Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Studies of turbulent fluid in a well pump for improving environmental safety

Allakhverdiyev Zamaddin, Kazimova Latifa

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 5

288-292

EN

When the plunger moves downwards, the local hydraulic resistance in the injection system causes a hydraulic force from the bottom upwards, which prevents the plunger from falling freely in the cylinder and is the source of the bending of the pump rod column. For this reason, the plunger takes an eccentric position in the cylinder and presses against it, delaying the plunger fall from the head of the balancer of the rocking machine and disturbing coaxial connection of the stock-discharge valve-plunger. These complications lead to increased wear of the plunger-cylinder pair, breakage of the injection valve cell, broken pump rod column, loss of the plunger stroke, etc. It should be noted, however, that in these tests, the flow factor μ is taken as the hydraulic resistance for determining the pressure loss in the valve assembly, and the valve seat cross-section is calculated. When calculating the friction force in the plungerpressure valve system, the loss of pressure in it is taken to be equal to the loss of pressure of the valve unit. As is known, the downhole pump suction and injection system is a complex system of local resistance, as it consists of different combinations of elements that strongly affect the overall hydraulic resistance of the unit. It is therefore advisable to adopt the local hydraulic resistance coefficient as the hydraulic resistance of the respective unit. The reliability of downhole pumps in general and their individual components is ensured during their design and manufacture and depends on the design features, the quality of manufacturing of components thereof, assembly of the downhole pump in general and their components, as well as a number of other process indicators.

PL

Podczas ruchu tłoka w dół, na skutek lokalnego oporu hydraulicznego w układzie wtryskowym powstaje siła hydrauliczna działająca od dołu do góry, która uniemożliwia swobodne opadanie tłoka w cylindrze i jest przyczyną wyginania się kolumny tłoczyska pompy. Powoduje to, że tłok przyjmuje mimośrodową pozycję w cylindrze i naciska na niego, opóźniając opadanie tłoka z głowicy wyważarki maszyny wahadłowej i zaburzając współosiowość połączenia tłoka z zaworem wypływu. Komplikacje te prowadzą do zwiększonego zużycia pary tłok-cylinder, uszkodzeń komory zaworu wtryskowego, złamania kolumny tłoczyska pompy, utraty skoku tłoka itp. Należy jednak zauważyć, że w tych testach współczynnik przepływu μ jest przyjmowany jako opór hydrauliczny służący określeniu straty ciśnienia w zespole zaworu, natomiast przekrój gniazda zaworu jest obliczany. Przy obliczaniu siły tarcia w układzie tłok-zawór ciśnieniowy przyjmuje się, że strata ciśnienia jest równa stracie ciśnienia w zespole zaworu. Jak wiadomo, układ ssący i wtryskowy pompy głębinowej jest układem o złożonym oporze lokalnym, ponieważ składa się z różnych kombinacji elementów, które mają znaczący wpływ na całkowity opór hydrauliczny jednostki. Zaleca się zatem przyjęcie współczynnika lokalnego oporu hydraulicznego jako oporu hydraulicznego danej jednostki. Zapewnienie niezawodności pomp wiertniczych ogółem, jak i ich poszczególnych komponentów odbywa się na etapie ich projektowania i produkcji i zależy od cech konstrukcyjnych, jakości wykonania ich komponentów, sposobu wykonania montażu pomp wiertniczych i ich komponentów, a także szeregu innych wskaźników procesowych.

2

CFD-FSI analysis of textured journal bearing working with nano lubricant

Hameed Mohanad Ramadhan, Ali Sarmad Ahmed, Hadwan Hamid Hussain, Toman Ahmed Ali, Mahdi Mushrek A.

Diagnostyka

|

2024

|

Vol. 25, No. 2

art. no. 2024212

EN

This research aims to examine the compound impact of adding rectangular textures to various zones on the surface of the bearing and nanoparticles in the lubricant on the properties of journal bearing. A lubrication models with various texture depths and eccentricity ratios of journal bearing are created and simulated using CFD-FSI method to get static properties like load capacity and frictional force. Aluminum oxide nanoparticles were added in weight ratios ranging from 0.1 to 0.5 %, and the change in viscosity due to these additives in the lubricant was considered. Cavitation and the dependence of viscosity on temperature effects are also considered. The validation results show that the acquired results from the current simulation method agree well with the experimental results in the reference. The outcomes indicated that the highest load capacity and the lowest frictional force are found in the high-pressure region. It was noted that the maximum rise in load capacity was 16.51% without nanoparticles at a texture depth of 0.5 mm and eccentricity ratio of 0.1, and with the adding of 0.5 wt. % of nanoparticles to the lubricant in the same region, the load carrying capacity increased to 40.87 % compared to a bearing without textures.

3

The non-unicity of the film thickness in the hydrodynamic lubrication: novel approach generating equivalent micro-grooves and roughness

El Gadari M., Hajjam M.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2021

|

Vol. 26, no. 3

44--61

EN

Since the 1960s, all studies have assumed that a film thickness “h” provides a unique pressure field “p” by resolving the Reynolds equation. However, it is relevant to investigate the film thickness unicity under a given hydrodynamic pressure within the inverse theory. This paper presents a new approach to deduce from an initial film thickness a widespread number of thicknesses providing the same hydrodynamic pressure under a specific condition of gradient pressure. For this purpose, three steps were presented: 1) computing the hydrodynamic pressure from an initial film thickness by resolving the Reynolds equation with Gümbel’s cavitation model, 2) using a new algorithm to generate a second film thickness, 3) comparing and validating the hydrodynamic pressure produced by both thicknesses with the modified Reynolds equation. Throughout three surface finishes: the macro-shaped, micro-textured, and rough surfaces, it has been demonstrated that under a specific hydrodynamic pressure gradient, several film thicknesses could generate the same pressure field with a slight difference by considering cavitation. Besides, this paper confirms also that with different ratios of the averaged film thickness to the root mean square (RMS) similar hydrodynamic pressure could be generated, thereby the deficiency of this ratio to define the lubrication regime as commonly known from Patir and Cheng theory.

4

Koncepcja badań taśmowego napędu pośredniego

Bortnowski Piotr, Gładysiewicz Lech, Król Robert, Ozdoba Maksymilian

Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze

|

2020

|

Nr 1

17--22

PL

Przedstawiono stanowisko pomiarowe do badania sprzężenia ciernego w taśmowym napędzie pośrednim. Opisano układ pomiarowy i metodę wyznaczania siły tarcia przekazywanej z cięgna pędzącego do cięgna pędzonego. Siły tarcia nie można wyznaczyć z bezpośrednich pomiarów, a zatem konieczne jest przeprowadzenia badań wstępnych, mających na celu wyznaczenie oporów własnych stanowiska. W badaniach napędu pośredniego poszukiwana jest zależność przekazywanej siły tarcia od poślizgu pomiędzy współpracującymi ciernie cięgnami. Wstępne pomiary wskazują na konieczność zastosowania pomiarów prędkości liniowej taśmy o bardzo dużej dokładności.

EN

A measuring bench dedicated for friction contacts in an intermediate conveyor belt is presented. The measuring system and method of determining the frictional force transmitted from the intermediate drive belt to the main conveyor belt are described. Frictional force cannot be determined from direct measurements. In this case, it is necessary to carry out research to determine the movement resistances of the test bench. The dependence of friction force and the slip between the cooperating belts is the current research area. Preliminary measurements indicate that the belt linear velocity has to be measured with the use of high accuracy measuring equipment.

5

Nanocharacterization of metallic thin films deposited on different substrates

Merie Violeta V., Burnete Nicolae V., Bîrleanu Corina, Pustan Marius

Materials Science Poland

|

2020

|

Vol. 38, No. 1

8--16

EN

The purpose of this study was to determine the influence of different substrates (C45 steel, polycarbonate, glass) on the topography as well as tribological and mechanical properties (nanohardness, modulus of elasticity and friction force) of aluminum, gold and silver thin films. The 3D image analysis showed a strong influence of the substrate material on the topography of the studied thin films with no certain variation rule. Using the Oliver and Pharr method for determining nanohardness it was observed that, the smallest values were obtained for the thin films deposited on plastic substrate, followed by glass and C45 steel, regardless of the deposited material. The determination of the modulus of elasticity was done using the Hertzian method. The obtained results showed that the highest values of this parameter were obtained for the films deposited on plastic substrate, while the lowest values depended on both the deposited material and substrate. Friction force analysis for aluminum and gold showed a significant impact of the substrate material, with more constant values for gold. As a consequence, one must pay a particular attention when choosing the material for the substrate on which the thin films are deposited.

6

The grooved lip effect on reciprocating hydraulic rod seal performances in transient condition: elastohydrodynamic lubrication

Bahi Y., El Gadari M., Rahmoune M.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2020

|

Vol. 25, no. 2

11--21

EN

It is commonly known that the sealing performance of dynamic seals is significantly influenced by the surface finish. To reduce friction effect and leakage ratio, new generations of grooved lip or shaft have emerged, but only two computational models were performed up to now with a textured elastomeric lip: spiral groove in the axial direction or micro-cavities according to the circumferential direction. However, if the numerical results have confirmed the slight effect of the grooved lip on the rotary lip seal performances, it seems relevant to investigate the influence of such grooves on the reciprocating hydraulic rod seal behavior. Thus, the scope of this work is to perform a parametric study of the grooved lip throughout a one-dimensional elastohydrodynamic model by taking into account the elasticity of the lip and the shaft roughness. After confirming the validity of the current model, numerical simulations have been performed and compared with experiments. The effect of lip grooves on the hydraulic rod seal behavior in outstroke and instroke shaft motion has been underlined. Thereby, it is shown that the leakage and the average film thickness are sensible to both the depth and the density of the lip groove. Additionally, a slight effect of the pattern shape is observed on the friction force.

7

The Effect of the Concentration of Magnetic Particles on the Operating Parameters of a Slide Journal Bearing Lubricated with Ferro-Oil

Frycz Marcin

Tribologia

|

2019

|

nr 2

43--55

EN

This paper presents an analysis of changes in basic operational parameters of a slide journal bearing in an aspect of a concentration of magnetic particles in ferro-oil as a lubricant. The first part of the article presents an analytical-numerical calculation model. This model is based on experimentally determined physical parameters describing the dependence of ferro-oil viscosity on changes at basic operating parameters. Moreover, dimensionless load carrying capacity, dimensionless friction force and dimensionless coefficient of friction numerical calculations have been obtained by solving the Reynolds type equations using the finite difference method in Mathcad 15 program and the author’s own calculation procedures. The obtained results have been presented in the form of graphs taking into account the influence of the following factors: external magnetic field, corrections related to the influence of pressure changes, corrections related to the influence of temperature changes and corrections related to non-Newtonian properties of the ferro-oil. The analysis of the obtained characteristics in the paper has been carried out, observations have been made as well as conclusions have been drawn regarding the optimal concentration of magnetic particles in the ferro-oil lubricating the slide journal bearing.

PL

W niniejszej pracy została przedstawiona analiza zmian podstawowych parametrów eksploatacyjnych poprzecznego łożyska ślizgowego w aspekcie stężenia cząstek magnetycznych w ferro-oleju będącego czynnikiem smarującym. W pierwszej części pracy został zaprezentowany analityczno-numeryczny model obliczeniowy. Model ten oparty został na fizycznych wielkościach opisujących zależność lepkości ferro-oleju od zmian podstawowych parametrów pracy wyznaczonych na drodze doświadczalnej. Z kolei obliczenia numeryczne rozkładu bezwymiarowej siły nośnej, bezwymiarowej siły tarcia oraz bezwymiarowego współczynnika tarcia wykonano, rozwiązując równania typu Reynoldsa metodą różnic skończonych przy wykorzystaniu program Mathcad 15 i własnych procedur obliczeniowych. Uzyskane wyniki przedstawione zostały w postaci wykresów uwzględniających kolejno wpływ: zewnętrznego pola magnetycznego, korekty związane z wpływem zmian ciśnienia, korekty związane z wpływem zmian temperatury oraz korekty związane z właściwościami nienewtonowskimi ferro-oleju. Dokonana została analiza uzyskanych charakterystyk, zostały poczynione obserwacje oraz wyciągnięte wnioski dotyczące optymalnej zawartości cząstek magnetycznych w ferro-oleju smarującym poprzeczne łożysko ślizgowe.

8

Investigation of tire force transmission on interaction with slush

Bogdevičius Marijonas, Ružinskas Andrius, Vadlūga Vaidas, Bogdevičius Paulius, Kačianauskas Rimantas, Maknickas Algirdas, Gauterin Frank

Transport Problems

|

2019

|

T. 14, z. 1

13--21

EN

The main parameters describing the interaction between a tire and the road are forces transmitted by a tire. This paper presents experimental and theoretical research of mechanism of force transmission between a tire and slush-covered pavement. The experimental research was conducted in the internal drum test facility at the Karlsruhe Institute of Technology in Germany. The theoretical research presents a mathematical model of the system “"sub-block–slush layer–drum” focusing on slush behavior. The model evaluates mass change velocity of slush layer, mass, and physical–mechanical properties of sub-block. Slush was analyzed as a multi-layer bulk. The obtained velocities of slush layers and friction forces from the model allowed us to determine the generated heat per time unit at each layer. It was found that the top layer of slush has the highest velocity and heat flow values compared to other layers.

9

Operating parameters of a slide bearing with parabolic-shaped slide surfaces with consideration of the stochastic changes in the lubrication gap height

Miszczak Andrzej, Wierzcholski Krzysztof

Journal of KONES

|

2019

|

Vol. 26, No. 4

171--178

EN

In this article, the authors present the equations of the hydrodynamic theory for a slide bearing with parabolicshaped slide surfaces. The lubricating oil is characterized by non-Newtonian properties, i.e. an oil for which, apart from the classic oil viscosity dependence on pressure and temperature, also an effect of the shear rate is taken into account. The first order constitutive equation was adopted for considerations, where the apparent viscosity was described by the Cross equation. The analytical solution uses stochastic equations of the momentum conservation law, the stream continuity and the energy conservation law. The solution takes into account the expected values of the hydrodynamic pressure EX[p(ϕ,ζ)], of the temperature EX[T(ϕ,y,ζ)], of the velocity value of lubricating oil EX[vi(ϕ,y,ζ)], of the viscosity of lubricating oil EX[ηT(ϕ,y,ζ)] and of the lubrication gap height EX[εT(ϕ,ζ)]. It was assumed, that the oil is incompressible and the changes in its density and thermal conductivity were omitted. A flow of lubricating oil was laminar and non-isothermal. The research concerned the parabolic slide bearing of finite length, with a smooth sleeve surface, with a full wrap angle. The aim of this work is to derive the stochastic equations, that allow to determine the temperature distribution, hydrodynamic pressure distribution, velocity vector components, load carrying capacity, friction force and friction coefficient, in the parabolic sliding bearing, lubricated with nonNewton (Cross) oil, including the stochastic changes in the lubrication gap height. The paper presents the results of analytical and numerical calculation of flow and operating parameters in parabolic sliding bearings, taking into account the stochastic height of the lubrication gap. Numerical calculations were performed using the method of successive approximations and finite differences, with own calculation procedures and the Mathcad 15 software.

10

Investigation of the Friction Coefficient of Seersucker Woven Fabrics

Frącczak Łukasz, Matusiak Małgorzata, Zgórniak Piotr

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2019

|

Vol. 27, no. 3 (135)

36--42

EN

At present, seersucker woven fabrics are increasingly used for the manufacturing of clothing. These fabrics are created in the weaving process as a result of the different tension of two sets of warp threads: basic and puckering. Seersucker woven fabrics applied in properly designed clothing have an ability to massage the body while wearing such clothing. In order to conduct a detailed analysis of the massaging process during the clothing usage, it is necessary to examine the phenomena occurring during the massaging. Friction is one of the most important phenomena influencing the massaging process. Due to the nature of seersucker woven fabrics, measurement of the friction coefficient is difficult. This paper presents the problems related to measurement of the coefficient of friction for an exemplary seersucker fabric. The work contains a description of the measurement method proposed and the consequences resulting from its application.

PL

Obecnie coraz więcej tkanin gofrowanych jest wykorzystywanych do produkcji odzieży. Tkaniny te powstają w procesie tkania w wyniku różnego napięcia dwóch zestawów nitek osnowowych. Tkaniny gofrowane, stosowane w odpowiednio zaprojektowanej odzieży, mają zdolność masażu ciała podczas użytkowania odzieży. Tarcie jest jednym z najważniejszych zjawisk wpływających na proces masażu. Ze względu na charakter tkanin gofrowanych, pomiar współczynnika tarcia jest trudny. W artykule przedstawiono problemy związane z pomiarem współczynnika tarcia dla przykładowej tkaniny gofrowanej. Praca zawiera opis proponowanej metody pomiaru oraz konsekwencje wynikające z jej zastosowania.

11

The Structure and Coefficient of Friction of Welded Nickel Alloys Inconel 625 and Inconel 718

Strzelczak K., Dudek A.

Tribologia

|

2018

|

nr 5

109--115

EN

In this study, the coefficients of friction for three series of welded nickel alloy joints, subjected to different heat treatments (lack of heat treatment, solution heat treatment, precipitation hardening), were determined. Heat treatment of the prepared samples was aimed at eliminating the structural and stress gradient, because the electron beam welding technique is dedicated for constructions with very high quality and strength requirements. Given the nature of the electron beam process, the authors are aware that the obtained weld’s structures are characterized by different properties from parent materials, and also from structures melted under equilibrium conditions. The scientific aim of the presented work is to determine the influence of heat treatment on the microstructure, mechanical properties, and performance of dissimilar joints of nickel alloys Inconel 625 and Inconel 718. In order to determine the coefficient of friction for samples, the scratch test method was used. As a result of the research, it was proved that subjecting the welds to the precipitation hardening has a significant effect on abrasion resistance.

PL

Wyznaczono współczynniki tarcia dla trzech serii próbek poddanych odmiennym procesom obróbki cieplnej (brak obróbki cieplnej, przesycanie, utwardzanie wydzieleniowe). Obróbka cieplna przygotowanych próbek miała na celu zlikwidowanie gradientu strukturalnego i naprężeniowego, ponieważ spawanie wiązką elektronów dedykowane jest dla urządzeń o bardzo wysokich wymaganiach jakościowych i wytrzymałościowych. Biorąc pod uwagę charakter procesu spawania wiązką, autorzy mają świadomość, iż uzyskane struktury będą cechowały się zdecydowanie odmiennymi własnościami od materiału rodzimego, ale również i od struktur przetopionych w warunkach bliskich warunkom równowagowym. Celem naukowym pracy jest określenie wpływu obróbki cieplnej na mikrostrukturę, własności mechaniczne i użytkowe różnoimiennych połączeń stopów niklu Inconel 625 oraz Inconel 718. W celu wyznaczenia współczynników tarcia dla próbek zastosowano metodę zarysowania scratch test. W wyniku przeprowadzonych badań dowiedziono, że poddanie spoin procesowi utwardzania wydzieleniowego ma znaczący wpływ na odporność na ścieranie.

12

The effect of the shape of oil pockets on the friction force

Woś S., Koszela W., Pawlus P.

Tribologia

|

2018

|

nr 4

151--156

EN

Tests were carried out using a pin-on-disc tester under starved lubrication conditions. To achieve a conformal contact, a special construction was used with an adjustable counter sample. Textured surfaces with two dimple patterns (spiral an radial) and four shapes (circle, oval, triangle, and chevron) were tested. The contact area was lubricated with L-AN-46 oil. Before the tests, surface topographies of the discs were measured by a white light interferometer Talysurf CCI Lite. Tests showed that, in starved lubrication conditions, oil pocket shape and pattern affected the friction force.

PL

Badania zostały przeprowadzone z wykorzystaniem testera typu trzpień–tarcza w warunkach ubogiego smarowania. Aby zapewnić warunki styku rozłożonego, została zastosowana specjalna konstrukcja z wahliwą przeciwpróbką. Badane powierzchnie tarczy teksturowano, aby uzyskać kieszenie smarowe o czterech kształtach ułożonych w dwóch szykach. Kieszenie smarowe miały kształty: okrągły, owalny, trójkątny i w kształcie zygzaka (jodełki). Strefę styku smarowano olejem L-AN-46. Przed próbami tribologicznymi wykonano pomiary struktury geometrycznej powierzchni tarcz z wykorzystaniem interferometru światła białego Talysurf CCI Lite. Przeprowadzone próby wykazały, że w warunkach ubogiego smarowania zarówno kształt kieszeni smarowych, jak ich szyk ma wpływ na opory tarcia.

13

Analysis of the Values of Hydrodynamic Pressure and Load Carrying Capacities for Various Methods of Solving a Reynolds Type Equation

Miszczak A., Wierzcholski K.

Tribologia

|

2018

|

nr 4

55--62

EN

Calculations of the hydrodynamic pressure distribution in the slide bearing gap occur most often on the basis of ready-made computer programs based on CFD methods or one’s own calculation procedures based on various numerical methods. The use of one’s own calculation procedures and, for example, the finite difference method, allows one to include in the calculations of various additional non-classical effects on the lubricant (e.g., the influence of the magnetic field on ferrofluid, the influence of pressure or temperature on viscosity changes, non-Newtonian properties of lubricant or various non-classical models of dynamic viscosity changes). The aim of the authors’ research is to check how large the differences in results may be obtained using the two most frequently used methods of solving a Reynolds type equation. In this work, the authors use the small parameter method and the method of subsequent approximations to determine the distribution of hydrodynamic pressure. For numerical calculations, the finite difference method and our own calculation procedures and Mathcad 15 software were used. With both methods, identical conditions and parameters were assumed and the influence of pressure and temperature on viscosity change was taken into account. In the hydrodynamic pressure calculations, a laminar flow of the lubricating liquid and a non-isothermal lubrication model of the slide bearing were adopted. The classic Newtonian model was used as a constitutive equation. A cylindrical-type slide bearing of finite length with a smooth pan with a full wrap angle was accepted for consideration. In the thin layer of the oil film, the density and thermal conduction coefficient of the oil were assumed to remain unchanged.

PL

Obliczanie rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego w szczelinie łożyska ślizgowego następuje najczęściej na podstawie gotowych programów komputerowych opartych na metodach CFD lub własnych procedur obliczeniowych opartych na różnych metodach numerycznych. Zastosowanie własnych procedur obliczeniowych i np. metody różnic skończonych pozwala na uwzględnienie w obliczeniach różnych dodatkowych nieklasycznych oddziaływań na czynnik smarujący (np. pola magnetycznego na ferrociecz, wpływu ciśnienia lub temperatury na zmianę lepkości, właściwości nienewtonowskich czynnika smarującego, różnych nieklasycznych modeli zmian lepkości dynamicznej). Celem badań autorów jest sprawdzenie, jak duże różnice w wynikach uzyskuje się, stosując dwie często wykorzystywane metody rozwiązywania równania typu Reynoldsa. W niniejszej pracy autorzy wykorzystują metodę małego parametru oraz metodę kolejnych przybliżeń w celu wyznaczenia rozkładu ciśnienia hydrodynamicznego. Do obliczeń numerycznych wykorzystano metodę różnic skończonych, własne procedury obliczeniowe oraz oprogramowanie typu Mathcad 15. Przy obu metodach stosuje się identyczne warunki i parametry oraz uwzględnia się wpływ ciśnienia i temperatury na zmianę lepkości. W obliczeniach ciśnienia hydrodynamicznego przyjęto laminarny przepływ cieczy smarującej oraz nieizotermiczny model smarowania łożyska ślizgowego. Jako równanie konstytutywne zastosowano klasyczny model newtonowski. Do rozważań przyjęto walcowe łożysko ślizgowe o skończonej długości z gładką panewką o pełnym kącie opasania. W cienkiej warstwie filmu olejowego przyjęto niezmienność gęstości i współczynnika przewodzenia ciepła oleju od temperatury.

14

A Study of the Impact of Dynamic Ground Actions on Momentary Values of Friction Forces at the Gas Pipeline-Backfill Interface

Gawędzki W., Lepiarczyk D., Tarnowski J.

Tribologia

|

2018

|

nr 2

21--28

EN

Buried pipelines are subjected to the action of static forces and moments caused by friction forces at the pipeline-ground contact. At the same time, pipelines are subjected to dynamic actions generated by paraseismic pulses, in particular, in areas of mining and heavy traffic. The paper presents and experimentally verifies a test method of tribological pipeline-soil interaction in conditions of artificially induced soil static and dynamic actions. The applied test methodology allows the determination of friction forces at the tested pipeline section. The friction forces changes over time on the pipeline and soil surface for the varying pipeline tensioning forces were continuously recorded during the tests. Based on the Short-Time Fourier Transform (STFT) of signals, the paper presents the impact of dynamic actions on momentary values of measured friction forces. Relationships are given that allow the determination of friction forces between the pipeline and the soil, including their limit values resulting in the loss of the mutual adhesion of the pipeline and the soil.

PL

Gazociągi zagłębione w gruncie narażone są na oddziaływania statycznych sił i momentów powstających pod wpływem działania sił tarcia w kontakcie rury z gruntem. Jednocześnie gazociągi poddawane są oddziaływaniom dynamicznym, mającym genezę w impulsach pochodzenia parasejsmicznego. Szczególnie dotyczy to obszarów objętych działalnością górniczą i wzmożonym oddziaływaniem komunikacyjnym. W artykule przedstawiono oraz eksperymentalnie zweryfikowano metodę badań tribologicznej współpracy gazociągu z gruntem w warunkach wywoływanych sztucznie oddziaływań statycznych oraz dynamicznych gruntu. Zastosowana metodyka badawcza pozwala na wyznaczenie wartości sił tarcia na badanym odcinku gazociągu. Podczas badań prowadzono ciągłą rejestrację czasowych zmian sił tarcia na powierzchni gazociągu i gruntu dla zmiennych wartości sił naciągu rury. W artykule, w oparciu o metodę krótkoczasowej transformacji Fouriera (STFT) sygnałów, przedstawiono wpływ wymuszeń dynamicznych na chwilowe wartości mierzonych sił tarcia. Podano zależności umożliwiające wyznaczenie wartości sił tarcia gazociągu i gruntu, w tym także ich granicznych wartości, po przekroczeniu których następuje utrata wzajemnej przyczepności rury i gruntu.

15

Wpływ struktury sterowania oraz lepkości oleju na straty tarcia w siłowniku

Skorek G.

Przegląd Mechaniczny

|

2018

|

nr 6

32--38

PL

Problematyka badań energetycznych układów hydraulicznych z siłownikami, pozornie prostymi maszynami wyporowymi, okazuje się bardziej złożona niż w przypadku układów z silnikiem hydraulicznym obrotowym. Przedstawione w artykule badania umożliwiają poznanie wpływu obciążeń zewnętrznych, wymaganej prędkości, struktury układu zasilającego, lepkości oleju hydraulicznego na straty tarcia, a więc na sprawność napędu siłownikowego.

EN

The problem of energy tests of hydraulic systems with hydraulic cylinders, seemingly simple displacement machines, is more complex than that of rotary hydraulic systems. The results of the researches provide an insight into the impact of external loads, required speed, structure of the power supply system, viscosity of hydraulic oil on friction losses, and the efficiency of cylinder drive.

16

Problems of Friction Force Measurement between Cylindrical Outdoor and Internal Slide Parts

Monieta J.

Multidisciplinary Aspects of Production Engineering

|

2018

|

Vol. 1, Iss. 1

19--25

EN

The article presents the determination of an exemplary measure in the assessment of the technical state of sets of mechanical objects at the stage of manufacture, use and maintenance. The technical state of the assemblies is influenced by the quality of the friction-cooperating elements, the quality of basic functions, the surroundings and the diameter clearance of kinematic node components. Energy wasted to overcome the frictional resistance is a significant part of the energy supplied, which is why current friction losses are minimized. The article includes analysis of the phenomena occurring in the cylindrical pairs in the presence of static and kinetic friction. The many factors affecting the course and values of friction force between cylindrical elements performing relative reciprocating motion have been indicated. The subject of the article is the method of measuring the friction force between a fixed and movable cylindrical element of the mechanical object. The gradual increase of the friction force component takes place by means of easily accessible force. The results of experimental tests of the friction force in different laboratory conditions under are also included. The effect on the measured friction force was investigated: of friction elements geometry and the surface condition after manufacture and/or operation. Scatter results of static friction force depending on the geometry and surface state can be significant. Examples of surface state images are shown. A friction force model was also developed depending on factors affecting its value.

17

Siła tarcia i trajektorie ruchu przesuwanego ciała w obecności drgań stycznych poprzecznych

Leus M., Gutowski P.

Modelowanie Inżynierskie

|

2018

|

T. 36, nr 67

36--42

PL

W pracy przedstawiono wyniki analiz symulacyjnych wpływu drgań stycznych poprzecznych na przebieg siły tarcia i trajektorię ruchu przesuwanego ciała oraz trajektorię ruchu końca elementu sprężysto-tłumiącego modelującego odkształcalną strefę styku. Analizy symulacyjne przeprowadzono w środowisku Matlab/Simulink, posługując się opracowanym modelem i procedurami obliczeniowymi wykorzystującymi do opisu siły tarcia dynamiczny model tarcia Dahla. Weryfikację modelu przeprowadzono poprzez porównanie wyznaczonych na drodze obliczeń numerycznych przebiegów czasowych siły tarcia i jej składowych z analogicznymi przebiegami wyznaczonymi doświadczalnie na specjalnie zbudowanym do tego typu badań stanowisku badawczym.

EN

The results of numerical simulation analyses of the influence of transverse tangential vibrations on the friction force and the trajectory of shifted body as well as the trajectory of the free end of spring-damping element modelling the deformable contact zone have been presented in the paper. The analyses were carried out in the Matlab/Simulink environment with the use of the original, developed by authors model, in which for friction force description the dynamic, Dahl’s friction model, was used. Verification of developed model was done through the comparison of time profiles of friction force and its components calculated numerically with those determined experimentally on especially for this purpose designed test rig.

18

Method for estimating the static friction degree in the slide pair of the miniaturised electrohydraulic servomechanism

Ułanowicz L., Żyluk A.

Journal of KONES

|

2018

|

Vol. 25, No. 2

399--407

EN

One of the most important parameters specifying the usability of the miniaturised electrohydraulic servomechanism includes a static friction degree in its slide pairs, i.e. resistance of the slider’s movement from rest after some time of its staying at rest under pressure. Therefore, at the stage of designing and construction of the electrohydraulic servomechanism, it is important to determine the greatest static friction degree, which may arise in the slider hydraulic pair of this device during its operation. The objective of this article is to present a method for estimating the maximum static friction values in the slide pair based on the extreme value theory. The operation and loading conditions of the slide pair of the electrohydraulic servomechanism for the unmanned aircraft control system were described. The procedure for estimating the maximum static friction degree in the slide pair with the use of the extreme and probabilistic grid was presented. The extreme and probabilistic grid structure was based on the Gumbel probability graph. The graphic presentation of results of the static friction experimental studies in the slide pair on the extreme and probabilistic grid was discussed. By using the graphics method, the empirical dependence of the static friction force in the slide pair on the working fluid pressure in the hydraulic drive (loading conditions) was determined. A practical example of estimating the maximum values of the static friction force that may occur in the slider hydraulic pair of the miniaturized electrohydraulic servomechanism is shown.

19

Friction losses in a linear hydraulic motor as a result of the influence of the control structure and oil viscosity

Skorek G.

Journal of KONES

|

2018

|

Vol. 25, No. 4

377--384

EN

The problem of energy tests of hydraulic systems with hydraulic cylinders, seemingly simple displacement machines, is more complex than that of rotary hydraulic systems. The results of the researches provide an insight into the impact of external loads, required speed, structure of the power supply system, viscosity of hydraulic oil on friction loss, and the efficiency of cylinder drive. The hydraulic cylinder is the strongest structure in the system. Failure of the system is most likely due to failure of the pump supplying the cylinder. The high load of the pump is often caused by the very low energy efficiency of the cylinder, which, despite a relatively low external load, requires high inlet pressure due to large mechanical losses of friction between the piston and the cylinder and between the piston rod and gland. These losses depend on the type of seal used, its shape, the material it is made from, pre-clamp, and the operating parameters of the cylinder. Improperly sealed or assembled seals can cause energy losses of up to 25%. Due to the use of moving seals in the hydraulic cylinder, its energy behaviour is completely different compared to the energy behaviour of a rotary motor, which does not have any seals. The friction force connected with the work of the sealing joints and the mechanical efficiency of the cylinder are determined not only by the external load but also by the method of the applicable supply of the cylinder resulting from the throttling structure, and in particular the pressure level generated in the discharge chamber of the cylinder.

20

Analysis of the influence of the changes in the value of dynamic viscosity coefficient in the direction of oil film thickness on the journal bearing load carrying capacity

Miszczak A.

Journal of KONES

|

2018

|

Vol. 25, No. 3

355--362

EN

This article presents the results of numerical calculations of the hydrodynamic pressure distribution, load carrying capacity, friction force and friction coefficient of the slide journal bearing, if the assumed model of hydrodynamic lubrication takes into account the dependence of oil viscosity values on its temperature in all three directions of the adopted coordinate system, in particular, also across the thickness of the lubricant layer. This research considered the slide journal bearing lubricated with the Newtonian oil. The flow of oil was modelled as laminar and stationary. The bearing bushing had a full angle of wrap and its surfaces were smooth. In order to obtain hydrodynamic pressure distributions, the Reynolds type equation was numerically solved by application of the finite difference method (FDM). The numerical procedures for this research were prepared with the Mathcad 15 software. When adopting the classic models and simplifications for the hydrodynamic lubrication and a thin boundary layer, it is assumed, that the hydrodynamic pressure of lubricating oil does not depend on the position measured across the height of the lubrication gap. On the other hand, it is known, that the dynamic viscosity strongly depends on the temperature, which is a function of all three spatial variables. The aim of this work is to include, in the hydrodynamic lubrication model, the changes of viscosity in the direction of oil film thickness, and to investigate how it will affect the hydrodynamic pressure distribution and load carrying capacity of the journal bearing.