Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Możliwości smarowania pojazdów szynowych stosowanych w górnictwie

Posmyk Andrzej, Bąkowski Henryk

Inżynieria Górnicza

|

2019

|

nr 2-3

30--32

PL

W pracy przedstawiono możliwości wykorzystania wybranych smarów stałych i urządzeń do ich zastosowania do smarowania w skojarzeniach tocznych i ślizgowych maszyn i urządzeń w zależności od warunków użytkowania, w tym maszyn stosowanych w górnictwie. Zarówno smary stałe w postaci kostek, jak i ich aplikatory sprawdziły się w smarowaniu obrzeży kół kolejowych podczas jazdy po łuku, kiedy dodatkowe zużycie obręczy koła i główki szyny jest spowodowane siłami odśrodkowymi.

EN

The paper presents the possibilities of using selected solid greases and devices used for their application for lubricating the rolling and sliding contacts of machines and devices, depending on operational conditions, including machines used in mining. Both solid greases in the form of blocks and their applicators have turned out to be effective in lubricating the edges of railway wheels while driving around a curve, when the additional wear of the wheel rim and the rail head is caused by centrifugal forces.

2

The Tribological Characteristics of the Polymer Composition in the Reciprocating Motion in the Presence of Abrasive Materials

Pawelec Z.

Tribologia

|

2018

|

nr 6

119--124

EN

The article presents the results of the studies of resistance to abrasive wear of regenerative chemically curable a metal–polymer composite. The metal–polymer composite is used for the regeneration of guide systems of cutting machines and the classical construction association in steel-steel sliding guides. The tribological tests were carried out using a T–17 tester in reciprocating motion for various friction node loads of the 100 N, 150 N, and 200N. The studied combinations of machine oil contaminated by grinding dust of different chemical compositions were lubricated. Based on the studies carried out, it was found that the combination of polymersteel composite is characterized by greater abrasive wear resistance in the accepted study conditions than the steel-steel combination.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odporności na zużywanie ścierne regeneracyjnego chemoutwardzalnego kompozytu metalopolimerowego stosowanego do regeneracji układów prowadnicowych obrabiarek skrawających oraz klasycznego skojarzenia konstrukcyjnego w prowadnicach ślizgowych stal–stal. Testy tribologiczne przeprowadzono z wykorzystaniem testera T-17 w ruchu posuwisto-zwrotnym dla różnych obciążeń węzła tarcia 100 N, 150 N i 200 N. Badane skojarzenia smarowano olejem maszynowym zanieczyszczonym pyłem szlifierskim o zróżnicowanym składzie chemicznym. Na podstawie przeprowadzonych eksperymentów stwierdzono, że skojarzenie kompozyt polimerowy–stal charakteryzuje się większą odpornością na zużycie ścierne w przyjętych warunkach badań niż skojarzenie stal–stal.

3

Nowa technologia infiltracji (impregnacji) porowatych struktur układów tribologicznych z cząstkami smarów stałych i powłok otrzymywanych technologią metalurgii proszków

Wiśniewska-Weinert H., Lijewski M., Sulej-Chojnacka J., Leshchynsky V.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2016

|

T. 27, nr 1

59--71

PL

W skali światowej ok. 30–50% energii produkowanej corocznie pochłaniają opory tarcia. Ważnymi zjawiskami towarzyszącymi tarciu, o dużym znaczeniu technicznym, są procesy zużywania materiałów trących oraz smarowanie. Zużycie tribologiczne jest rodzajem zniszczenia powierzchni spowodowanego procesami tarcia, w którym następuje zmiana struktury i fizycznych własności warstw wierzchnich obszarów styków, jak również lokalne ubytki masy. Intensywność zużycia tribologicznego zależy od odporności na ścieranie obszarów tarcia warstw wierzchnich oraz od rodzaju oddzia- ływania. W celu wydłużenia czasu użytkowania części maszyn cząstki smarów stałych są zwykle dodawane do proszków metali przed procesem spiekania. Jednak skuteczność działania tych materiałów jako smarów jest bardzo niska ze względu na degradację termiczną podczas spiekania detali proszkowych. W takim przypadku technika ciśnieniowej impregnacji spieczonych części proszkowych wydaje się być dobrym rozwiązaniem. Dlatego tak ważnym elementem jest dobranie odpowiedniego smarowania oraz modyfikacja warstwy wierzchniej. W pracy przedstawiono wyniki badań nad nową technologią impregnacji ciśnieniowej. Metoda ta stosowana jest do modyfikacji tulei ślizgowych. Istotnym elementem nowo opracowanej technologii są parametry prowadzonego procesu oraz właściwości fizyczne (rodzaj, wielkość, struktura, geometria) impregnowanych cząstek smaru stałego. Modyfikacja warstwy wierzchniej za pomocą procesu impregnacji ciśnieniowej współpracujących układów tribologicznych wpływa na wydłużenie czasu pracy określonych par trących. Celem pracy było scharakteryzowanie technologii impregnacji ciśnieniowej, zjawisk zachodzących podczas infiltracji oraz określenie parametrów technologii impregnacji ciśnieniowej.

EN

On a global scale approx. 30–50% of energy generated every year is absorbed by friction resistance. Important phenomena, which accompany friction and have great technical importance, include processes of wear of friction materials and lubrication. Tribological wear is a type of surface destruction caused by friction processes, which result in change of structure and physical properties of surface area of contacts as well as local weight losses. Intensity of tribological wear depends on resistance of surface layer friction areas to abrasion as well as type of influence exerted. In order to extend the period of use of machine parts, HTSL particles are usually added to metal powders before sintering processes. However, such materials are barely effective as grease due to thermal degradation during sintering of powder details. In this case the technique of pressure impregnation of sintered powder parts appears to be a good solution. Therefore, selection of appropriate lubrication and modification of the surface layer is a very important element. This work presents results of research on a new technology of pressure impregnation. This method is used for modification of slide sleeves. Significant elements of the newly developed technology include parameters of the process conducted and physical properties (type, size, structure, geometry) of impregnated HTSL particles. Modification of the surface layer with the use of the pressure impregnation process of cooperating tribological systems influences the service life of specified friction pairs. The aim of this work was to characterize the pressure impregnation technology and phenomena appearing during infiltration as well as determination of parameters of the pressure impregnation technology.

4

Designing cylinder liners made from hybrid composites containing solid lubricants

Posmyk A., Myalski J.

Composites Theory and Practice

|

2016

|

R. 16, nr 1

15--19

EN

The paper presents the basic knowledge for designing cylinder sleeves made of hybrid composites containing solid lubricants. The matrix for the described composites could be aluminium wrought alloys used for manufacturing pistons, for example AlCu4Ni2Mg or cast aluminium-silicon alloys used for blocks and cylinder sleeves for engines and compressors, for example AlSi12NiCuMg. These composites should contain two kinds of reinforcing phase, i.e. strengthening Al2O3 or SiC foam and thin layers of glassy carbon. Ceramic foam increases the compressive strength and wear resistance of the composite and decreases the thermal conductivity. Glassy carbon plays the role of a solid lubricant. A cylinder sleeve manufactured of a composite containing particles or spheres of aluminium oxide will possess other properties than one made of a composite containing silicon carbide. The reason for that is the different thermal conductivity for Al2O3 (λ = 20÷30 W/(mK)) and SiC (λ =100÷130 W/(mK)). Cylinder sleeves manufactured of a composite containing ceramic foams (Al2O3 or SiC) will possess a similar, but much lower thermal conductivity (for Al2O3 foam λ = 0.2 W/(mK) and SiC foam λ = 0.12 W/(mK) at temperatures of 20÷200°C. It is very important for air compressors in which the piston rings are manufactured of composite plastics.

PL

Przedstawiono podstawy projektowania tulei cylindrowych z kompozytów hybrydowych zawierających smary stałe. Osnową opisanych kompozytów mogą być stopy aluminium do przeróbki plastycznej stosowane na tłoki, np. AlCu4Ni2Mg, lub odlewnicze stopy aluminium z krzemem stosowane na kadłuby i tuleje cylindrowe silników i sprężarek tłokowych, np. AlSi12NiCuMg. Osnowę kompozytów na cylindry siłowników mogą stanowić stopy aluminium z magnezem. Kompozyty te powinny zawierać dwa rodzaje fazy zbrojącej, tj. umacniającą piankę z tlenku aluminium lub węglika krzemu oraz cienkie warstewki węgla szklistego. Pianka ceramiczna zwiększa wytrzymałość na ściskanie i odporność na zużycie kompozytu oraz zmniejsza przewodność cieplną, a węgiel szklisty pełni rolę smaru stałego. Tuleja cylindrowa wykonana z kompozytu zawierającego cząstki lub sfery z tlenku aluminium będzie miała inne właściwości cieplne niż zawierająca cząstki SiC, ze względu na mniejszy współczynnik przewodności cieplnej (λ = 20÷30 W/(mK)) dla Al2O3) niż tuleja zawierająca węglik krzemu (λ = 100÷130 W/(mK)). Tuleje wykonane z kompozytu z osnową siluminową zawierającego cząstki z SiC będą miały lepszą stabilność wymiarową, ponieważ przewodność cieplna materiału osnowy jest zbliżona do przewodności cieplnej SiC. Tuleje cylindrowe wykonane z kompozytu zawierającego pianki z tlenku aluminium lub węglika krzemu będą miały zbliżoną przewodność cieplną, jednak znacznie mniejszą niż tuleja zawierająca cząstki, ponieważ przewodność cieplna pianki Al2O3 wynosi λ = 0,2 W/(mK), a SiC λ = 0,12 W/(mK) w temperaturze 20÷200°C. Jest to bardzo istotne w sprężarkach powietrza, w których pierścienie tłokowe są wykonane z kompozytowych tworzyw sztucznych.

5

Statyczno-kinetyczne charakterystyki kompozytów polimerowych zawierających zdyspergowany politetrafluoroetylen

Pawelec Z., Kowalewski P.

Tribologia

|

2015

|

nr 2

115--124

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań współczynnika tarcia statycznego i kinetycznego regeneracyjnych kompozytów metalopolimerowych w ruchu posuwisto-zwrotnym. Osnową kompozytów była żywica epoksydowa napełniona proszkiem żelaza, a jako dodatek niskotarciowy zastosowano polimer termoplastyczny – tarflen otrzymywany metodą suspensyjną. Sporządzono serię kompozytów o zawartości 5, 10 i 15 cz. wag. politetrafluoroetylenu (PTFE). Do sieciowania kompozytów zastosowano poliaminę alifatyczną (trietylenotetraaminę). Proces sieciowania prowadzono w temperaturze pokojowej. Do wyznaczenia współczynnika tarcia statycznego i kinetycznego skojarzeń kompozy–stal wykorzystano specjalistyczne stanowisko, z układem przystosowanym do badania tarcia ślizgowego w ruchu posuwisto-zwrotnym. Według opracowanej metodyki zbadano również podatność badanych skojarzeń materiałowych na występowanie efektu stick-slip. Pomiary wykonano przy różnych naciskach jednostkowych charakterystycznych dla układów prowadnicowych obrabiarek skrawających (0,5; 1,0; 1,5 i 2,0 MPa). Wyznaczono również statyczno-dynamiczne charakterystyki tarcia typowego skojarzenia materiałowego w układach prowadnicowych: stal–stal. Na podstawie otrzymanych wyników badań stwierdzono, że zastosowany jako modyfikator właściwości kompozytów politetrafluoroetylen wpływa korzystnie na charakterystyki tribologiczne kompozytów. Skojarzenie kompozyt–stal charakteryzuje się mniejszym współczynnikiem tarcia statycznego i mniejszą podatnością na występowanie efektu stick-slip niż klasyczne skojarzenie materiałowe stal–stal.

EN

The paper presents the results of static and dynamic friction force measurements for metal-polymer regeneration composites obtained in a reciprocating motion. The composite matrix was epoxy resin filled with iron powder, and a solid lubricant – polytetrafluoroethylene – tarflen obtained by suspension method. The composites with various quantitative contents of polytetrafluoroethylene (PTFE) 5, 10 and 15% were prepared. The composites were cross-linked at room temperature. The static and dynamic friction coefficient of composite-steel tribosystems was measured by means of a special test rig with a tribosystem adapted for sliding friction investigation under reciprocation motion. Using the elaborated methodology the stick-slip phenomena occurred in the investigated tribosystems was analysed. The measurements were performed under various unit pressures typical for the sliding guides in cutting machines (0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 MPa). As a reference the static and dynamic characteristics of the steel – steel tribosystem was investigated. On the basis of obtained test results, it was concluded that polytetrafluoroethylene used as a friction modifier improves the tribological properties of the composite. The composite-steel tribosystem shows lower static friction coefficient and reduced stick-slip phenomena than conventional steel-steel tribosystem.

6

Impregnacja smarami stałymi i zastosowanie wysokotemperaturowych części proszkowych

Lijewski M., Leshchynsky V.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2015

|

T. 26, nr 2

133-146

PL

Nowoczesne układy tribologiczne są bardzo często poddawane trudnym warunkom pracy. Najbardziej skomplikowany proces tribologiczny występuje w układach współpracujących związanych ze smarowaniem mieszanym i granicznym. Dotyczy to zwłaszcza jednostek eksploatowanych w podwyższonych temperaturach. W takich warunkach konwencjonalne metody smarowania działają znacznie mniej efektywnie i poszukiwane są nowe rozwiązania. Od niedawna alternatywną koncepcją okazał się kierunek adaptacji na środki smarujące nanocząstek smarów stałych o strukturze płytkowej [1, 2, 3]. W pracy zostały przedstawione wyniki badań tribologicznych i strukturalnych smarów stałych. Praca obejmuje także prezentację wyników badań smarów stałych poddanych innowacyjnej metodzie mechanicznego rozwarstwiania materiałów. Efektem procesu rozwarstwiania jest obecność płatków o strukturze nanometrycznej. Tego typu materiały cechują się znacznie lepszymi właściwościami tribologicznymi [2, 4]. Testy tribologiczne zostały przeprowadzone na testerach T-10 i T-21 (Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy ITeE-PIB w Radomiu). Badaniu poddano MoS2, WS2, h-BN, BaF2, CaF2 oraz mieszaniny MoS2 z dodatkiem grafitu i WS2 z do-datkiem grafitu. Proces mikromechanicznego rozwarstwiania smarów realizowano na nagniatarce proszkowej (NP-1). Badania SEM wykonano za pomocą mikroskopu FEI-INSPECT-S z przystawką EDSEDAX, znajdującego się w Instytucie Obróbki Plastycznej (INOP) w Poznaniu. Uzyskane wynik wykazały, że nanocząstki smarów stałych: MoS2, WS2, MoS2 z dodatkiem grafitu, WS2 z dodatkiem grafitu, są materiałami, które znajdą zastosowanie w modyfikacji warstwy wierzchniej części stosowanych na elementy pracujące w trudnych warunkach eksploatacyjnych. Zastosowanie tego typu smarów pozwala na zmniejszenie i uzyskanie współczynnika tarcia poniżej 0,1, co bezpośrednio wpływa na 2-3-krotne zwiększenie trwałości elementów współpracujących jako pary trące. Otrzymane siarczkowe nanocząstki grafenopodobne smarów stałych oraz mieszaniny z grafitem, charakteryzują się małym współczynnikiem tarcia, dobrą wytrzymałością na wysokie obciążenia i dużą stabilnością mechaniczną i chemiczną oraz wysoką odpornością na zużycie [3, 4].

EN

Modern tribological systems are very often subjected to difficult operating conditions. The most complicated tribological process occurs in mating systems associated with mixed and boundary lubrication This especially concerns units used at elevated temperatures. Under such conditions, conventional methods of lubrication are much less effective; new solutions are being sought. Recently, the direction of adaptation to lubricating agents consisting of nanoparticles of solid lubricants with a plate structure has arisen as an altertive concept [1, 2, 3]. The results of tribological and structural tests of solid lubricants are presented in this work. The work also includes the presentation of results of tests of solid lubricants subjected to an innovative method of mechanical delamination of ma-terials. An effect of the delamination is the presence of nanostructured flakes. Materials of this type exhibit significantly better tribological properties [2, 4]. Tribological tests were conducted on T-10 and T-21 testers (Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, ITeE-PIB in Radom). Testing was performed on MoS2, WS2, h-BN, BaF2, CaF2, and a mixture of MoS2 with an addition of graphite and WS2 with an ad-dition of graphite. The process of micromechanical delamination of lubricants was carried out with a powder burnishing tool (NP-1). SEM tests were performed using an FEI-INSPECT-S microscope with an EDSEDAX attachment, located at the Metal Forming Institute (INOP) in Poznan. The results obtained showed that nanoparticles of solid lubricants — MoS2, WS2, MoS2 with the addition of graphite, and WS2 with the addition of graphite — are materials that will find applications in the modification of the surface layers of parts used for components working in difficult usage conditions. The use of this type of lubricant allows for decreasing the friction coefficient and achieving a value be-low 0.1, which directly effects a 2–3-time increase in the durability of components co-operating as friction pairs. The obtained graphene-like sulphide nanoparticles of solid lubricants and mixtures with graphite are characterized by a low coefficient of friction, good endurance under heavy loads, high mechanical and chemical stability, and high resistance to wear [3, 4].

7

Wpływ submikrometrycznych cząstek smarów stałych w warstwie wierzchniej części pracujących w podwyższonych temperaturach na właściwości tribologiczne

Lijewski M., Leshchynsky V., Wiśniewska-Weinert H., Sulej-Chojnacka J.

Tribologia

|

2014

|

nr 3

119--130

PL

W wysokich temperaturach tradycyjne środki smarujące tracą swoje właściwości. Opracowanie nowych technologii smarowania i środków smarnych do praktycznego zastosowanie w przemyśle jest wyzwaniem wielu krajowych i zagranicznych ośrodków badawczo-naukowych [L. 1, 2]. W artykule opisano procesy tribologiczne: tarcie i zużycie współpracujących układów tribologicznych działających w wysokich temperaturach. Badane pary trące zostały poddane procesowi modyfikacji (impregnacji) jednego z elementów pary trącej – tarczy submikrometrycznymi cząstkami smarów stałych. Własności eksploatacyjne wytworzonego filmu smarnego są zależne od właściwości chemicznych i fizycznych skomponowanej substancji smarującej [L. 1]. W pracy przedstawiono morfologię cząstek smarów stałych otrzymanych technologią RCT (Rolling Cleavage Technology). Jest to proces rozdrabniania materiałów, w wyniku którego zostaje wytworzona struktura submikrometryczna (frakcja nano i mikro). W wyniku zmiany wielkości cząstek następuje zmiana właściwości danego materiału. Celem pracy było wyznaczenie wpływu warunków tarcia, rodzaju i morfologii cząstek smarów stałych na proces zużycia. Analiza otrzymanych wyników dowodzi, że smary stałe MoS2 i WS2 z dodatkiem grafitu obniżają współczynnik tarcia i zużycie elementów współpracujących, powodując wydłużenie ich czasu pracy. Dodatek grafitu powoduje zachowanie właściwości tribologicznych mieszanki smarnej na bazie MoS2 i WS2 w wyższych temperaturach. Natomiast takie smary stałe jak BaF2, CaF2 i h-BN nie spełniają wymagań tribologicznych dla układów pracujących w wysokich temperaturach.

EN

In the case of high temperatures, traditional lubricating agents lose their properties. An important element is the development of new means of lubrication applicable to industry. The lubrication of systems working at specified intervals becomes an important problem. This article describes the tribological processes of friction and wear of cooperating tribological systems at high temperatures. The studied friction pairs were subjected to a process of modification (impregnation) of the surface with sub-micrometric particles of solid greases. The force of friction and base reaction force of a produced lubricating film are very important and dependent on the chemical and physical properties of particles comprising the lubricating film. The article presents the morphologies of particles of solid greases subjected to RCT (Rolling Cleavage Technology). This is a process of comminution of materials, as a result of which there is produced a submicrometric structure (grouping of nano- and micro-structures). As a result of the change in the sizes of the particles, there follows a change in the properties of a given material. The aim of this work was the determination of the influence of fiction conditions, type, and morphology of particles of solid greases on the wear process. The presented test results and analysis show that the solid greases MoS2 and WS2 with the addition of graphite lower the coefficient of friction and wear of contacting components, causing the extension of the lifetimes of tribological pairings. Simultaneously, the addition of graphite causes the preservation of the tribological properties of the aforementioned greases at higher temperatures. Solid greases: BaF2, CaF2, and h-BN do not fulfil the tribological requirements for systems working at high temperatures.

8

Niskotemperaturowe charakterystyki tribologiczne kompozytów metalopolimerowych

Molenda J., Pawelec Z.

Tribologia

|

2013

|

nr 6

57--67

PL

W artykule przedstawiono niskotemperaturowe charakterystyki tribologiczne kompozytów polimerowych, przeznaczonych do regeneracji ślizgowych elementów maszyn. Sporządzono trzy serie kompozytów z udziałem smarów stałych o spójności anizotropowej (grafitu i disiarczku molibdenu) o różnych składach jakościowych i ilościowych. Charakterystyki tribologiczne kompozytów wyznaczono za pomocą reometru MCR 102, firmy Anton Paar, wyposażonego w przystawkę do badań tribologicznych. Modelowy węzeł tarcia składa się z 3 płytek wykonanych z kompozytów polimerowych i współpracującej z nimi kulki stalowej w styku skoncentrowanym. Zbadano wpływ smarów stałych na przebieg i zmiany współczynnika tarcia w temperaturze –10 i –20ºC oraz porównano je z odpowiednimi współczynnikami tarcia wyznaczonymi w temperaturze pokojowej. Dla wszystkich badanych materiałów obniżenie temperatury otocznia węzła tarcia powoduje wzrost oporów ruchu. Niemniej jednak skojarzenie: kompozyt metalopolimerowy–stal w niskich temperaturach charakteryzuje się kilkakrotnie mniejszym współczynnikiem tarcia niż skojarzenie: stal–stal w tych samych warunkach. Najkorzystniejsze rezultaty uzyskano dla kompozytów z udziałem disiarczku molibdenu.

EN

The paper presents low-temperature tribological characteristics of the metal-polymer composites intended for regeneration of the sliding machine elements. Three series of the composites were prepared, employing solid-state lubricants of the anisotropic consistency (graphite and molybdenum disulphide) with the various qualitative and quantitative content. Tribological characteristics of the composites were determined using the MCR 102, Anton Paar rheometer equipped with a system for tribological testing. The tribosystem consisted of 3 plates made of the metal-polymer composite rubbed against a steel ball (non-conformal contact). An effect of the solid-state lubricants on the friction coefficient curves at the temperatures within the range of -10 to -20ºC was investigated. The friction coefficients were compared with the ones determined at the room temperature. It was observed that for all the tested materials a drop in the temperature caused an increase in friction. However, what should pointed out, when the metal-polymer composite rubbed against steel at low temperatures, the friction coefficient was noticed to be several times lower than the friction coefficient determined in the steel-steel tribosystem. The best results were obtained for the composites containing molybdenum disulphide.

9

The influence of solid lubricants on mechanical an tribological proporties of polymer composites

Pawelec Z., Molenda J., Wolszczak M.

Composites Theory and Practice

|

2013

|

R. 13, nr 4

260--268

EN

The article presents the results of studies on the mechanical and tribological properties of polymer composites intended for the regeneration of sliding machine elements. Chemically cured epoxy resin Epidian 5 constituted the composites’ polymer warp. Fe powder with a define content of grains and obtained by means of reduction was used as a basic filler, whereas solid lubricants of a layered structure - graphite and molybdenum disulfide - were used as the sliding additives, and polyaramid fibres in the form of pulp - as a fibrous filler. Three series of composites with different qualitative and quantitative compositions were prepared with the addition of lubricating agents in the amount varying from 10 to 30 parts by weight in a single or combined system. The composites were crosslinked with aliphatic polyamine (triethylenetetramine), and the crosslinking process was conducted at room temperature. Once the composites were cured, their mechanical properties (i.e. resistance to compression and tear, and the module and deformation at the time of bending) were checked with the use of an Instron machine for endurance tests. The tribological characteristics of the composites in dry friction conditions were determined with a T-05 roll-block type tribotester, in which a roller with a composite layer deposited on its surface played the role of a model tribological system. A steel block, on the other hand, played the role of a counter sample. The friction and wear tests were conducted at the constant speed of slide of 0.1 m/s and changeable pressures of 0.9 and 1.5 MPa. Based on the obtained friction and wear properties and the results of investigations in which scanning electron microscopy (SEM) was applied, it was concluded that the best results are displayed when solid lubricants of a layered structure are jointly applied.

PL

Przedstawiono wyniki badań właściwości wytrzymałościowych i charakterystyki tribologiczne kompozytów polimerowych przeznaczonych do regeneracji ślizgowych elementów maszyn. Polimerową matrycą kompozytów jest chemoutwardzalna żywica epoksydowa Epidian 5. Podstawowym napełniaczem jest proszek żelaza (Fe) otrzymywany metodą redukcji o określonym składzie granulometrycznym. Jako dodatki ślizgowe zastosowano smary stałe o budowie warstwowej: grafit i disiarczek molibdenu, a napełniaczem włóknistym są organiczne włókna poliaramidowe w postaci pulpy. Sporządzono trzy serie kompozytów o różnych składach jakościowych i ilościowych, zawierających dodatki smarne od 10 do 30 cz. wag. w układzie pojedynczym oraz w układzie łączonym. Do sieciowania kompozytów zastosowano poliaminę alifatyczną (trietylenotetraaminę). Proces sieciowania prowadzono w temperaturze pokojowej. Po utwardzeniu kompozytów zbadano ich właściwości mechaniczne (wytrzymałość na ściskanie i odrywanie oraz moduł i odkształcenie przy zginaniu) z wykorzystaniem maszyny wytrzymałościowej Instron. Charakterystyki tribologiczne kompozytów w warunkach tarcia technicznie suchego wyznaczono za pomocą testera T¬05 typu rolka klocek w styku rozłożonym. Modelowy węzeł tarcia stanowiła stalowa rolka z nałożoną i obrobioną na wymagany wymiar warstwą kompozytów, natomiast przeciwpróbkę stanowił stalowy klocek o geometrii styku w kształcie powierzchni łukowej o polu 1 cm2. Testy tarciowo-zużyciowe prowadzono przy stałej prędkości poślizgu 0,1 m/s i zmiennych naciskach 0,9 i 1,5 MPa. Na podstawie uzyskanych charakterystyk tarciowo-zużyciowych oraz wyników badań ze skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i profilografii stwierdzono, że najlepsze rezultaty daje łączne zastosowanie smarów stałych o budowie warstwowej.

10

Wpływ wybranych smarów stałych stosowanych w kompozytowych materiałach ciernych na skuteczność hamowania i zużycie

Nosal S., Orłowski T.

Tribologia

|

2012

|

nr 3

119-126

PL

Siarczek antymonu jest powszechnie wprowadzany do kompozytowych materiałów jako środek smarujący. Ze względów ekologicznych dąży się do wyeliminowania go z materiałów ciernych. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących wpływu siarczku antymonu na stabilność cieplną materiału ciernego oraz możliwości jego zastąpienia innymi zamiennikami w postaci mieszanin różnych środków smarujących. Badano materiały cierne zawierające siarczek antymonu (III), mieszaninę siarczków cyny, żelaza, miedzi i tytanu oraz mieszaninę siarczków cyny (II), cyny (IV) i grafitu. Badania skuteczności hamowania wykonano na stanowisku bezwładnościowym wg ISO 26865. Najlepsze wyniki w całym zakresie temperatury uzyskano dla materiału zawierającego siarczek antymonu (III). Stwierdzono, że żaden z testowanych materiałów nie może być bezpośrednio użyty jako zamiennik siarczku antymonu. Prawdopodobnie należy testowane zamienniki użyć w większej ilości lub też konieczne są inne modyfikacje składu materiału ciernego.

EN

The following materials are generally used as lubricants that are added to composite friction materials: graphite, petroleum coke, and metal sulphides. Other agents are used rather infrequently. Their purpose is to limit wear and improve braking performance. Many of this components stabilise the friction factor, reducing it in a selected temperature range and increasing it in another temperature range. Therefore, selection of these components requires expertise. The first test in friction material development is the braking performance test according to ISO 26865. It is performed on a dynamometer with mass simulation falling on the braked axle with following variable parameters: pressure in the braking system, speed, and initial braking temperature. During the tests, optimum quantities and temperatures of activation can be found. Additional aspects to be considered in the choice of the solid lubricant are ecological requirements. There is a tendency to eliminate antimony from friction materials. Antimony sulphide is a widely used solid lubricant that oxidises under the influence of temperature. Antimony oxides have a higher friction factor than antimony sulphides and work better against fading. One of the most popular alternatives to antimony sulphide is the tin sulphide, but its disadvantage is the 300% higher price. The paper presents test bench, test description and test results of selected solid oils used as alternatives to antimony sulphide.

11

Wpływ rodzaju użytego grafitu i koksu naftowego na właściwości tarciowo--zużyciowe materiałów ciernych

Nosal S., Orłowski T.

Tribologia

|

2010

|

nr 5

85-93

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu grafitów naturalnych i syntetycznych o różnej zawartości węgla i granulacji oraz koksu naftowego, wprowadzonych do bazowego materiału ciernego hamulcowego, na jego zużycie oraz współczynnik tarcia. Dodawano 7,5% i 15% do receptury bazowej ww. środków smarujących. Badania tribologiczne wykonano ze stałym momentem hamowania na stanowisku Kraussa. Tarcza hamulcowa była wykonana z żeliwa szarego. Test tarciowo-zużyciowy trwał 4 godziny. Najlepsze właściwości tribologiczne, zwłaszcza odporność na zużycie , wykazał materiał cierny zawierający dodatek grubego grafitu syntetycznego o zawartości węgla 99%.

EN

The paper presents the results of research on the influence of natural and synthetic graphite’s with different carbon content and particle size introduced to the basic friction material on friction and wear behaviour. 7.5% and 15% of the above mentioned lubricants were added to the basic mixture formula. Tribology research was performed with a constant brake moment on a Krauss machine type RWDC 136B with a mounted brake system (described in the R90 ECE annexe 8). The brake disc was made from cast iron. The wear test ran for 4 hours. The best of tribological properties, especially the wear resistance, indicated the friction material containing coarse synthetic graphite additives with 99% carbon.

12

Forging tools modification with graphene-like solid lubricant nanoparticles

Leshchynsky V., Ignatiev M., Wiśniewska-Weinert H., Borowski J., Rybak T., Dobrovnik I.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 43, nr 1

341--348

EN

Purpose: Working conditions of forging tools have become severer with the years. To increase their wear and heat resistance the surface of the tool is coated by CVD/PVD methods. Relatively high friction coefficient of coatings results in high friction losses and low durability of coating films due to high shear stress at tool–workpiece interface. That is why improved self-lubricating system should be developed. Combination of modern coatings (nanostructured, nanolayers, nanocomposites, etc.) with self-lubricating tool design and application of solid lubricant MoS2 and WS2 graphene-like nanoparticles is very promising and effective way to solve existing forging tool problems. Design/methodology/approach: Laser micro-machining technology was applied to fabricate the network of micro-channels which serve like reservoirs for encapsulation of solid lubricant nanoparticles into tool body. Wide ranges of tribological tests on T-10 ball-on-disc tester were carried out to define the optimal geometry and network configuration of micro-channels ensuring generation of a lubricious transfer film at the tribological contact. Findings: As a result, increased tool durability and high forging precision could be reached. Analysis of failure mechanisms for different forging tools were carried out. It was found that one of the important reasons of tool wear is a high friction coefficient between treated material and the tool. Graphene-like nanoparticles of MoS2 solid lubricant were produced by Rolling Cleavage Technology. Paper consist SEM, TEM and AFM analysis of applied coatings and solid lubricant particles. Research limitations/implications: The continuous supply to a sliding area of nanoparticles will be for the first time applied to decrease high shear stress at an interface between forging tool and treated material.The next research step will be the transfer of the developed methods of self-lubrication from samples to real cold forging tools. Originality/value: Analysis of failure mechanisms for different forging tools were carried out.

13

Wpływ wybranych napełniaczy na właściwości ciernych materiałów hamulcowych

Nosal S., Orłowski T.

Tribologia

|

2009

|

nr 2

119-126

PL

W referacie przedstawiono wpływ wybranych napełniaczy proszkowych -smarów stałych, na właściwości fizykomechaniczne i tarciowo-zużyciowe klocków hamulcowych do samochodów ciężarowych. Próbki kompozytowe różniły się zawartością i rodzajem napełniacza dodanego do materiału bazowego. Dodawano 2%, 4% i 8% następujących środków smarujących: siarczku antymonu o różnej zawartości metalu, siarczków: molibdenu, żelaza (II), manganu, żelaza i miedzi, smaru na bazie siarczku cynku oraz stearynianu wapnia. Badania tribologiczne wykonano ze stałym momentem hamowania na stanowisku Kraussa typu RWDC 136B z zamontowanym hamulcem (opisanym w Regulaminie 90 ECE, załącznik 8). Tarcza hamulcowa była wykonana z żeliwa szarego. Test tribologiczny trwał 4 godziny. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że rodzaj oraz ilość napełniacza dodanego do materiału bazowego ma istotny wpływ na właściwości ciernych materiałów hamulcowych. Najlepsze właściwości tribologiczne, zwłaszcza odporność na zużycie, wykazał materiał cierny zawierający dodatek siarczku molibdenu.

EN

The paper presents the influence of the selected fillers - solid lubricants on the physics-mechanics and the tribological properties of friction materials for brake pads for commercial vehicles. The composite materials were different in contents and the kind of solid lubricants added to the base material. There were added 2%, 4% and 8% the following solid lubricants: Sb2S3 (with a various content of metal), MoS2, FeS, MnS, Cu2S-FeS, lubricant on the base of the zinc sulphide, calcium stearate. All studies have been carried out on a Krauss Type RWDC 136B machine equipped with a special brake (described in Regulation 90 ECE, annex 8). The disc brake was made of grey iron. Wear test were conducted for 4 hours. Based on the carried out tests, it has been shown that the art and the quantity of the filler added to the basic material has an significant influence on the brake friction materials properties. It has been proved that the friction materials with an addition of molybdenum sulphide show a much higher wear resistance than friction materials without this lubricant.

14

Właściwości tribologiczne kompozytów metalopolimerowych w warunkach tarcia technicznie suchego

Pawelec Z., Wolszczak M.

Tribologia

|

2009

|

nr 2

161-172

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych kompozytów metalopolimerowych w skojarzeniu z brązem bez smarowania zewnętrznego. Testom tarciowo-zużyciowym poddano kompozyty z udziałem smarów stałych o budowie warstwowej oraz polimeru termoplastycznego – tarflenu. Charakterystyki tribologiczne kompozytów wyznaczano na maszynie tribologicznej T-05 typu rolka–klocek w warunkach zmiennych nacisków i różnych prędkości poślizgu. Z przeprowadzonych badań tribologicznych wynika, że istotnie gorsze rezultaty uzyskano dla kompozytu metalopolimerowego zawierającego polimer termoplastyczny – tarflen. Najkorzystniejsze charakterystyki tribologiczne w warunkach tarcia technicznie suchego otrzymano dla kompozytu metalopolimerowego zawierającego pakiet dodatków o spójności anizotropowej. Kompozyt ten w skojarzeniu z brązem charakteryzuje się niewielkim współczynnikiem tarcia i wysoką odpornością na zużywanie, w warunkach tarcia technicznie suchego, przy małych prędkościach poślizgu i wysokich naciskach jednostkowych.

EN

In the paper, the results of tribological tests of metal-polymer composites and bronze pair without external lubrication were presented. The friction and wear tests were performed using the composites with solid lubricant additives (with lamellar structure) and with thermoplastic polymer – tarflen. The tribological characteristics of the composites were measured using T-05 black-on-ring tester under various loads and sliding velocities. The performed results show that the significantly worse characteristics were obtained for metal-polymer composite containing thermoplastic polymer – tarflen. The best characteristics were obtained for metal-polymer composite containing the package of additives with anisotropic coherence. The friction pair consisting of this composite and bronze shows a low friction coefficient and high resistance to wear in dry friction conditions, under low sliding velocities, and high pressures.