Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

High resolution microscopy as tools for sliding microbearing radial clearance and grooves geometry measurements

Khudoley A., Kuznetsova T., Chizhik S., Wierzcholski K., Miszczak A.

Tribologia

|

2013

|

nr 3

37--47

EN

This paper presents a new non-classical method of radial clearance measurements in slide micro-bearing with grooves. In this paper, the authors show that measurements of the radial clearance of micro-bearings cannot be determined with the required accuracy for hydrodynamic calculations and wear analysis just through subtraction from the internal diameter of the sleeve to the external diameter of the journal. Therefore, it is proposed to measure clearance directly by high-resolution microscopy using a metallographic sample of the cross-section of the assembly of sleeve and journal with the gap filled with glue. The measurements are performed using an optic microscope, a SEM, and an AFM. Analysis of lubrication shows that the ventilator or cooling fan micro-bearing has a hydrodynamic type of lubrication and the HDD micro-bearing has an elasto-hydrodynamic type of lubrication.

PL

Hydrodynamiczne smarowanie z rowkami na powierzchni panewki lub czopa w mikrołożyskach ślizgowych twardych dysków komputerowych oraz w mikrołożyskach wentylatorów komputerowych staje się coraz bardziej powszechne ze względu na fakt, że mikrołożyska ślizgowe są lepsze w eksploatacji niż łożyska toczne, a przede wszystkim rowki redukują pęcherze kawitacyjne, przez co zwiększają sztywność łożyska. W przypadku mikrołożyska, a tym bardziej mikrołożyska z rowkami, klasyczne metody pomiaru luzu promieniowego o dokładności do 1–2 µm są mało skuteczne. Luzy promieniowe w mikrołożyskach z rowkami o pochyleniu od 30 do 60 stopni oraz różnym kształcie, zazwyczaj w literkę V oraz jodełkę, mają wysokość 2–3 µm i dlatego w niniejszej pracy wykonano ich pomiar z użyciem różnego typu przyrządów elektronowych, takich jak: optyczny mikroskop Micro 200, Planar Belarus; optyczny skaningowy mikroskop Mira, Oxford Instrument (SEM) oraz mikroskop sił atomowych typu NT-206 Belarus (AFM). Pomiary prezentowane w pracy zostały wykonane na metalograficznych próbkach przedstawiających przekroje poprzeczne elementu bez wytrawiania oraz polerowania. Przeprowadzono dwa typy pomiarów, a mianowicie czop i panewka oddzielnie oraz czop i panewka razem. W tym drugim typie pomiaru dokonano wyznaczenia rzeczywistej wartości luzu promieniowego. Odległości geometryczne związane z luzem promieniowym zostały wyznaczone wyżej opisanymi przyrządami SEM, AFM w obrazach dwu- oraz trójwymiarowych, posługując się profilami powierzchni w skali mikro i nano oraz wyznaczonymi elektronicznie siłami poprzecznymi i skrętnymi. Wyznaczono luzy promieniowe długich mikrołożysk wentylatorów komputerowych (120 000 h, 2900 obr./min, 80 mm) oraz mikrołożysk twardych dysków komputerowych HDD (7200 obr./min, 80Gb, 3.5”). Na podstawie dokonanych pomiarów autorzy wykazują, że tradycyjne wyznaczanie promieniowego luzu w przypadku mikrołożysk ślizgowych poprzez różnicę mierzonych wartości promienia czopa i panewki prowadzi do mało dokładnych wyników. Wymiarowa tolerancja mierzonych średnic czopa i panewki mikrołożysk z uwzględnieniem chropowatości powierzchni sięga 320 nm. Pomiary SEM i AFM powierzchni mikrołożyska HDD wykazały cechy elasto-hydrodynamicznego smarowania.

2

Determination of the viscosity parameters for an ultra thin liquid layer in lubrication

Khudoley A., Chizhik S., Wierzcholski K., Miszczak A., Chikunov V., Shasholko D.

Tribologia

|

2013

|

nr 4

45--53

EN

This paper presents a new method for the estimation and, consequently, a new method of liquid viscosity measurements for non-Newtonian liquids retained in ultra thin layer. Essentially the test stand consists of a Piezoelectric Tuning Fork (PTF) and an Atomic Force Microscope (AFM). This method is to be based on the measurements of the amplitude values of PTF vibrations inside the liquid region using AFM and other devices described in this paper. Vibration implies a share rate in liquid and this implies changes of the apparent viscosity of non-Newtonian liquids. During measurements, the ultra thin layer of liquid is laying on the solid substratum. This solid substratum imitates the superficial layer on cooperating bearing surfaces. Experimental measurements prove that the physical properties of superficial layers have a significant influence on the liquid viscosity in ultra thin liquid layers. Viscosity changes within ultra thin layer in relation to height.

PL

Niniejsza praca przedstawia nową metodę oszacowania wartości, a w konsekwencji pomiaru wartości lepkości nie newtonowskiej cieczy w ultracienkich warstwach. Stanowisko badawcze składa się zasadniczo z dwóch części: piezoelektrycznego kamertona widelcowego (PTF) oraz mikroskopu sił atomowych (AFM). Polega ona na zastosowaniu pomierzonych wartości amplitudy mikrodrgań PTF z mikroskopem sił atomowych oraz na wykorzystaniu odpowiedniego oprzyrządowania. Drgania wywołują wzrost prędkości ścinania, a te zmieniają lepkość cieczy. W trakcie pomiarów warstwa badanej cieczy zalega na podkładce materiałowej ciała stałego imitującej warstwę wierzchnią współpracujących powierzchni w węzłach tarcia ślizgowego. Materiał podkładki można zmieniać w trakcie badań. Tak pomyślana metoda badań może mieć duże zastosowanie w praktyce projektowania mikrołożysk, ponieważ badania eksperymentalne wykazały, że w ultracienkich warstwach cieczy smarującej własności materiałowe warstwy wierzchniej, a zatem podkładki mają wpływ na kształtowanie się wartości lepkości cieczy smarującej. Lepkość cieczy smarującej w ultracienkich warstewkach zmienia się wraz z grubością warstwy. Prezentowana metoda pomiaru lepkości cieczy ma szczególne znaczenie w przypadku cienkich warstewek cieczy o właściwościach nie newtonowskich, czyli takich, gdzie zmiany prędkości deformacji w trakcie przepływu smarującego mają wpływ na wartość lepkości. Kamerton wykonuje mikrodrgania, których amplitudy mierzy się z użyciem AFM. Drgania powodują zmiany prędkości deformacji cząsteczek cieczy w trakcie przepływu. W konsekwencji uzyskuje się zmiany wartości lepkości, które zostają uchwycone w trakcie opisanej w pracy procedury pomiarowej. Procedura pomiaru została w niniejszej pracy szczegółowo opisana. Według informacji autorów badania takie mogą mieć duże zastosowania w projektowaniu mikrołożysk HDD.

3

The intelligent operation of nano-grooved microbearing surfaces in computer HDDS

Wierzcholski K., Miszczak A., Khudoley A.

Tribologia

|

2012

|

nr 1

157-166

EN

The nano- and micro-grooves on two cooperating micro-bearing surfaces depend strongly on the intelligent operation of computer HDDs. Therefore, the main topic of this paper is concerned with the influence of micro- and nanostructures in cooperating surfaces on intelligent micro bearing behaviour. The measurements are performed for a new, unused cooperating journals and sleeve surfaces of micro bearings in a new Hard Disc Driver 2.5, Samsung, HM 160 HI, 5400 rpm, utilising a atomic force microscope and scanning electron microscope and micro-x-ray analysis. The structure and geometry of nano-grooves and the composition of the roots in the material of the journal and sleeve alloy enables one to indicate the proper micro-bearing operation process and hydrodynamic lubrication model. These surfaces are radically different in comparison to cooperating surfaces occurring in micro bearings inside the computer ventilator. The presented measurements indicate that, in the micro-bearing gap, the changes of lubricant viscosity in the gap height direction have important implications on the HDD operation. In classical bearings such influences never occur.

PL

Rezultaty badań naukowych dysków komputerowych przeprowadzone w ostatnich trzech latach w USA, Chinach i Japonii wykazały, że inteligentne właściwości eksploatacyjne HDD uzyskuje się dzięki mikro- i nanorowkom znajdującym się na powierzchniach mikrołożysk ślizgowych. Autorzy zauważyli, że w nieużywanych komputerowych HDD produkowanych na Tajwanie i Chinach kontynentalnych a także w Japonii występują różne geometrie nanorowków na powierzchniach mikrołożyska. Powierzchnie te zasadniczo różnią się od powierzchni mikrołożysk występujących w wentylatorkach komputera L. 8. Dlatego też są rozpatrywane w oddzielnym artykule. Specyficzna geometria rowków umożliwia niespotykaną w klasycznych łożyskach zmianę lepkości czynnika smarującego po grubości warstwy. Ten fakt powoduje wytworzenie dodatkowych sił nośnych, które przy świadomym ukształtowaniu geometrii nanorowków są celowo wykorzystywane w trakcie procesu eksploatacji twardych dysków komputerowych. W niniejszej pracy została przedstawiona analiza pomiarów dwóch nowych niezużytych współpracujących powierzchni mikrołożyska o obrotach 5400 rpm występujących w dysku twardym komputera HDD 2,5'' Samsung HM 160 HI wyprodukowanym w Chinach. Celem pracy jest interpretacja opracowanych pomiarów zawierających wymiary i geometrię oraz profile przekrojów poprzecznych nanorowków dla powierzchni roboczych czopa i panewki. Uzyskane wyniki pomiarów pozwalają ocenić i porównać zmiany geometrii nanorowków i ich profili przekroju poprzecznego w trakcie eksploatacji. Badania takie mogą być również pożyteczne dla konstruktorów w trakcie projektowania i budowy mikrołożysk HD.

4

Structure and Mesozoic tectonics of the Southeastern Taimyr fold and thrust belt

Zastrozhnov D., Khudoley A., Verzhbitsky V.

Geology, Geophysics and Environment

|

2012

|

Vol. 38, no. 4

557--558

EN

The Taimyr fold and thrust belt (FTB) consists of several zones that show evidence for Precambrian, late Paleozoic (Hercynian), and Mesozoic tectonic events. Most scientists point to Precambrian and late Paleozoic compression as the most intense event, although Zonenshain et al. (1990) argued for a strong Mesozoic tectonic event. Our studies of the Central and Southern Taimyr done in 2005-2012 in the frame of projects supported by the State geological mapping program and by TGS-NOPEC Company also points to important role of the Mesozoic tectonics. The main results are summarized in the following points: 1.The only clear angular unconformity in the sedimentary succession of the Central and Southern Taimyr is between Vendian and underlying rocks. Vendian-Triassic succession does not contain unconformities, although some hiatuses may occur. 2.Pre-Rhaetian unconformity (previously interpreted as pre-Jurassic) may be related to extension event as well as to compression event. 3.Folds in Cambrian up to Upper Permian rock units have very similar geometry. 4.In the eastern part of Southern Taimyr (Tsvetkova Cape area) Permian to Jurassic rocks show similar structural style. 5.Stress axes orientation estimated from the fracture study in Riphean rocks in the Central Taimyr and Permian up to Upper Jurassic sediments in the eastern part of Southern Taimyr (Tsvetkova Cape area) is very similar. 6.Apatite fission track study of samples from the Tsvetkova Cape area point to ca. 150—125 Ma and 75-60 Ma uplift/erosion events. 7.In the eastern part of Southern Taimyr all compression-related structures were affected by a younger extension. In summary, our observations do not show evidence for a strong late Paleozoic compression in the Central and Southern Taimyr. Granite intrusions, previously interpreted as Carboniferous, are ca. 250 Ma and may be presumably linked to the Norilsk trap LIP magmatic event. Also worth noting is that there are no Paleozoic ophiolite complexes within Taimyr FTB. Similarity in fold geometry and stress axes orientation shows that Vendian and younger rocks up to Permian in the Central Taimyr as well as Permian and Mesozoic rocks of the Southern Taimyr were mainly deformed during Mesozoic (Early and/or Late Cretaceous) compressional event, also recognized by brittle fractures in the Riphean rock units. These events are approximately synchronous to major collisional processes occurred in latest Jurassic-Cretaceous time in the northeast Asia and may reflect a connection between Southern Taimyr and Mesozoic fold belts of the northeast Asia. The final extension best documented in the Tsvetkova Cape area likely reflects tectonic relaxation processes right after the compressional event and opening of the Laptev Sea rifted sedimentary basin in Late Cretaceous-Cenozoic.

5

Measurement of unused microbearing grooved surfaces for computer ventilator

Wierzcholski K., Miszczak A., Khudoley A.

Tribologia

|

2011

|

nr 3

143-153

EN

This paper presents a measurement analysis of two, new, non-damaged cooperating micro-bearing surfaces occurring in computer ventilator Kama Flow SP0825FDB12H 0.080 m. Such surfaces are radically different in comparison with surfaces that are found in HDD microbearings. Developed measurements concern Scanning Electron Microscope (SEM), Mira TESCAN INCA, and illustrate 350 images of journal and sleeve work surfaces using the Microscopy system. This paper also concerns roughness tests with 3D images of journal and sleeve work surfaces and profiles of their cross sections utilising Atomic Force Microscopy (AFM), NT-206, Microtestmachines Ltd, Belarus. Vickers micro-hardness value studies for journal and sleeve surface are performed too. Research studies of the sleeve surface included measurements for macro-profile surfaces with herringbone grooves and AFM micro-profiles of small grooves. The measurements are performed for a new undamaged journal and sleeve surface utilising the Atomic Force Microscope and SEM & Micro-X-Ray analysis. Such analysis concern results referring to the bearing material composition with standard deviation of measured values.

PL

W niniejszej pracy została przedstawiona analiza pomiarów dwóch nowych, niezużytych współpracujących powierzchni mikrołożyska występujących w wentylatorze komputerowym Kama Flow SP0825FDB12H 0,080 m. Powierzchnie te zasadniczo różnią się od powierzchni mikrołożysk HDD. Dlatego też są oddzielnie rozpatrywane. Opracowane pomiary zawierają: obrazy skaningowego elektronowego mikroskopu (SEM), obrazy powierzchni roboczych czopa i panewki, testy AFM powierzchni roboczych czopa i panewki w trzech wymiarach, a także profile ich przekrojów poprzecznych, badania wartości mikrotwardości Vickersa uzyskane na testerze PMT-3M LOMO-Russia dla materiału czopa i panewki. Pomiary powierzchni czopa wykazują chropowatości o wysokości około 80 nm. Powierzchnia panewki zawiera makro- i mikroprofile przekrojów poprzecznych rowków wzdłużnych o głębokości 6ź10-7 m (600 nm) i profilu trójkątnym oraz rowki na kształt jodełki o głębokości około 2000 nanometrów o stromych stokach. Takie pomiary umożliwią opracowanie prawidłowych modeli hydrodynamicznej teorii smarowania mikrołożysk w wentylatorach komputerowych o współpracujących powierzchniach z wyciętymi nanorowkami i nanożeberkami uniemożliwiającymi powstawanie niestabilnych wirów i zwiększającymi nośność łożyska. Pomiary zostały wykonane z użyciem mikroskopu sił atomowych.

6

Charakterystyka rowkowanej warstwy wierzchniej mikrołożysk komputera

Wierzcholski K., Miszczak A., Khudoley A.

Tribologia

|

2011

|

nr 6

257-267

PL

W niniejszej pracy został przedstawiony pomiar własności materiału warstwy wierzchniej czopa i panewki nieeksploatowanych współpracujących powierzchni mikrołożyska występujących w komputerowym wentylatorze Kama Flow SP0825FDB12H 80 mm, w komputerowym wentylatorze Xilence Case Fan 92 mm, oraz w HDD 2,5” Samsung HM 160 HI 5400 rpm, a także w HDD 3,5” Seagate Barakuda 7200.10 ST380815AS, 7200 rpm. Nacięcia punktów podczas pomiarów modułu sprężystości Younga warstwy wierzchniej materiału zostały wykonane z użyciem statycznej spektroskopii sił na mikroskopie sił atomowych. Ponadto zaprezentowane zostały badania mikrotwardości dla powierzchni czopa i panewek z wykorzystaniem mikrotwardościomierza Vickersa PMT-3M-LOMO-Russia przystosowanego do takich badań. Przeprowadzone badania koncentrują się na pomiarach wykonanych na Skaningowym Elektronowym Mikroskopie oraz na analizie Mikro-X-Promieni, wykorzystując przyrząd Mira TESCAN INCA, ilustrujący obrazy powierzchni roboczych czopa i panewki systemem mikroskopowym, a także rejestrując trójwymiarowy test chropowatości powierzchni i profili przekrojów poprzecznych. Zbadane zmiany wartości modułu sprężystości po kierunku grubości warstwy wierzchniej uwidaczniają zmiany modułu sprężystości materiału leżącego na powierzchni nanorowków i nanożeberek, którymi pokryte są powierzchnie łożyskowe. W super cienkich szczelinach mikrołożysk o wysokościach mniejszych od 1 mikrometra lepkość dynamiczna oleju warstwy przyściennej zależy od modułu sprężystości materiału łożyskowego bezpośrednio przylegającego do warstwy smarującej. Dlatego zmienia się lepkość dynamiczna oleju wokół nanorowków i nanożeberek. Takie zmiany lepkości wpływają korzystnie na pracę mikrołożysk. Według informacji autorów, zaledwie od 5 lat producenci twardych dysków komputerowych montują na szerszą skalę mikrołożyska o powierzchniach pokrytych nanorowkami i nanożeberkami. Niniejsze badania mają na celu uzyskanie wyników doświadczalnych, aby na tej podstawie dokonać numerycznego ustalenia optymalnej geometrii rowków i żeberek na powierzchniach roboczych czopów i panewek pod kątem niezawodności oraz optymalnego sterowania pracą mikrołożyska.

EN

This paper presents the measurement of superficial layer properties for a new undamaged journal and sleeve microbearing surfaces occurring in computer ventilator Kama Flow SP0825FDB12H 80 mm, in computer ventilator Xilence Case Fan 92 mm, and in computer Hard Disc Driver 2.5" Samsung HM 160 HI, 5400 rpm, and computer Hard Disc Driver 3.5" Seagate Barakuda, 7200.10 ST 380815AS, 7200 rpm. Indentation of the points during the measurements of the modulus of elasticity of the superficial layer material was performed using the static-force spectroscopy mode of the AFM. Moreover, Vickers micro-hardness value studies for journal and sleeve surface using micro-hardness Tester PMT-3M-LOMO-Russia are presented. Developed measurements from scanning electron microscope and micro-X-ray analysis, using Mira TESCAN INCA, illustrating images of journal and sleeve work surfaces taking into account Microscopy system, Atomic Force Microscope (AFM) roughness tests with 3D images of journal and sleeve work surfaces and profiles of their cross sections are also presented. The determined changes in the modulus of elasticity in the thickness of the superficial layer indicate the changes of the elasticity modulus on the nano-groove and nano-ridge surfaces. In the super thin microbearing gaps smaller than 1 micrometer, the oil dynamic viscosity depends on the modulus of elasticity of the bearing material laying on the micro bearing surfaces. Therefore, the oil dynamic viscosity changes in the boundary layers around the grooves and ridges on the bearing surface.

7

Measurement of non used microbearing occurring in computer HDD seagate barracuda

Wierzcholski K., Miszczak A., Khudoley A.

Journal of KONES

|

2011

|

Vol. 18, No. 2

471-482

EN

In this paper is presented the measurement analysis of two a new non-damaged cooperating microbearing surfaces occurring in computer ventilator Xilence Case Fan 92mm. Elaborated measurements concern Scanning Electron Microscope (SEM) images of journal and sleeve work surfaces, AFM roughness tests with 3D images of journal and sleeve work surfaces and profiles of their cross sections, Vickers micro-hardness value studies for journal and sleeve surface. Furthermore in researches of the sleeve surface are included measurements for macro-profile surfaces with herringbone grooves micro-profiles of small grooves utilizing and Atomic Force Microscope) AFM -NT-206 Belarus. The measurements are performed for a new non damaged journal and sleeve surface using the AFM and SEM & Micro-X-Ray analysis. Such analysis concerns results referring to the bearing material composition with standard deviation of measured values. The view of cylindrical microbearing journal surfaces with nano-ridges and grooves and measured non used and non damaged surfaces with longitudinal nano-ridges and grooves in cylindrical slide microbearing journal and sleeve; SEM image of work surface of the microbearing journal and microbearing sleeve of computer ventilator Xilence Case Fan, 3D AFM image of work surface of microbearing journal, profile of work surface of the journal, 3D AFM image of work surface of microbearing sleeve of computer ventilator, profile of work surface of the sleeve are presented in the paper.

8

Measurement of non used microbearing grooved surfaces for computer ventilator Xilence Case Fan

Wierzcholski K., Miszczak A., Khudoley A.

Journal of KONES

|

2011

|

Vol. 18, No. 2

471-476

EN

In this paper is presented the measurement analysis of two a new non-damaged cooperating microbearing surfaces occurring in computer ventilator Xilence Case Fan 92mm. Elaborated measurements concern Scanning Electron Microscope (SEM) images of journal and sleeve work surfaces, AFM roughness tests with 3D images of journal and sleeve work surfaces and profiles of their cross sections, Vickers micro-hardness value studies for journal and sleeve surface. Furthermore in researches of the sleeve surface are included measurements for macro-profile surfaces with herringbone grooves micro-profiles of small grooves utilizing and Atomic Force Microscope) AFM - NT-206 Belarus. The measurements are performed for a new non damaged journal and sleeve surface using the AFM and SEM & Micro-X-Ray analysis. Such analysis concerns results referring to the bearing material composition with standard deviation of measured values. The view of cylindrical microbearing journal surfaces with nano-ridges and grooves and measured non used and non damaged surfaces with longitudinal nano-ridges and grooves in cylindrical slide microbearing journal and sleeve; SEM image of work surface of the microbearing journal and microbearing sleeve of computer ventilator Xilence Case Fan, 3D AFM image of work surface of microbearing journal, profile of work surface of the journal, 3D AFM image of work surface of microbearing sleeve of computer ventilator, profile of work surface of the sleeve are presented in the paper.

9

Early Paleozoic evolution of the Peri-Gondwana plates

Golonka J., Krobicki M., Poprawa P., Paul Z., Khudoley A.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2009

|

T. 35, z. 2/1

339-343

PL

Przedstawiono główne etapy wczesnopaleozoicznej ewolucji perygondwańskich płyt litosferycznych w nawiązaniu do historii superkontynentu Rodinia, a zwłaszcza efektu neoproterozoicznego ryftowania, które doprowadziło do izolacji Gondwany, Laurencji, Syberii i Bałtyki. Wskazano z kolei na wczesnopaleozoiczne (późny kambr-wczesny ordowik) ryftowanie terranów awalońskich, które objęło m.in. północno-zachodnią i południową Polskę. Na tym tle zobrazowano również wczesnopaleozoiczne wydarzenia geotektoniczne w dalekowschodniej Azji.