with a bronze block and metal-polymer composite based on thermosetting phenol-formaldehyde resin. The friction tests were performed using a T-07 block-on-ring tester in the presence of the selected abrasive material. Tribological tests were conducted at a speed of 0.1 m/s and 1 MPa pressure, without any lubricant. A high resistance to abrasive wear of the tested systems was proved, which means they can be used for machine element regeneration that are running in an abrasive environment.

12

Wpływ dodatku na zużycie węzłów trących pracujących w obszarze: tarcia mieszanego

Leśniewski T., Krawiec M., Kowalewski P., Paszkowski M.

Tribologia

|

2012

|

nr 4

133-139

PL

W opracowaniu przedstawiono wyniki badań doświadczalnych z zakresu modyfikowania warunków pracy węzłów tarcia trzema preparatami – dwoma wytwarzającymi na powierzchni elementów warstwę ceramiczną i jednym modyfikującym warstwę wierzchnią na drodze reakcji chemicznej. W ramach pracy przeprowadzono doświadczalne badania na standardowym aparacie czterokulowym próbek smarowanych olejem Castrol Magnatec Diesel 10W-40 bez dodatku (jako olej odniesienia) i z wymienionymi dodatkami w ilości 10% lub 0,1%. Do oceny skuteczności smarowania przyjęto trzy kryteria (obciążenie graniczne Fg, charakterystyka zużycia w funkcji obciążenia nadanego d = f(F), wskaźnik granicznego obciążenia zużycia Goz). Wielkości kryterialne zaczerpnięto z normy PN-76/C-04147 "Badania własności smarnych olejów i smarów". Wyniki opracowano statystycznie przy poziomie ufności 95%, stosując test t-Studenta. Oceniając skuteczność działania badanych środków w oleju Castrol Magnatec Diesel 10W-40, stwierdzono ich pozytywne działanie, chociaż poprawa określanych wskaźników istotnie zależy od badanych materiałów, a uzyskany efekt nie zawsze wart jest poniesionych nakładów.

EN

This paper presents the results of the experimental work on the modification of the operating conditions of working nodes using three preparations: two that create ceramic layers on the surfaces of elements and one modifying the surface layer by chemical reaction. Investigations were carried out using a standard four-ball extreme pressure tester. Specimens were lubricated with Castrol Magnatec Diesel 10W-40 without additives (as basic oil) and with Castrol Magnatec Diesel 10W-40 with the addition of preparations of 10% or 0.1% by volume. To assess the lubrication efficiency of the tested compositions, three criteria were used (limit load Fg, limit wear load index Goz, and wear characteristic as the function of load d = f(F)). Comparative quantities were taken from the Polish standard PN-76/C-04147 "The tests of properties of oils and greases". The results were statistically handled at a confidence level of 95% using Student's t-test. After assessing the working efficiency of tested additives in Castrol Magnatec Diesel 10W-40 oil, a favourable reaction was noticed but improvements of determined quantities fundamentally depends on test materials. It was found that the additives are not always cost effective.

13

Analiza systemów zbierania danych pomiarowych z urządzeń do badań tribologicznych

Bator A., Duda P., Michalczewski R., Służałek G., Wróbel Z.

Tribologia

|

2012

|

nr 6

25--35

PL

Przeprowadzając modelowe badania tribologiczne, dążąc do uzyskania wysokiej powtarzalności i odtwarzalności wyników, szczególną uwagę zwraca się na precyzyjne zadanie parametrów testu (prędkość ślizgania i obciążenie węzła) oraz kontrolę warunków otoczenia (temperatura, wilgotność). Jednocześnie często marginalizuje się sprawy związane z niedokładnością wykonania próbek. Niedokładności struktury geometrycznej powierzchni i kształtu są często spowodowane dodatkowymi procesami technologicznymi, realizowanymi po precyzyjnym wykonaniu bazy próbki. Powoduje to często zwiększenie bicia osiowego i promieniowego próbek. Może to spowodować błędną interpretację pomiaru intensywności zużywania liniowego oraz siły tarcia. W celu wyeliminowania wpływu bicia osiowego na pomiar intensywności zużywania liniowego, autorzy opracowali koncepcję oraz zaprojektowali i wykonali zautomatyzowany, sterowany komputerowo układ wyzwalania pomiaru charakterystyk tribologicznych w funkcji położenia tarczy, a nie, jak dotychczas, w funkcji czasu. System ten zastosowano w stanowisku T-01M opracowanym w ITeE – PIB Radom. Zmodyfikowane stanowisko poddano badaniom dwóch rodzajów skojarzeń materiałowych i przy dużej zmienności prędkości obrotowej węzła. Dodatkowo porównano wyniki charakterystyk tribologicznych uzyskane ze standardowego układu pomiarowego wyzwalanego czasem z uzyskanymi za pomocą opracowanego systemu. Z przeprowadzonych badań wynika, że stosowanie zautomatyzowanego systemu wyzwalania pomiaru w funkcji położenia tarczy powala na znaczne zmniejszenie rozrzutu wyników pomiarów przy niskich prędkościach obrotowych, a tym samym na poprawę powtarzalności i odtwarzalności badań tribologicznych w układzie kula–tarcza i trzpień–tarcza.

EN

When conducting tribological model studies with the aim of achieving a high repeatability and reproducibility of results, much attention is paid to the precise setting of test parameters. Most of all, setting the sliding speed and normal load is made with great care. Ambient conditions (temperature, humidity) are also controlled. At the same time, issues related to inaccuracy in making samples are often marginalized. Inaccuracies in surface geometric texture and shape are often caused by additional technological processes carried out after a precise execution of the sample base. This often increases the axial and radial run-out of samples. Moreover, it may lead to a misinterpretation of the measurement of linear wear intensity and friction. In order to eliminate the impact of the axial run-out on the measurement of linear wear intensity, the authors have developed a concept as well as designed and built an automated computer-controlled system of triggering the measurement of tribological characteristics as a function of a disc position, which is no longer as a function of time. This system was applied in the system of the T-01M produced by ITeE – PIB Radom. The modified system was tested on two types of material combinations and with a high variability of the speed of the node. In addition, the results of tribological characteristics obtained with a standard measuring system triggered with time were compared with those obtained using the developed system. The study shows that the use of an automated system of triggering measurement as a function of a disc position enables a considerable decrease in scattering measurement results at low engine speeds, thereby improving repeatability and reproducibility of tribological studies in the system ball-on-disc and pin-on-disc.

14

Stabilizacja ekologicznych środków smarowych otrzymywanych na bazie oleju rzepakowego

Iłowska J., Gniady J., Kozupa M., Drabik J.

Przemysł Chemiczny

|

2011

|

T. 90, nr 10

1818-1822

15

Tribological wear of metal-polymer composites in the presence of abrasives

Pawelec Z., Molenda J.

Kompozyty

|

2011

|

R. 11, nr 1

23-28

EN

During the operation of certain machines and equipment, like technological lines for the transportation of flue dust to landfill, mining equipment or road and agricultural machines, a specific type of intensive usage, called abrasive wear, takes place. The microcutting phenomenon of the surface layers of both partners of friction with hard particles of chemical compositions with different grain shape and properties, is another phenomenon that occurs at the time of abrasive wear. This requires the usage of hard materials, such as high-quality alloyed and carbon steel as well as heat and thermo-chemical treatment. The occurrence of the abrasive wear phenomenon of cooperating elements is unavoidable despite the application of the above-stated operations. The application of a chemically-hardened metal-polymer composite on the surface layer of elements, may be a good way to reduce costs, increase the durability of the used elements and simplify the method of element regeneration. When applied in the used element, the metal-polymer composite of specified composition and chracteristics, which ia able to create a surface layer with greater resistance to erosion, increases abrasive wear resistance in an abrasive environment. The article presents the results of the abrasive wear resistance of chemically-hardened metal-polymer regenerative composites and a classic steel-bearing alloy constructin joint. Amine compounds with different chemical structure and reacitivity (such as triethylenetetramine, poliaminoamide and a reaction product between phenol-formaldehyde and secondary amine), were adopted as cross-linking agents. These cross-linking agents made it possible to obtain composites of very different mechanical properties. Cenospheres from flue dust, electrocorundum and silica of defined chemical and granulometric composition were adopted as abrasive material. Chemically-hardened metal-polymer composites were imposed on a steel roller, and machined to the desired size to cooperate with traditional construction materials, such as steel and bronze. The friction and wear tests were performed in conformal contact using a T-07 block-on-ring tester in the presence of the selected abrasive material. Tribological tests were conducted at a speed of 0.1 m/s and 1 MPa pressure, without the usage of any lubricant. High resistance to abrasive wear of the metal-polymer composites was proved, which means they can be used for the regeneration of machine elements that work in an abrasive environment.

PL

Przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie ścierne regeneracyjnych chemoutwardzalnych kompozytów metalopolimerowych oraz klasycznego skojarzenia konstrukcyjnego stal - stop łożyskowy. Środkami sieciującymi kompozytów były związki aminowe o zróżnicowanej budowie chemicznej i reaktywności (trietylenotetraamina, poliaminoamid oraz produkt reakcji fenolu formaldehydu i drugorzędowej aminy), które umożliwiły uzyskanie kompozytów o bardzo zróżnicowanych właściwościach mechanicznych. Jako materiały ścierny zastosowano mikrosfery, stanowiące główny składnik pyłów dymnicowych, elektrokorund oraz krzemionkę o określonym składzie chemicznym i granulometrycznym. Kompozyty chemoutwardzalne nałożone na stalową rolkę i obrobione mechanicznie na żądany wymiar współpracowały z klasycznymi materiałami konstrukcyjnym, tj. stalą i brązem. Badania tarciowo-zużyciowe prowadzono na maszynie tribologicznej T-07 typu rolka - klocek w styku rozłożonym w obecności materiału ściernego. Testy tribologiczne prowadzono przy prędkości 0,1 m/s i naciskach 1 MPa, nie stosując przy tym środków smarnych. Wykazano, że testowane kompozyty metalopolimerowe charakteryzują się dużą odpornością na zużycie ścierne i mogą być z powodzeniem wykorzystane do regeneracji elementów maszyn pracujących w środowisku, w którym występują substancje ścierne.

16

Badania porównawcze oleju silnikowego Castrol Magnatec Diesel 10W-40 bez i z dodatkiem 10% środka Motonova

Leśniewski T.

Tribologia

|

2008

|

nr 3

71-77

PL

W artykule przedstawiono badania tribologiczne, których celem była ocena skuteczności działania mikroceramiki MotonovaŽ. Badano olej Castrol Magnatec Diesel 10W-40 (jako olej odniesienia) i Castrol Magnatec Diesel 10W-40 z dodatkiem 10% środka MotonovaŽ. Do oceny skuteczności smarowania przyjęto trzy kryteria (obciążenie graniczne Fg, charakterystyka zużycia w funkcji obciążenia nadanego d = f(F), wskaźnik granicznego obciążenia zużycia Goz). Wielkości kryterialne zaczerpnięte są z normy PN-76/C-04147 „Badania własności smarnych olejów i smarów”. Badania były prowadzone na standardowym aparacie czterokulowym produkcji Instytutu Technologii Eksploatacji w Radomiu. Wyniki opracowano statystycznie przy poziomie ufności 95%, stosując test t-Studenta. Oceniając skuteczność działania środka MotonovaŽ w oleju Castrol Magnatec Diesel 10W-40, stwierdzono pozytywne jego działanie (średnie zużycie kulek mniejsze o 20%, wzrost obciążenia granicznego Fg i granicznego obciążenia zużycia Goz odpowiednio o 25% i 77%).

EN

This paper presents experimental work with the purpose of the assessment of the working efficiency of microceramics MotonovaŽ, Oils Castrol Magnatec Diesel 10W-40 (as basic oil), and Castrol Magnatec Diesel 10W-40 with the addition of 10% medium MotonovaŽ. The tests were carried out in agreement with the prescriptions of the Polish standard PN-76/C-04147 “The tests of properties of oils and greases.” To assessment the lubrication efficiency of the tested compositions, three criteria were used (limit load Fg, limit wear load index Goz, wear characteristic as the function of load d=f(F)). Investigations were carried out using a four–ball extreme pressure tester. The results were statistically handled at a confidence level of 95% using Student’s t-test. In assessing the working efficiency of microceramics MotonovaŽ as the additive in Castrol Magnatec Diesel 10W-40 oil, a favourable reaction was noticed (the average wear of balls decreased by 20%, limit load Fg increased by 25% and limit wear load index Goz increased by 77%).

17

0 pewnych zjawiskach tribologicznych i specyfice zużywania par trących kompozyt metalopolimerowy- metal w obecności ścierniwa

Janecki J., Pawelec Z.

Tribologia

|

2008

|

nr 1

23-34

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie w obecności materiałów ściernych skojarzenia: kompozyt metalopolimerowy--stal. Charakterystyki tribologiczne wyznaczano za pomocą testera T-07 w rozłożonym styku ślizgowym. Badaniom poddano kompozyty o zróżnicowanych właściwościach wytrzymałościowych. Jako materiały ścierne zastosowano: pył drogowy, pył polny i elektrokorund. Do obserwacji zmian w składzie eksploatacyjnej warstwy wierzchniej kompozytów oraz identyfikacji mechanizmu zużywania wykorzystano skaningową mikroskopię elektronową.

EN

The paper presents the results of resistance to abrasive wear of metal-polymer - metal tribosystem in presence of various abrasives. The tribological characteristics were measured in conformal contact by the means of T-07 tester. The composites with various strength parameters were tested. Three types of abrasive were used: road dust, dirt road dust and alundum powder. For identification of changes in surface layer of the composites wear track were analysed by SEM/EDS technique.

18

Wpływ cech konstrukcyjnych hamulca tarczowego maszyny wyciągowej na jego niestabilność termosprężystą. Część I. Budowa modelu MES i jego weryfikacja.

Ścieszka S., Żołnierz M.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2007

|

Vol. 42, nr 3

111-123

PL

Na pierwszym etapie programu badawczego wykorzystano wyniki obszernych badań eksploatacyjnych hamulców maszyny wyciągowej, obejmujących termowizyjne pomiary rozkładu temperatur na tarczy hamulca w czasie hamowania bezpieczeństwa maszyny wyciągowej. Wyniki z tych badań pozwoliły na weryfikację numerycznego modelu obliczeniowego. Na potrzeby analizy metodą elementów skończonych MES wyznaczono charakterystykę tribologiczną skojarzenia ciernego: materiał okładziny ciernej-tarcza stalowa, która obejmowała przebieg zmian współczynnika tarcia kinetycznego i statycznego. Praca zawiera założenia w budowie modelu MES, wyniki analizy MES oraz weryfikację modelu MES w oparciu o wyniki pomiarów termowizyjnych. Weryfikacja wykazała, że zbudowany model MES z dużą dokładnością odzwierciedla rzeczywistość i można go wykorzystać do dalszego etapu analiz numerycznych.

EN

In the first stage of the research programme the results from an extensive site investigation of mine winder brake system which embrace infrared mapping of temperature distribution on disc brake were analysed. The results were then used in verification procedure of the numerical model. The tribological characteristics of the friction couple: brake frictional material - steel disc which include kinetic and static coefficient of friction magnitudes and changes were determined for finite elements analysis (FEA). This paper presents as well the numerical models assumptions and the model verification by infrared temperature results. The verification shows that the numerical model presented in the paper is able to simulate thermal processes in disc brakes with high accuracy.

19

Wpływ cech konstrukcyjnych hamulca tarczowego maszyny wyciągowej na jego niestabilność termosprężystą. Część II. Badania symulacyjne

Ścieszka S., Żołnierz M.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2007

|

Vol. 42, nr 4

183-193

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie analizy MES do oceny wielkości i rozkładu temperatury na powierzchni tarcz hamulcowych. Analiza wykazała, że metoda elementów skończonych (MES) jest przydatna do badania zachowań tribologicznych dużych hydraulicznych hamulców tarczowych maszyn wyciągowych, w szczególności do badań: rozkładu temperatur na tarczy ciernej, zjawiska termosprężystej niestabilności (TEN) oraz osiowych deformacji tarczy. Modelowanie MES posłużyło do symulacji i wizualizacji generowanych gorących plam na powierzchni tarczy oraz do oceny odkształceń osiowych tarczy w funkcji cech konstrukcyjnych (geometrycznych i materiałowych) hamulca oraz parametrów jego pracy. W analizie wykorzystano pojęcie prędkości krytycznej, powyżej której system hamulcowy maszyny wyciągowej pracuje w strefie niestabilnej. Wartość prędkości krytycznej wyliczano stosując nowe kryterium w oparciu o wartości dopuszczalnego odkształcenia osiowego tarczy. Badania wykazały, że największy wpływ na wartość prędkości krytycznej ma współczynnik rozszerzalności cieplnej materiału tarczy. Wzrost współczynnika rozszerzalności i modułu Younga obniża wartość prędkości krytycznej, co oznacza, że wystąpienie niestabilności termosprężystej staje się bardziej prawdopodobne. Wzrost grubości tarczy natomiast powoduje zwiększenie wartości prędkości krytycznej, co oznacza zwiększenie obszaru stabilnej pracy.

EN

Prediction of the distribution and magnitude of brake disc temperature by utilizing finite element analysis (FEA) is presented in the paper. FEA has been proved as an effective method to study the behavior of big industrial friction brakes (winder disc brakes) in terms of: temperature distribution on disc brakes, thermoelastic instability (TEI) and its axial deformation. In this investigation the FE modeling technique was used to simulate and visualize the brake interface hot spotting and the brake disc distortion as function of geometrical and material properties as well as the operational conditions. The critical speed above which TEI would occur was applied and calculated for analysed mine winder brake system. The critical speed values were calculated using the new criterion based on maximum accaptable value of axial disc distortion. The investigation confirmed that the disc's material thermal expansion coefficient has strongest influence on the critical speed. Increase of the themal expansion coefficient and Young's modulus reduce value of the critical speed, what means that TEI occurence in brake system is more likely. Increase of disc thickness causes elevation of the critical speed value and reduces probability of TEI occurence.

20

Wpływ komponentów na charakterystyki tribologiczne ekologicznego smaru plastycznego

Pawelec E., Drabik J.

Tribologia

|

2007

|

nr 5

109-117

PL

W pracy przedstawiono charakterystyki tribologiczne kompozycji smarowych otrzymanych na bazie ekologicznych składników. Oceniono przeciwzużyciową i przeciwzatarciową efektywność działania zastosowanych komponentów w ślizgowym węźle tarcia w skojarzeniu stal-stal. Odporność przeciwzużyciową wyznaczono w warunkach stałego obciążenia, zaś skuteczność przeciwzatarciową przy liniowo narastającym obciążeniu czterokulowego węzła tarcia. Wytypowane kompozycje smarowe poddano wymuszeniom mechanicznym, ponownie zbadano ich właściwości tribologiczne i oceniono wpływ składników na zmianę badanych parametrów. Na podstawie uzyskanych rezultatów dokonano jakościowego doboru fazy dyspergującej, zdyspergowanej i ustalono ilościowo-jakościowy udział nieorganicznych modyfikatorów, które zapewniły uzyskanie kompozycji smarowej o właściwościach tribologicznych wymaganych wymuszeniami rzeczywistych węzłów tarcia.

EN

Tribological characteristics of lubricants received on the ecological components have been presented. The antiwear and antiseizure properties of investigated components were determined in the sliding steel-steel tribological couple with the use of the four-ball machine. The antiwear properties were estimated under constant load conditions and the antiseizure properties - under linear-increasing load of four-ball tribosystem. A chosen group of lubricants were estimated after mechanical constraints. The antiwear and antiseizure properties were tested again. The influence of components on the tribological characteristics was evaluated. The obtained results allowed to make the quantity selection of dispersing agent and quality-quantity selection of non-organic modifiers. Received grease has the tribological properties required for the real friction couple.