Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

45 Years of Deliberations on the Thermo-Mechanical Interpretation of Friction and Wear. Part I. The Macroscopic Interpretation of the Tribological Process

Sadowski Jan

Tribologia

|

2022

|

nr 2

55--66

EN

This first part will consider the friction couple or its part, identified with the open thermodynamic system. Dependences among extensive parameters and energetic interactions in the system and its boundaries with the environment are described in analytical terms. The dimensions of the energy dissipation zone, where the friction of solids takes place, are established. The thermo-mechanical nature of the tribological process is demonstrated. The wear conditions and distribution of energy generated by its particular elements are determined. A new quantity is introduced – the specific work of wear, which characterises the wear resistance of the tribological system and its parts. The effect of the reciprocal cover of solids’ friction surfaces on the energy balance structure in calorimetric testing is analysed. The concept of generalised wear is introduced and standardised. The discussion is restricted to processes at the macroscopic level of matter organisation.

PL

Przedmiotem rozważań w pierwszej części pracy jest para tarciowa lub jej fragment utożsamiona z systemem termodynamicznym otwartym. Opisano analitycznie zależności między parametrami ekstensywnymi i oddziaływaniami energetycznymi w systemie i na jego graniach z otoczeniem. Ustalono wymiary strefy dyssypacji energii, w której zachodzi tarcie ciał stałych. Wykazano cieplno-mechaniczną naturę procesu tribologicznego. Ustalono warunki zachodzenia zużywania i rozdziału energii rozproszonej przez poszczególne jego elementy. Wprowadzono nową wielkość – pracę właściwą zużycia, charakteryzującą odporność na zużywanie systemu tribologicznego i jego elementów. Zanalizowano wpływ wzajemnego przykrycia powierzchni tarcia ciał na strukturę bilansu energii w badaniach kalorymetrycznych. Wprowadzono pojęcie zużycia uogólnionego i jego standaryzację. Rozważania ograniczono do procesów zachodzących na makroskopowym poziomie hierarchicznym organizacji materii.

2

Determination of the friction work of a link chain interworking with a sprocket drum

Sobota P.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 3

805--822

EN

The significant abrasive wear of sprocket drum teeth and seats bottoms is observed during the exploitation of longwall scraper conveyors. For this reason, it is important to determine friction work in sliding conditions of the horizontal link on the tooth seat bottom and on the tooth flank and friction work in the joint of links in the context of such nodes’ abrasive wear. The different construction variants of sprocket drums can be compared by determining friction work in the sliding positions of the horizontal link on the drum. The determination of the losses of the power transmitted is a requisite condition in such situation for determining the efficiency values of chain meshing. The friction work of the friction couple of a sprocket drum - link chain consists of friction work of the horizontal link in the places where it contacts with the seat bottom Ag and the tooth flank Af and friction work in the joints of a horizontal link in the contact place with vertical links: in the front joint Ap and the rear joint At. The article presents dependencies enabling to determine the value of such work for specific geometric relations between the chain and the drum and different friction conditions. The curves of relative friction work and the values of total friction work on the seat bottom, on the tooth flank and in a front and rear joint of links are presented for examples of friction conditions.

PL

W czasie eksploatacji ścianowych przenośników zgrzebłowych obserwuje się znaczne zużycia ścierne powierzchni zębów i den gniazd bębnów łańcuchowych. Z tych powodów ważne jest określenie pracy tarcia w warunkach poślizgu ogniwa poziomego na dnie gniazda i na flance zęba oraz pracy tarcia w przegubach ogniw w aspekcie zużycia ściernego tych węzłów. Wyznaczenie pracy tarcia w miejscach poślizgu ogniwa poziomego na bębnie daje możliwość porównania różnych wariantów konstrukcyjnych bębnów łańcuchowych. Określenie strat przenoszonej mocy jest przy tym istotnym warunkiem określenia wartości sprawności zazębienia łańcuchowego. Na pracę tarcia pary ciernej bęben łańcuchowy - łańcuch ogniwowy składa się praca tarcia ogniwa poziomego w miejscach jego kontaktu z dnem gniazda Ag i flanką zęba Af oraz praca tarcia w przegubach ogniwa poziomego w miejscach kontaktu z ogniwami pionowymi: w przegubie przednim Ap i w przegubie tylnym At. W artykule przedstawiono zależności umożliwiające wyznaczenie wartości tych prac dla określonych relacji geometrycznych pomiędzy łańcuchem a bębnem i różnych warunków tarcia. Dla przykładowych warunków tarcia, zaprezentowano przebiegi względnej pracy tarcia oraz wartości sumarycznej pracy tarcia na dnie gniazda, na flance zęba oraz w przegubie przednim i tylnym ogniw. W czasie eksploatacji ścianowego przenośnika zgrzebłowego następuje - głównie na skutek zużycia - zwiększenie podziałki łańcucha ogniwowego. Zwiększenie długości podziałki łańcucha wynoszące Δp najczęściej opisuje się względnym zwiększeniem podziałki odniesionym do podziałki technologicznej Δp/p i wyrażonym w procentach. Podczas współdziałania bębna łańcuchowego o wymiarach normowych z łańcuchem o zwiększonej podziałce nabiegające ogniwo poziome nie styka się z dnem gniazda na całej swej długości. To zazębienie charakteryzuje się tym, że ogniwa poziome łańcucha znajdujące się na bębnie łańcuchowym o liczbie zębów z są nachylone względem den gniazd pod kątem ε tak, że ich torusy przednie stykają się dnami gniazd a torusy tylne stykają się z bokami roboczymi segmentów zębów bębna o kącie pochylenia względem dna gniazda β. W celu jednoznacznego opisu położenia ogniw łańcucha w gniazdach bębna (rys. 1) wyznaczyć należy kąt nachylenia ogniw względem den gniazd koła ε, odległość środka przegubu przy torusie przednim ogniwa poziomego od początku boku wieloboku foremnego u oraz kąt obrotu ogniwa pionowego względem poprzedzającego ogniwa poziomego w środku przegubu przy torusie tylnym ogniwa poziomego αu. Im większe wydłużenie względne podziałki tym większe wartości osiągają parametry opisujące położenie ogniw w gniazdach koła łańcuchowego (ε, u oraz αu). Ze względu na powtarzalność położenia ogniw w gniazdach bębna łańcuchowego o liczbie zębów z podczas nabiegania łańcucha następuje cykliczne obciążanie kolejnych den gniazd, flanek zębów i ogniw w czasie obrotu bębna łańcuchowego o kąt podziałowy φ = 2π/z. W zakresie obrotu bębna łańcuchowego o kąt podziałowy wyróżniono trzy przedziały charakteryzujące się odmiennym sposobem obciążenia elementów bębna łańcuchowego (rys. 2÷4). Poślizg torusa przedniego ogniwa poziomego na dnie gniazda ma miejsce w pierwszym przedziale obciążenia bębna o kąt podziałowy. W przedziale tym wyróżnić można w przegubie przednim dwie fazy: toczenia i poślizgu ogniw. Wyznaczono drogę tarcia oraz pracę tarcia na dnie gniazda podczas toczenia się ogniw oraz podczas poślizgu ogniw w przegubie przednim (zależności 5÷17). Wykorzystując te zależności wyznaczono drogę tarcia i pracę tarcia na dnie gniazda bębna łańcuchowego o liczbie zębów z = 7, współdziałającego z łańcuchem wielkości 34 ×126 mm o podziałkach ogniw wydłużonych o Δp/p = 0,5% i Δp/p = 3,0%. Pracę tarcia na dnie gniazda Ag wyznaczono całkując numerycznie iloczyn drogi tarcia i odpowiedniej wartości siły R w punkcie styku ogniwa z dnem gniazda. Z powodu względnego określenie siły w punkcie styku w stosunku do wartości siły nabiegającej R/SH również pracę tarcia wyznaczono jako względną w stosunku do siły nabiegającej jako Ag /SH. Względną pracę tarcia na dnie gniazda wyznaczono w funkcji kąta obrotu bębna dla różnych wartości współczynnika tarcia na dnia gniazda (rys. 8÷9). Od chwili, w której wartość siły R spada do zera przy kącie obrotu bębna φR0, rozpoczyna się przedział trzeci kąta podziałowego, w którym na flance zęba pojawia się siła T prostopadła do reakcji F i skierowana w stronę głowy zęba, niezbędna do utrzymania ogniwa poziomego w równowadze (rys. 4). Zapobiega ona poślizgowi torusa tylnego ogniwa poziomego po flance zęba w stronę dna gniazda. Sformułowano warunek wystąpienia poślizgu torusa tylnego ogniwa poziomego po flance zęba i wyznaczono drogę poślizgu i względną pracę tarcia Af /SH dla tego przypadku (zależności 20÷21). W czasie obrotu bębna łańcuchowego o kąt podziałowy następuje wzajemny obrót ogniwa poziomego względem poprzedzającego go ogniwa pionowego w przegubie przednim oraz wzajemny obrót ogniwa pionowego następującego po ogniwie poziomym wokół torusa tylnego ogniwa poziomego w przegubie tylnym. W obydwóch przegubach wyróżnić można dwie fazy obrotu ogniw: toczenia się i poślizgu ogniw w przegubie. Wyznaczono sumaryczną pracę tarcia w przegubie przednim Ap, będącą sumą pracy tarcia przy toczeniu i poślizgu ogniw (zależności 22÷26) oraz pracę tarcia w przegubie tylnym At (zależności 30÷39). Dla określonych warunków tarcia oraz obciążenia ogniw wyznaczono względną pracę tarcia w przegubie przednim Ap /SH i tylnym At /SH przy obrocie bębna łańcuchowego o kąt podziałowy (rys. 12÷13).

3

System wielkości charakteryzujący potencjalną i oddzieloną cząstkę zużycia tribologicznego

Sadowski P.

Tribologia

|

2011

|

nr 6

183-190

PL

Wyróżniono dwa rodzaje cząstek zużycia: oddzieloną i potencjalną. Przedstawiono system wielkości dający kompleksową charakterystykę geometryczną i fizyczną potencjalnej i oddzielonej cząstki zużycia. Charakterystyki te opisano funkcjami wielkości możliwych do uzyskania z badań eksperymentalnych. Wprowadzono wielkość krytycznej zakumulowanej energii właściwej i podano przykłady uzyskanych wartości dla przeprowadzonych badań.

EN

Two types of wear particles are distinguished: separated and potential. The research presents a system of values that gives comprehensive geometrical and physical characteristics of potential and separated wear particles. These characteristics describe functions of values obtainable from experimental studies. Introduced value critical accumulated specific energy and gives examples of achieve values for the tests.

4

Model elementarnego procesu zużywania ściernego

Sadowski P.

Tribologia

|

2009

|

nr 4

179-188

PL

W pracy przyjęto model geometryczny ścierania metali ziarnem w kształcie stożka. Dla powyższego założenia określono sposób wyznaczania geometrii cząstek zużycia oraz związanych z nimi porcji energii mechanicznej. Uwzględniono pracę tarcia, twardość materiału, obciążenie normalne pary tarciowej, liniową intensywność zużywania, wymiary powierzchni nominalnej styku ciał oraz współczynnik sprawności zużywania. Przytoczono wybrane przykłady obliczeń charakterystyk geometrycznych i energetycznych cząstek zużycia dla mechanizmu zużywania ściernego metali.

EN

The work assumed a geometric model of metal abrasion with a coneshaped grain. This assumption was used to define a method to calculate wear particle geometry and connect them with portions of mechanical energy. Friction work, the hardness of material, the standard load of the friction pair, the linear intensity of wear, the size of the nominal surface of object contact, and the coefficient of the efficiency of wear were all taken into account. Selected examples of calculations of geometric and energy characteristics wear particles for abrasive wear mechanism of metals are given.

5

Operation of slide journal bearings in unsteady energetic description.

Girtler J.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2004

|

Vol. 39, nr 1

7-17

EN

The paper includes a proposal of interpretation that valuates operations, which (just like operation of Hamilton and Maupertius showed in classical mechanics and operation resulting from changes of body momentum) is considered as a physical quantity with a unit of measure: joulesecond (joule x second). Original method of analysis and estimation of slide journal bearing operation has been also presented with regards to its reliability and safety. The homogeneous process of Poison has been applied in order to substantiate the usability of such interpreted operation. This process has enabled constructing a model of run of getting-worse bearing operation with the operation time going by. Thus, the model is a random process of homogeneous and independent gains in energy lost due to friction and bearing wear.

PL

W artykule zaproponowano interpretację wartościującą działania, które (podobnie jak przedstawione w mechanice klasycznej działania Hamiltona i Maupertiusa oraz działanie wynikające ze zmiany pędu ciała) są rozpatrywane jako wielkość fizyczna o jednostce miary zwanej dżulosekundą [dżul x sekunda]. Przedstawiono propozycję ilościowej interpretacji działania dowolnego poprzecznego łożyska ślizgowego, w którym zachodzą oddziaływania energetyczne w określonym czasie. Uzasadniono, że w przypadku przyjęcia zaproponowanej interpretacji działania poprzecznych łożysk ślizgowych, w których następują przemiany energetyczne, działanie może być nośnikiem informacji o stanie tych łożysk, a więc - sygnałem diagnostycznym. Przedstawiono oryginalną metodę analizy i oceny działania łożyska ślizgowego z uwzględnieniem jego niezawodności i bezpieczeństwa funkcjonowania. Przedstawione zostały także możliwości zastosowania tej metody w procesie podejmowania decyzji. Do uzasadnienia przydatności tak interpretowanego działania zastosowano jednorodny proces Poissona. Proces ten umożliwił skonstruowanie modelu przebiegu pogarszania się działania łożyska z upływem czasu jego funkcjonowania. Modelem tym jest więc proces losowy o jednorodnych i niezależnych przyrostach energii traconej z powodu tarcia oraz wskutek zużycia łożyska.

6

Metoda energetyczno-czasowa oceny działania poprzecznych łożysk ślizgowych

Girtler J.

Tribologia

|

2002

|

nr 1

215-226

PL

W artykule zaproponowano interpretację wartościującą działania, które (podobnie jak przedstawione mechanice klasycznej działania Hamiltona i Maupertiusa oraz działanie wynikające ze zmiany pędu ciała) jest rozpatrywane jako wielkość fizyczna o jednostce miary zwanej dżulosekundą [dżul x sekunda]. Przedstawiono oryginalną metodę analizy i oceny działania łożyska ślizgowego z uwzględnieniem jego niezawodności i bezpieczeństwa funkcjonowania. Do uzasadnienia przydatności tak interpretowanego działania zastosowano iednorodny proces Poissona. Proces ten umożliwił skonstruowanie modelu przebiegu pogarszania się działania łożyska z upływem czasu jego funkcjonowania. Modelem tym jest więc proces losowy o jednorodnych i niezależnych przyrostach energii traconej z powodu tarcia oraz wskutek zużycia łożyska.

EN

The paper presents the suggestion of the quantitative interpretation of operation, which (just like in physics: the operations of Hamilton and Maupertius and the operation issuing from the changes of body momentum) is considered as a physical quantity of the unit of measure: named a joule-second [joule x second]. It has been also showed that the interpretation of work can be considered as the reliability index, and in special cases - as the safety index of bearing's work. To give the grounds for such usability of mentioned bearing's work, the homogeneous process of Poisson has been applied. This process has enabled constructing the model of a run of getting worse (decreasing) work of a bearing with the lapse of work time. Thus, such the model is a random process of homogeneous and independent gains in grows of loss energy as the result of friction in the bearing and of using it in determined time.