Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the possibilities of using CrN+a-C:H:W coatings to mitigate fretting wear in push fit joints operating in rotational bending conditions

Kowalski S.

Tribologia

|

2018

|

nr 1

45--55

EN

In this article, the results of wear tests of a push fit joint operating in rotational bending conditions have been presented. The assumed operation conditions were similar to those for a real rail vehicle wheel set. Samples made of uncoated C45 steel and those in which shafts were covered with a CrN+a-C:H:W coating were analysed. The push fit joint was loaded with 550 N, and it completed 8x106 cycles. Following wear tests, the macroscopic and microscopic observations of the shaft top layer were conducted to determine the intensity of fretting wear development. The former demonstrated that, in the case of uncoated shafts, wear occurs on either side of the joint, in the form of a maximum 2 mm wide ring. The use of protective coatings significantly reduced damage to the shaft top layer. Traces of fretting wear occur occasionally at the shaft circumference and affect small areas. The microscopic observations and EDS analysis of the chemical composition of the areas affected by fretting demonstrated mainly wear in the form of the build-up of material originating from, first of all, the shearing of sleeve top layer micro-irregularities that underwent plastic deformation and then oxidation.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań zużyciowych połączenia wciskowego pracującego w warunkach zginania obrotowego. Przyjęte warunki pracy zbliżone były do warunków pracy rzeczywistego zestawu kołowego pojazdów szynowych. Analizie poddano próbki wykonane ze stali C45 bez powłoki oraz próbki, w których wały pokryto powłoką CrN+a-C:H:W. Połączenie wciskowe obciążone zostało siłą 550N i wykonało 8x106 cykli. Po badaniach zużyciowych przeprowadzono obserwacje makroskopowe i mikroskopowe warstwy wierzchniej wałów w celu określenia intensywności rozwoju zużycia frettingowego. Te pierwsze wykazały, że w przypadku wałów bez powłoki zużycie występuje po obu stronach połączenia w postaci pierścienia o maksymalnej szerokości 2 mm. Zastosowanie powłok ochronnych zdecydowanie zmniejszyło uszkodzenia warstwy wierzchniej wałów. Ślady zużycia frettingowego występują sporadycznie na obwodzie wałka i zajmują niewielkie obszary. Obserwacje mikroskopowe oraz analiza EDS składu chemicznego obszarów zajętych przez zjawisko frettingu wykazały w głównej mierze zużycie w postaci nalepów materiału pochodzącego przede wszystkim ze ścinania mikronierówności warstwy wierzchniej tulei, które uległy deformacjom plastycznym, a następnie utlenieniu.

2

The influence of a CrN+a-C:H:W coating on the development of fretting wear in a model of a wheel–axle press-fit joint on a wheel set of a railway vehicle

Kowalski S.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 4

173--187

EN

The tests were conducted on a wheel/axle press-fit joint model, which consisted of a shaft and a sleeve. Macrographic observations were demonstrated fretting wear on the shaft surface with and without coatings. In the case of the uncoated shaft, wear around the entire circumference of the axle seat was visible in the form of a peculiar ring of a specific width. The coated shaft surface was distinguished by a considerably smaller number of visible traces of wear. Wear was observed around the entire circumference of the axle seat, was spaced at random, and insignificantly sized areas each time. Micrographic observations with the use of a scanning microscope demonstrated that fretting was primarily comprised of the build-up of the material from both surfaces joined together. In addition to the build-up, surface micro-abrasion, micropits and microcracks are observed, albeit to a lesser extent.

PL

Badania wykonano na modelu połączenia wtłaczanego koło–oś, który składał się z wału i tulei. Przeprowadzone badania makrograficzne wykazały występowanie zużycia frettingowego na powierzchni wału bez powłok i z powłokami. W przypadku wału bez powłoki zużycie widoczne jest na całym obwodzie podpiaście w postaci charakterystycznego pierścienia o określonej szerokości. Powierzchnia wałów z powłoką charakteryzowała się znacznie mniejszą ilością widocznych śladów zużycia. Zużycie obserwowane jest na całym obwodzie podpiaścia rozmieszczone jest losowo i za każdym razem zajmuje niewielkie powierzchnie. Badania mikrograficzne z użyciem mikroskopu skaningowego wykazały, że na zjawisko frettingu składają się przede wszystkim nalepy materiału pochodzące z obu łączonych powierzchni. Obserwuje się także mikrowytarcia powierzchni, mikrowżery i mikropęknięcia.

3

Fretting wear as an example of destruction of railway vehicles wheelsets

Dębiński Marcin, Brezáni Miloš

New Trends in Production Engineering

|

2018

|

Vol. 1, Iss. 1

371--376

EN

The article refers to the importance of the aspect of durability and reliability of wheelsets. It contains a short analysis of railway accidents in which the causes were failures of wheelsets. The paper lists most common faults occurring in the course of the wheelsets operation. The major problem of the paper were laboratory analyses of fretting wear developing in interference joints. The research has been conducted using a wheelset comprising a shaft and a sleeve. Fatigue tests in conditions close to the wheelset operating environment have been conducted. The laboratory analyses included macroscopic observation that indicated fretting wear signs on both sides of the wheel seat in form of a 3.5 mm wide ring around the entire perimeter. The following procedures included microscopic observations in the wear signs area, that indicated numerous material accumulations exposed to plastic deformation and oxidation.

4

The influence of selected PVD coatings on fretting wear in a clamped joint based on the example of a rail vehicle wheel set

Kowalski S.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 1

1--8

EN

In this article, laboratory test results concerning the influence of selected PVD coatings on the initiation and development of fretting wear in clamped joints are presented. TiN and CrN+a-C:H:W coatings were applied to shafts, and the results of wear tests compared with those for uncoated shafts. Wear tests were conducted at a test bed which simulated the operation conditions of the wheel sets of rail vehicles moving along a straight track. The sample elements for testing were assembled by forcing the sleeve onto the shaft with the tolerance of 0.02 mm. To assess fretting at shaft top layers being tested, macroscopic observations, microscopic observations with the use of a scanning microscope, x-ray microanalysis of the chemical composition by means of the EDS method and the measurement of the top layer topography in the place of wear were performed. Test results presented concern the shaft top layer because it is that layer which mainly determines the life of a clamped joint. The results of the macroscopic observations of the sleeve hub top layer were presented, too, for comparison of the image of wear between mating surfaces.The results of the observations of the various shaft top layers indicate the mitigation of the development of fretting wear in the case of shafts with coatings; CrN+a-C:H:W coatings influence the mitigation of fretting wear better indeed. The main damage comprised by fretting in all the samples being tested is material build-up occurring as a result of adhesion. That build-up undergoes oxidation during operation. Micropits and microabrasion of the top layer are observed in places.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań laboratoryjnych dotyczące wpływu zastosowania wybranych powłok PVD na inicjację i rozwój zużycia frettingowego w połączeniach wtłaczanych. Na wały nałożono powłoki TiN a także CrN+a-C:H:W, wyniki badań zużyciowych porównano z wynikami badań wałów bez powłok. Badania zużyciowe wykonywano na stanowisku badawczym, które symulowało warunki pracy zestawów kołowych pojazdów szynowych poruszających się po torze prostym. Montaż elementów próbki przeznaczonej do badań wykonano przez wtłoczenie tulei na wał z wartością wcisku 0,02mm. W celu oceny zjawiska frettingu dla badanych warstw wierzchnich wałów wykonano obserwacje makroskopowe, mikroskopowe przy użyciu mikroskopu skaningowego, mikroanalizę rentgenowską składu chemicznego metodą EDS oraz pomiar topografii warstwy wierzchniej w miejscu zużycia. Zaprezentowane wyniki badań dotyczą warstwy wierzchniej wałów, ponieważ to ona w głównej mierze determinują trwałość połączenia wtłaczanego. Zaprezentowano również wyniki obserwacji makroskopowych warstwy wierzchniej piasty tulei, w celu porównania obrazu zużycia pomiędzy współpracującymi powierzchniami.Wyniki obserwacji poszczególnych warstw wierzchnich wałów wskazują na ograniczenie rozwoju zużycia frettingowego w przypadku wałów z zastosowanymi powłokami, przy czym powłoki CrN+a-C:H:W korzystniej wpływają na zmniejszenie zużycia frettingowego. Głównym uszkodzeniem składającym się na zjawisko frettingu we wszystkich badanych próbkach są nalepienia materiału, powstałe w wyniku zjawiska adhezji. W czasie eksploatacji nalepienia te ulegają utlenianiu. Lokalnie obserwuje się mikrowżery i mikrowytarcia warstwy wierzchniej.

5

Wybrane uszkodzenia i zużycia zestawów kołowych pojazdów szynowych

Kowalski S., Lachowski P.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 12

480--485

PL

W artykule zaprezentowano przykładowe zużycia i uszkodzenia zestawów kołowych pojazdów szynowych. Obok zużycia i uszkodzeń kół i osi, które są identyfikowane podczas codziennej obsługi diagnostycznej wskazano na zużycie frettingowe, rozwijające się w połączeniu wtłaczanym koło-oś. Ten rodzaj zużycia jest trudny do rozpoznania, a przyczynia się do rozwoju zużycia zmęczeniowego, które może doprowadzić do pęknięcia osi lub poluzowania połączenia, doprowadzając w konsekwencji do wykolejenia pojazdu.

EN

The article presents examples of wear and damage to wheelsets of rail vehicles. In addition to wheel and axle defects that are diagnosed during daily diagnostic service, fretting wear is indicated, which develops in a press-fit wheel-axle. This type of wear is difficult to recognize and contributes to the development of fatigue consumption, which can lead to axle breakage or loose connection, resulting in the derailment of the vehicle.

6

Study of fretting wear in the wheel-axle clamped joint model of rail vehicles

Kowalski S.

Tribologia

|

2017

|

nr 1

57--65

EN

Wheelsets are among the key components of a rail vehicle. Their task is to guide the vehicle on the track. Any damage or wear may lead to derailment and cause a crash that may cost lives of hundreds of people. Therefore, a significant problem in the designing of wheelsets is the aim of the reduction of the excessive wear of wheelsets during operation. Wear tests of wheelsets under real working conditions are hindered due to their dimensions, the cost of construction of an appropriate testing station, and technological difficulties associated with proper disassembly of the wheel from the axle, which would not lead to the impairment of the overall picture of wear. The article discusses the methodology of a study of the fretting wear of the wheel/axle interference fit model of a wheelset. Thanks to the application of the appropriate criteria of the similarity of the model to the real object, the wear pictures developed may be referred to the wheelset wheel-axle clamped joint.

PL

Zestawy kołowe są jednym z najważniejszych elementów pojazdu szynowego. Ich zadaniem jest prowadzenie pojazdu w torze. Jakiekolwiek uszkodzenia lub zużycia mogą doprowadzić do wykolejenia pojazdu i katastrofy, w której życie mogą stracić setki ludzi. Dlatego ważnym problemem podczas projektowania zestawów kołowych jest próba ograniczenia nadmiernego zużycia zestawów kołowych wynikającego z ich eksploatacji. Badania zużyciowe zestawów kołowych w rzeczywistych warunkach pracy są utrudnione ze względu na ich wymiary, koszty budowy odpowiedniego stanowiska oraz ze względu na trudności technologiczne odpowiedniego demontażu koła z osi, który nie uszkodziłby powstałych obrazów zużycia. W artykule omówiono metodykę badania zużycia frettingowego modelu połączenia wtłaczanego koło–oś zestawu kołowego. Przy zachowaniu odpowiednich kryteriów podobieństwa modelu do obiektu rzeczywistego powstałe obrazy zużycia można odnieść do połączenia koło–oś zestawu kołowego.

7

Selected problems in the exploitation of wheel sets in rail vehicles

Kowalski S.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2017

|

no. 2

109--116

EN

Wheel sets are one of the most important elements in each rail vehicle. They are responsible for leading a vehicle on the track. Thus, any damages or wear may cause derailment of the vehicle and a catastrophe where hundreds of people may lose their loves. Therefore, a significant issue while designing the wheel sets is to try to limit excessive wear that results from exploitation. Wear tests carried out on wheel sets in factual working conditions are difficult because of their dimensions, the constructions costs of an appropriate stand, and technological difficulties regarding the correct disassembly of a wheel from an axle while not damaging the developed wear figures. The article discusses exemplary wear of wheel sets in rail vehicles, which may emerge during the disassembly of wheel sets, as well as wear and damages that are caused by the exploitation of rail vehicles. Special attention was paid to the fretting phenomenon, which is hard to identify, and which might be a reason for fatigue wear. Hence, a major part of the article is devoted to that type of wear.

PL

Zestawy kołowe są jednym z najważniejszych elementów pojazdu szynowego. Ich zadaniem jest prowadzenie pojaz- du w torze. Stąd też jakiekolwiek uszkodzenia lub zużycia mogą doprowadzić do wykolejenia pojazdu i spowodować katastrofę, w której życie mogą stracić setki ludzi. Dlatego ważnym problemem podczas projektowania zestawów kołowych jest próba ograniczenia nadmiernego zużycia wynikającego z eksploatacji. Badania zużyciowe zestawów kołowych w rzeczywistych warunkach pracy są utrudnione ze względu na ich wymiary, koszty budowy odpowiedniego stanowiska oraz ze względu na trudności technologiczne odpowiedniego demontażu koła z osi, który nie uszkodziłby powstałych obrazów zużycia. W artykule omówiono przykładowe zużycia zestawów kołowych pojazdów szynowych, które mogą wystąpić podczas montażu zestawów kołowych oraz zużycia i uszkodzenia wynikające z eksploatacji pojazdów szynowych. Szczególną uwagę zwrócono na zjawi- sko frettingu, które jest trudne do wykrycia, a może być przyczyną rozwoju zużycia zmęczeniowego. Dlatego też temu zużyciu poświęcono większą część artykułu.

8

Influence of technological methods increasing surface layer durability on axles fretting wear in railway wheel sets

Guzowski S., Michnej M.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2016

|

Vol. 18, no. 1

1--9

EN

The article presents studies whose aim is to use such technologies of improving surface layer of a wheel seat that would eliminate fretting wear. The studies were carried out on a simplified physical model of an actual connection between the wheel and the axle of a wheel set with a self-acting wheel track change. The results of carried out wear studies show that fretting wear development can be successfully limited when metallic coating in the form of molybdenizing is used. Carried out studies indicate that such a solution can be fully used in actual exploitation.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono badania mające na celu zastosowanie takich technologii ulepszania warstwy wierzchniej podpiaścia zestawu kołowego, które eliminowałoby zużycie frettingowe. Badania zostały przeprowadzone na uproszczonym modelu fizycznym rzeczywistego połączenia koła i osi zestawu kołowego z samoczynną zmianą rozstawu kół. Wyniki przeprowadzonych badań zużyciowych wskazują, że obróbką skutecznie ograniczająca rozwój zużycia frettingowego może być zastosowanie powłoki metalicznej w postaci molibdenowania. Przeprowadzone badania wskazują na pełną możliwość zastosowania tego rozwiązania w rzeczywistej eksploatacji.

9

Analiza wymiarowa w badaniach modelowych zużycia zestawów kołowych

Guzowski S., Michnej M.

Problemy Kolejnictwa

|

2015

|

Z. 169

7--14

PL

Pojęcie frettingu obejmuje skutki działania złożonych zjawisk zachodzących na powierzchniach elementów dociskanych do siebie i obciążonych zmienną siłą. Obecnie panuje zgodność, że fretting jest zjawiskiem o bardzo złożonym mechanizmie zużywania, w którym nakładają się lub następują po sobie: zużycie adhezyjne, zmęczenie powierzchniowe, odwarstwianie, utlenianie, ścieranie wierzchołkami nierówności i luźnymi produktami zużycia. Aktualna kwerenda czasopism obejmująca tę tematykę, a w szczególności Wear lub International Tribology wskazuje, że problem zużycia frettingowego jest rozpatrywany głównie pod względem wpływu doboru materiału lub procesu technologicznego na inicjację zużycia w węźle tribologicznym. Autorzy podjęli próbę wyjaśnienia rozwoju zużycia frettingowego w połączeniu koło – oś kolejowego zestawu kołowego z automatyczną zmianą rozstawu kół. Wstępna eksploatacja zestawu pokazała, że już po niewielkim przebiegu istniały duże problemy w zmianie rozstawu kół. Po demontażu zestawu kołowego obserwacje powierzchni podpiaścia osi pokazały występowanie uszkodzeń frettingowych w obszarze styku z piastą koła powodujące zablokowanie koła na osi w trakcie zmiany jego rozstawu. Badania na rzeczywistym obiekcie jakim jest zestaw kołowy są trudne, z tego względu autorzy zaproponowali badania modelowe przy symulacji rzeczywistych warunków eksploatacji, a metodyka przeprowadzenia tego typu badań jest głównie tematem niniejszego artykułu.

EN

The notion of fretting comprises the effects of complex phenomena actions on the surfaces pressed against each other and loaded by a variable force of the elements. At present mechanical engineers agree that fretting is a phenomenon of a very complex wear mechanism, in which there overlap or follow in succession: adhesive wear, surface fatigue, exfoliation, oxidation, irregularities apex wear and loose products wear. The present query of periodicals dealing with the above subject, especially Wear or International Tribology, shows that the fretting wear problem is mainly considered in the aspect of the influence of material selection or technological process on the initiation of wear in the tribological node. There are no publications on the studies of fretting wear development mechanism in actual nodes of machines or vehicles. Carrying out tests on a real object such as a wheelset is very difficult. Fretting wear studies of a connection a wheel – a wheelset axle, in agreement with Heinke’s classification of experimental tests, can be carried out as model tests on simple specimens when simulating real exploitation conditions. The advantage of such studies is first of all: a simple construction of a sample, easy selection of a typical stand for fretting wear tests, a significant shortening of the testing time, the possibility of detailed evaluation of wear in the connection area by making use of, among others, metallographic and metrological tests, lowering the costs of making the connection model and the tests themselves. On the other hand the disadvantage is the necessity of the achieved results verification with those carried out on a real object.

10

Fretting wear in the wheel–axle joint of a wheel set with an automatic gauge change system

Guzowski S., Michnej M.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2015

|

Y. 112, iss. 3-M

43--52

EN

An essential problem in the usage and maintenance of a wheel set with an automatic gauge change system is posed by the wear on the surface of wheel-axle rotary joint. Operational tests have shown that the problem includes fretting wear. This article presents an attempt at explaining this type of wear in a wheel-axle rotary set. The tests were performed on a joint model in which the similarity with the real object in the aspect of dimensions was maintained as well as the character and value of loading. In the description of the fretting wear mechanism in a rotary joint an analogy with wear in a wheel-axle press-fitted joint of a conventional wheel set was shown.

PL

W artykule przedstawiono problem eksploatacji i utrzymania zestawu kołowego z samoczynną zmianą rozstawu kół powodowany przez zużycie powierzchni połączenia obrotowego koło–oś. Określono typ zużycia, które występuje w połączeniu obrotowym koło–oś. Badania przeprowadzono na modelu połączenia z zachowania podobieństwa wymiarowego do obiektu rzeczywistego. Przedstawiono analogię mechanizmu zużycia frettingowego w połączeniu obrotowym do zużycia frettingowego w połączeniu wciskowym.

11

Mechanizm zużycia frettingowego w połączeniu koło-oś zestawu kołowego

Guzowski S.

Pojazdy Szynowe

|

2014

|

Nr 3

28--32

PL

Zestaw kołowy stanowi najważniejszy element układu biegowego pojazdu szynowego, decydujący o bezpieczeń- stwie ruchu. Stąd niedopuszczalne są jakiekolwiek uszkodzenia na jego poszczególnych elementach a w szczególno- ści na osi zestawów kołowych. Obserwacje eksploatacyjne wskazują natomiast, że na powierzchni podpiaścia osi w obszarze połączenia z piastą koła ma miejsce zużycie frettingowe, które z kolei może być źródłem pęknięć zmęczeniowych. W artykule przedstawiono mechanizm rozwoju zużycia frettingowego w połączeniu wciskowym koło – oś zestawu kołowego pojazdów szynowych. Mechanizm opisany został na podstawie wyników badań na modelu połą- czenia wciskowego spełniającego warunki podobieństwa mechanicznego do obiektu rzeczywistego.

EN

The wheelset is the most important element of the running gear system of rail vehicle and is decisive on traffic safety. Hence, there are any unacceptable damages on its individual components, in particular on the axle of the wheelsets. However, operating observations indicate that the on the wheel seat surface in the coupling area with the wheel hub the fretting wear occurs, which can be a source of fatigue cracks. This paper presents a mechanism of the development of fretting wear in pressing connection of wheel-axle of the rail vehicles wheelset. The mechanism is described based on the results of the tests on the model of pressing connection fulfilling the conditions of mechanical similarity to the real object.

12

Zużycie frettingowe w środkach transportu

Guzowski S.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

PL

W artykule omówiono warunki rozwoju zużycia frettingowego, szczególnie podkreślając duże prawdopodobieństwo wystąpienia oscylacji pomiędzy skojarzonymi powierzchniami. Stwierdzono, że istnieje duże prawdopodobieństwo jego rozwoju w środkach transportu. Jako przykład przedstawiono rozwój tego zużycia w wybranych połączeniach pojazdów szynowych i konstrukcji lotniczych).

EN

In the paper development conditions of fretting wear were discussed. A great generation probability of oscillation between coupled surfaces was pointed out particularly. It was found there is a big probability of that oscillation development in the means of transport. As an example development of that wear in selected joints of rail vehicles and aeronautical constructions was presented.

13

Badania zużycia frettingowego w połączeniu obrotowym koło-oś zestawu kołowego z automatyczną zmianą rozstawu kół

Guzowski S., Michnej M.

Pojazdy Szynowe

|

2013

|

Nr 2

11--14

PL

W artykule przedstawiono problem zużycia występujący w połączeniu obrotowym koło – oś zestawu kołowego z automatyczną zmianą rozstawu kół. Zwrócono uwagę na różnicę rozwoju zużycia frettingowego w tradycyjnym zestawie kołowym a w zestawie badanym. Przedstawiono również wstępne wyniki badań zużycia frettingowego na modelu połączenia obrotowego.

EN

The article presents the problem of wear occurring in the rotational joint of wheel-axle of the wheelset with automatic wheel track change. It is paid attention on the difference between the fretting wear propagation in the traditional wheelset and in the analysed wheelset. The preliminary results of fretting wear tests carried out on a model of the rotational joint are presented.

14

Wpływ procesów technologicznych na zużycie frettingowe w połączeniu wciskowym

Guzowski S., Kowalski S.

Tribologia

|

2010

|

nr 3

85-94

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu wybranych procesów obróbki wykańczającej warstwy powierzchniowej (rolowanie, azotowanie, hartowanie powierzchniowe i molibdenowanie) na rozwój zużycia frettingowego w połączeniu wciskowym. Badania zostały przeprowadzone na modelu połączenia koło–oś zestawu kołowego. Wykazano, że dodatkowa obróbka powierzchni poprzez azotowanie, hartowanie lub molibdenowanie w znacznym stopniu ogranicza rozwój zużycia frettingowego.

EN

The article presents the results of research on the effect of some surface finishing processes (rolling, nitriding, surface hardening, and molybdenum hardening) on fretting wear development in a clamped joint. The tests were conducted on the model of a wheel-axle joint of an axle set. It was proved that nitriding, hardening, or molybdenum hardening significantly restricts fretting wear expansion.

15

Wpływ chropowatości powierzchni elementów ze stali ŁH15 na ich zużycie frettingowe

Łabędź J.

Przegląd Mechaniczny

|

2010

|

nr 4

38-42

PL

W pracy podjęto badania mające na celu wyznaczenie funkcyjnej zależności pomiędzy wielkością zużycia powierzchni poddanej działaniu frettingu a jej gładkością. Do badań wybrano stal łożyskową ŁH15 o twardości 61 HRC ze względu na fakt, że ta forma zużycia występuje m.in. w łożyskach tocznych. Wyniki badań eksperymentalnych oraz przeprowadzonych obliczeń pozwalają stwierdzić, że w badanych warunkach, w przypadku współpracy powierzchni płaskiej z powierzchnią kulistą, chropowatość w istotny sposób wpływa na zużycie elementów pracujących w warunkach frettingu.

EN

The aim of the presented work was determination of dependence between fretting wear of surface and its smoothness. Bearing steel ŁH15 (hardness 61 HRC) was selected as investigated material, for the sake of the fretting wear occurs, among other things, in rolling bearings. Results of experiments as well as calculations allow to statement that in investigated conditions, in the case of mating of flat and spherical surfaces, roughness essentially influence on wear of elements subjected to fretting.

16

Wpływ rolkowania powierzchni na rozwój zużycia frettingowego w połączeniu wciskowym

Guzowski S., Kowalski S.

Tribologia

|

2008

|

nr 6

35-46

PL

Jednym ze sposobów podwyższenia wytrzymałości zmęczeniowej elementów pracujących w warunkach obciążeń zmiennych jest umocnienie warstwy wierzchniej. W przypadku elementów osiowo symetrycznych prostym, a zarazem efektywnym procesem technologicznym jest rolkowanie powierzchni szczególnie narażonych na zmienne naprężenia rozciągające. Wyniki badań wskazują, że granica wytrzymałości zmęczeniowej po rolkowaniu może wzrosnąć nawet o 20%. Nasuwa się natomiast pytanie, czy korzystny efekt rolkowania będzie miał miejsce również w przypadku elementów połączonych wciskowo, a pracujących w warunkach obciążeń zmiennych. Przykładem takim może być zestaw kołowy pojazdu szynowego. Z kolei obserwacje eksploatacyjne, jak i badania laboratoryjne modelowe wykazały, że obszar połączenia wciskowego koła z osią jest szczególnie podatny na rozwój zużycia frettingowego. Fretting jest jednym z procesów niszczenia warstw wierzchnich elementów maszyn. Jest to zjawisko oscylacyjnego ślizgania o małej amplitudzie elementów będących w styku, którego rezultatem jest uszkadzanie i zużywanie warstwy wierzchniej. Badania miały na celu stwierdzenie w jakim stopniu proces rolkowania może wpływać na rozwój zużycia frettingowego w połączeniu wciskowym. Badania zużyciowe przeprowadzono na próbkach modelujących połączenie wciskowe koło–oś zestawu kołowego. Program badań obejmował wykonanie dwóch wariantów modelu połączenia wałek–tulejka ze względu na obróbkę wykańczającą podpiaścia wałka: – powierzchnia tylko toczona, – powierzchnia toczona i rolkowana. Po badaniach zmęczeniowych na powierzchni podpiaścia wałków dla obu wariantów wykonania próbek stwierdzono bardzo podobne, charakterystyczne dla połączeń wtłaczanych zużycie frettingowe. Różnica w zużyciu obu wariantów wykonania próbek była jedynie w intensywności uszkodzeń frettingowych na powierzchni podpiaścia wałka. Jest ona nieco mniejsza w przypadku powierzchni toczonych i rolkowanych. Stwierdzone w wyniku przeprowadzonych badań uszkodzenia frettingowe na powierzchniach rolkowanych mogą wskazywać, że uzyskany w wyniku tej obróbki efekt wzmocnienia przeciwzmęczeniowego może być zneutralizowany. Powstałe na powierzchni uszkodzenia w postaci wżerów mogą w warunkach obciążeń zmęczeniowych stać się ogniskiem rozwoju pęknięć zmęczeniowych.

EN

One of ways to increase the fatigue strength of elements working in the conditions of load variables is surface layer consolidation. In the case of axially symmetrical elements, rolling surfaces peculiarly exposed to variable stretching stresses is a direct and time effective technological process. The research results show that the limit of the fatigue strength after rolling can rise by as much as 20%. However, one must wonder about advantageous effect of rolling that may occur with clamp-jointed elements but working in the conditions of load variables. A wheel set of a track vehicle can be such an example. Next, exploitative observations as well as laboratory investigation models have shown that area of the clamped joint of wheel with the axle is particularly susceptible to the development of fretting wear. Fretting is one of the processes that destroy the surface layers of machine elements. The phenomenon of oscillatory slide with a small amplitude of components in contact results in damage and wear of the surface layer. The research had affirmation on purpose in what extent the rolling process may to influence on the development of rolling on fretting wear development in clamped joint. The research of wearing were carried on specimens modeling the clamped joint wheel- and axle of wheel set. The program of research included making two variants of model of connecting the roller – sleeve in view of finishing treatment of shafts seat: – only turned surface, – turned and rolled surface. After fatigue research on the surface of the shafts seat for both variants of the making of the specimens it was found a very similar characteristic to connecting of injecting of fretting wear. The difference in wearing both variants of making specimens was only in intensity of fretting damage on the surface of shaft seat. It is a little bit shorter in the case of turned and rolled surfaces. The fretting damage on rolled surfaces stated as a result of researches can indicate, that effect of the strengthening anti-fatigue get as a result of this treatment can be neutralized. The defects in the form of corrosion pits emerged on the surface can in conditions of wear burdens to become the centre of the development of wear cracks.

17

Wpływ hartowania powierzchniowego na rozwój zużycia frettingowego w modelu połączenia wciskowego

Kowalski S.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2008

|

R. 105, z. 9-M

33-41

PL

Zestaw kołowy jako jeden z najważniejszych elementów pojazdu szynowego powinien charakteryzować się dużą trwałością. Pomimo obostrzonych warunków, jakie należy spełnić podczas produkcji, a następnie podczas przeglądów, zdarzają się różne uszkodzenia zestawów kołowych. Jednym z takich uszkodzeń jest zużycie frettingowe występujące na powierzchni współpracujących elementów poddanych przemieszczeniom oscylacyjnym o małej amplitudzie. W celu ograniczenia rozwoju tego zużycia stosuje się wiele zabiegów technologicznych osi, zwiększając jej twardość powierzchni. Jednym z takich procesów może być hartowanie powierzchniowe. W artykule przedstawiono wpływ hartowania powierzchniowego na rozwój zużycia frettingowego w połączeniu wtłaczanym.

EN

Wheel set which is the one of the most important elements of the vehicle track and should be characterized by great durability. Different damage of wheel sets happen in spite of conditions tightened up which should comply during the production and next during reviews. A fretting wear is one of damage to wheel sets, occurring on the surface of cooperating elements, subjected to oscillatory relocation about the small amplitude. In order to curb of development of this wear is applying chain of technological treatments of axle is abiding increasing its hardness of surface. Surface hardening can be one of such processes. An influence of surface hardening on the development of the fretting wear in joint crammed wheel-axle was presented in the article.

18

Wpływ sposobu łączenia w połączeniu wciskowym na stan warstwy wierzchniej

Guzowski S.

Pojazdy Szynowe

|

2004

|

nr 3-4

6-9

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań autora pokazujące wpły\v sposobu wykonania połączenia wciskowego na zmiany w warstwie wierzchniej połączonych elementów. Wykazano różny, złożony obraz rzeczywistego styku powierzchni elementów połączonych przez wtłaczanie i skurcz. W wyniku tego mogą w warunkach eksploatacji występować poślizgi względne pomiędzy połączonymi powierzchniami. Prowadzić to może do rozwoju m.in. zużycia frettingowego.

EN

The aim of the article is to present the author's investigations which demonstrate how the way a clamped joint is made affects the changes on the outer surfaces of the joined elements. Different, complex pictures of the real contact surfaces of elements joined by clamping or contraction have been shown. In operational conditions these different methods can result in relative slips between the joined surfaces, which in tum can lead to fretting wear propagation.

19

Badania oporów ruchu w połączeniach sworzniowych

Kowal A.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 255

191-200

PL

Szczególnym rodzajem zniszczeń jest korozja frettingowa. Przedstawiono ogólną charakterystykę procesu zużycia frettingowego występującego w styku tarciowym elementów typu sworzeń-piasta podlegających wymuszonym siłowo, nieznacznym przemieszczeniom względnym. Pokazano przykładowe zniszczenia powierzchniowe. Przedstawiono wstępne wyniki badań eksperymentalnych związanych z oporami ruchu, tj. momentem tarcia w połączeniach sworzniowych.

EN

The specific kind of damage is a fretting corrosion. The general characteristics of fretting consumption process appearing in the friction contact of the elements bolt-hub type, relative to small forced movements has been presented. Thanks to geometric analysis of the connection, the area of the fretting corrosion on the contacting cylinder surfaces have been stated. The sample surface damages have been shown. The initial results of the experimental researches connected with the movement resistances that are friction moments in bolt connection have been presented.

20

Badania tarcia w połączeniach sworzniowych

Kowal A., Spałek J.

Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe

|

2002

|

nr 2 (16)

68--74

PL

W artykule przedstawiono ogólną charakterystykę procesu zużycia frettingowego występującego w styku tarciowym elementów typu sworzeń-piasta podlegających wymuszonym siłowo, nieznacznym przemieszczeniom względnym. Zaprezentowano przykładowe zniszczenia powierzchniowe. Przedstawiono wstępne wyniki badań eksperymentalnych związanych z oporami ruchu w połączeniach sworzniowych. Badania przeprowadzono na pulsatorze hydraulicznym przy zastosowaniu specjalnej głowicy badawczej z ośmioma złączami sworzniowymi.

EN

The paper presents general characteristics of fretting wear occurring in area of contact in hub and pin type elements subjected to forced slight relative displacements. Examples of surface wear are presented. Initial results are given of experimental research on motion resistance in pin joints. Experiments were conducted on a hydraulic pulsator with a special test head with eight pin joints.