Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza wpływu zużywania na ustalone pole temperatury pary tarciowej

Kochanek H., Sadowski J.

Tribologia

|

2015

|

nr 1

49--63

PL

Prezentowane w literaturze przedmiotu modele procesów cieplnych spowodowanych tarciem zbudowane są na założeniu równości pracy i ciepła tarcia. Uproszczenie takie jest uzasadnione niewielkim, najczęściej kilkuprocentowym udziałem w bilansie energii składowej potrzebnej do tworzenia się produktów zużycia. W pracy [L. 1] autorzy wykazali istotny wpływ tego udziału na niestacjonarne pole temperatury elementów modelowej pary tarciowej, którą stanowiły dwie półnieskończone rury cienkościenne wymieniające ciepło z otoczeniem. Niniejsza praca nawiązuje do pracy [L. 1] i poświęcona jest analizie stacjonarnych procesów cieplnych w elementach systemu tribologicznego również przy założeniu, że część pracy tarcia powoduje zużywanie. Dodatkowo uwzględniono skończone długości rur cienkościennych. Wybór do analizy pary tarciowej z liniowym polem temperatury został podyktowany potrzebą uzyskania przejrzystej interpretacji wyników. Ustalono temperaturę styku tarciowego i rozkłady temperatury w poszczególnych rurach. Uwzględniono własności fizyczne materiałów, warunki wymiany ciepła z otoczeniem i niektóre cechy geometryczne trących się elementów. W celu zilustrowania wpływu zużywania na pola temperatury przybliżono także model trących się rur cienkościennych, oparty na założeniu o równości między pracą i ciepłem tarcia. Następnie porównano ze sobą oba modele. Przykłady obliczeniowe wykonano, stosując programy komputerowe Delphi i Excel. Wykazano, że zużywanie przyczynia się istotnie do zmniejszenia temperatury w poszczególnych punktach analizowanej pary tarciowej.

EN

The article investigates the models of the heat processes due to friction were constructed based the assumption of equality of work and the friction heat. Such a simplicity is justified by a small (most often a few percentage) share in the power balance of the power component is needed to create wear products. In publication [L. 1], the authors showed the significant effect of this small share on the non-stationary temperature field of the elements of the model friction couple, which were two half-non-finite, thin-walled tubes that exchange heat with the environment. This study refers to study [L. 1] and is dedicated to analyse the stationary heat processes in elements of a tribological system with the assumption that part of the friction work causes the wear. Additionally, finite lengths of the thin-walled tubes were considered. The selection of the friction couple of the linear field of temperature was governed by the need to obtain a transparent interpretation of the results. The temperature in friction contact and the temperature distributions in individual tubes were determined. In this study, the following was taken into account: the physical properties of materials, the conditions of heat exchange with the environment, and some of geometrical features of friction elements. In order to illustrate the impact of wear on the temperature fields, the assumption of the equality of work and friction heat in the model of friction thin-wall tubes was done. Then, two models were compared. Examples of calculations were performed using Delphi and Excel software. The calculations indicate that wear contributes significantly to lower temperatures at particular points of the analysed friction couple.

2

Zagadnienie wpływu zużycia na pole temperatury pary tarciowej

Kochanek H., Sadowski J.

Tribologia

|

2012

|

nr 1

73-84

PL

Próby określenia pola temperatury w elementach pary tarciowej były podejmowane w licznych pracach eksperymentalnych i teoretycznych. Bezpośrednie badania temperatury uwzględniają realne warunki cieplne, informując jedynie wycinkowo o polu tej temperatury. Z kolei znane modele nagrzewania tarciowego ciał stałych opierają się na założeniu o równości pracy i ciepła tarcia. Oznacza to pomijanie w prowadzonych rozważaniach energii rozpraszanej również wskutek zużywania. W niniejszej pracy podjęto próbę uogólnienia modelu procesów cieplnych spowodowanych tarciem poprzez uwzględnienie straty energii na zużywanie. Aby uzyskać przejrzystą i jednoznaczną interpretację wyników rozważań, przedstawiono parę tarciową z liniowym rozkładem temperatury w jej elementach w postaci rur cienkościennych zetkniętych ze sobą czołowo. Opisano temperaturę styku tarciowego i rozkłady temperatury w poszczególnych rurach. Uwzględniono własności fizyczne materiałów, warunki wymiany ciepła z otoczeniem, czas tarcia, zużywanie i niektóre cechy geometryczne trących się elementów. W celu zilustrowania wpływu zużywania na pola temperatury przybliżono także model trących się rur cienkościennych, oparty na założeniu o równości między pracą i ciepłem tarcia. Następnie porównano ze sobą oba modele. Przykłady obliczeniowe wykonano, stosując programy komputerowe Delphi i Excel. Stwierdzono istotny wpływ zużywania na przebieg procesów cieplnych. Przejawia się to jako zmniejszenie temperatury styku tarciowego, której wartość nie może przekroczyć wartości temperatury błysku. Zamieszczone przykłady ilustrują także wpływ chłodzenia i własności fizycznych trących się materiałów na pola temperatury w parze tarciowej.

EN

Trials for the identification of the temperature field of friction couple elements have been made in numerous experimental and theoretical researches. The direct investigation of temperature taking into consideration the actual thermal condition give only partial information about that temperature field. On the other hand, well-known models of the frictional warming of solids are based on the equality assumption of friction work and heat. This means that, during consideration, the models' authors have ignored the energy dissipation that was caused by wear. This article presents the model generalisations of thermal processes caused by friction, which take into consideration the losses of energy due to wear. To obtain a clear and unambiguous interpretation of the results, a pair of friction elements that have linear temperature distribution was presented in the form of thin-walled pipes of face contact. The temperature of friction contact and the distribution of temperature in individual pipes are described. The authors took into account the following: physical properties of materials, conditions of heat exchange with the environment, the time of friction, wear, and some geometrical characteristics of rubbing parts. In order to illustrate the impact of wear on the temperature field, the model of rubbing thin-walled tubes, based on the assumption of the equality between work and the heat of friction was used. Then the presented models are compared. Computational examples are developed with the use of Delphi and Excel programs. The significant influence of wear on the course of thermal processes is presented. This is reflected as a reduction in frictional contact temperature, whose value can not exceed the flash temperature. The examples illustrate the impact of cooling and the physical properties of the frictional materials on the temperature field of the friction pair.

3

Kształtowanie struktury i właściwości nanokompozytowych warstw Ni/Si3N4/PTFE metodą elektrokrystalizacji

Kucharska B., Trzaska M.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

549--552

PL

Badania przedstawione w pracy dotyczą nanokompozytowych warstw z metalową nanokrystaliczną osnową Ni oraz dyspersyjnymi fazami: ceramiczną Si3N4 i polimerową PTFE (politetrafluoroetylen – teflon). Warstwy wytwarzano metodą elektrokrystalizacji w wyniku reakcji redoks wymuszonej prądem elektrycznym. Do wytwarzania warstw stosowano kąpiel typu Wattsa, do której dodawano materiał ceramiczny Si3N4 w postaci polidyspersyjnego proszku oraz polimer PTFE w postaci wodnej dyspersji. Metodami elektronowej mikroskopii skaningowej i transmisyjnej oraz dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego scharakteryzowano strukturę materiału wytworzonych warstw (rys. 1÷3, 5, 6). Przedstawiono topografię i morfologię powierzchni wytworzonych warstw (rys. 4). Mikrotwardość materiału wytworzonych warstw określono sposobem Vickersa (tab. 1). Właściwości tribologiczne oraz adhezję wytworzonych warstw kompozytowych do aluminiowego materiału podłoża określano za pomocą scratch testera oraz tribotestera T-04 (rys. 7÷10). Odporność na zużycie oceniono na podstawie wartości współczynnika tarcia oraz obrazów śladów wytarcia. W celach porównawczych przedstawiono również wyniki badań warstw niklowych nanokrystalicznych wytwarzanych przy takich samych parametrach procesu, jak w przypadku warstw kompozytowych. Zrealizowane badania wykazały, że materiał nanokompozytowych warstw Ni/Si3N4/PTFE, podobnie jak i warstw niklowych wytworzonych metodą elektrokrystalizacji, charakteryzuje się zwartą budową i równomierną grubością na całej pokrywanej powierzchni (rys. 5). Zawarte w nanokrystalicznej osnowie metalicznej cząstki twardej fazy ceramicznej Si3N4 oraz fazy polimerowej PTFE zmieniają znacznie właściwości materiału. Uzyskane wyniki wykazały, że warstwy kompozytowe Ni/Si3N4/PTFE charakteryzują się korzystnymi właściwościami tribologicznymi. Analiza wyników pozwala określić współzależność pomiędzy strukturą i właściwościami warstw a zespołem parametrów realizacji procesu ich wytwarzania.

EN

The research presented in the work is about nanocomposite layers with metal nanocrystalline Ni matrix and dispersion phases: ceramic Si3N4 and polymer PTFE (polytetrafluoroethylene – PTFE). The layers were produced by the electrocrystalline method in redox reaction excited by an electric current. For the layers production a Watts bath was used, to which was added ceramic material Si3N4 in the form of polydisperse powder and the PTFE polymer as a aqueous dispersion. The structure of the produced material of layers was characterized by methods of scanning and transmission electron microscopy and X-ray diffraction (Fig. 1÷3, 5, 6). The surface topography and morphology of the produced layers are presented (Fig. 4). Microhardness of the material of the produced layers was determined by Vickers method (Tab. 1). Tribological properties and adhesion of the composite layers to aluminum material of the substrate was determined from scratch tester and tribotester T-04 measurements (Fig. 7÷10). Wear resistance rated based on the value of the coefficient of friction and images of wear marks. For comparison, also presents results of nanocrystalline nickel layers produced using the same parameters of the process, as in the case of composite layers. Completed studies have shown that the material of the Ni/Si3N4/PTFE nanocomposite layers, like nickel layers, produced by electrocrystalline method are characterized by cohesive texture and uniform thickness over the entire coated surface (Fig. 5). The incorporated in nanocrystalline metallic matrix particles of the hard ceramic Si3N4 phase and polymer PTFE phase are greatly alter the properties of the material. The obtained results revealed that the composite Ni/Si3N4/ PTFE layers are characterized by beneficial tribological properties. Analysis of results allows determining the correlation between structure and properties of layers and the assembly of parameters of the preparation process.

4

Modelling influence of temperature for assessment of wear elements of frictional joints

Pakowski C., Kałdoński T. J., Kałdoński T.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 2

347-353

EN

In the article is presented continuous method for measurement of wear in conditions of technically dry friction of tribological cinematic pairs type pin-on-disk of T-11 tester, for example. Also is discussed modification of measurement system tester, which it makes possibility synchronization measurement respecting angle position of counter-sample. For six selected joints is appointed a correction for thermal expansion in dependence on temperature offrictional pair as well on speed of temperature change. For continuous of recorder temperature and displacement are carried out research wear for typical materials as well as is measured total wear after finish test. The analysis of obtained results shows existence of correlation between total linear experimental wear and analytical value of total linear wear takes into consideration correlations for thermal expansion. However, during friction there is not correlation between recorded change of dimensions joint and total wear. It shows correction this model. Results calculations of linear wear are overstate in relation to obtained value of wear in direct measurements. It doesn't lower possibility using established method for interpretation results of research wear

PL

W artykule przedstawiono metodę ciągłego pomiaru zużycia w warunkach tarcia technicznie suchego węzła tribologicznego typu trzpień-tarcza przy zastosowaniu testera T-11. Omówiono modyfikację układu pomiarowego testera umożliwiającą synchronizację pomiaru z położeniem kątowym przeciwpróbki. Dla sześciu wybranych skojarzeń wyznaczono poprawkę na rozszerzalność termiczną w zależności od temperatury węzła tarcia oraz od szybkości zmian tej temperatury. Wykonano badania zużycia wytypowanych materiałów, przy ciągłej rejestracji temperatury i przemieszczenia oraz zmierzono zużycie całkowite po zakończeniu testu. Analiza uzyskanych wyników wskazuje na istnienie korelacji między sumarycznym zużyciem liniowym skojarzenia wyznaczonym eksperymentalnie a obliczoną wartością zużycia liniowego, przy uwzględnieniu poprawki na rozszerzalność termiczną. Brak jest natomiast korelacji między rejestrowaną podczas tarcia zmianą wymiarów skojarzenia a zużyciem całkowitym. Dowodzi to prawidłowości przyjętego modelu, konieczne jest jednak poprawienie jego dokładności. Wyniki obliczeń zużycia liniowego są zawyżone w stosunku do wartości zużycia uzyskanych w pomiarach bezpośrednich. Nie obniża to jednak możliwości stosowania przyjętej metody do interpretacji wyników badania zużycia.

5

Rola materiału przeciwpróbki w mechanizmie zużycia tarciowego tlenoazotowanego tytanu

Hepner M., Król S., Zalisz Z.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2005

|

z. 86

25-29

6

Zużycie tarciowe natlenionego i azotowanego powierzchniowo tytanu w parze trącej ze stalą szybkotnącą

Król S., Zalisz Z., Hepner M.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2004

|

z. 78

261-266

PL

Wśród materiałów konstrukcyjnych tytan i jego stopy wyróżniają się zespołem bardzo korzystnych własności mechanicznych i fizyko-chemicznych. Stosowane są one głównie tam, gdzie istotny jest ciężar materiału, a więc w przemyśle lotniczym, kosmicznym, zbrojeniowym. Ich bardzo dobra odporność korozyjna w różnych środowiskach, w tym w wodzie morskiej sprawia iż są doskonałym materiałem na platformy wiertnicze, linie odsalania wód, wymienniki ciepła oraz w przemyśle okrętowym. W zastosowaniach na elementy żarowytrzymałe coraz większego znaczenia nabierają stopy tytanu na osnowie faz międzymetalicznych TiAl i Ti3Al, a jako materiały wykazujące efekt pamięci kształtu - stopy na osnowie fazy TiNi. Rozwój i modyfikacja tych materiałów dotyczy nie tylko doboru pierwiastków stopowych, ale w dużej mierze zmiany własności warstwy wierzchniej, jej utwardzenia i podwyższenia odporności na zużycie w warunkach tarcia. W tym celu w poniższej pracy stosowano dyfuzyjne natlenianie oraz azotowanie. We wcześniejszych badaniach [1-4] uzyskano tą drogą wyraźne obniżenie zużycia tarciowego tytanu i stopu TiAl6V4 w parach trących z zahartowaną stalą 45 oraz ze stopem kobaltu (najniższe zaobserwowane zużycie liniowe wynosiło 0,15x10-2žm/m). W pracy przedstawiono wyniki badań strukturalnych oraz badań tribologicznych prowadzonych metodą tarcza-trzpień, przy zastosowaniu stali szybkotnącej jako materiału przeciwpróbki.

7

Zużycie tarciowe natlenionego i azotowanego powierzchniowo stopu TiA16V4 w parze trącej ze stalą 45

Zalisz Z., Hepner M., Król S.

Zeszyty Naukowe. Mechanika / Politechnika Opolska

|

2003

|

z. 76

311-316