Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kotwy iniekcyjne w gruntach i skałach

Roguska Emilia

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 2

61--65

2

Tribological Testing of Environmentally Friendly Lubricants

Kowalski Marcin, Bernat Szymon, Kowalczyk Joanna, Radoń-Kobus Krystyna, Grabowski Paweł, Madej Monika

Tribologia

|

2023

|

nr 1

51--63

PL

W artykule porównano właściwości oleju mineralnego z olejem na bazie glicerolu i olejem na bazie oleju rzepakowego. Uzyskane wyniki badań wskazały, że współczynnik tarcia dla oleju mineralnego wykazał zbliżoną charakterystykę dla obu obciążeń (25 N/ 50 N), również minimalne zmiany zaobserwowano dla oleju na bazie oleju rzepakowego. Natomiast największą różnicę uzyskano dla oleju na bazie glicerolu i wody, gdzie współczynnik tarcia wzrósł o ponad 23% dla obciążenia 50 N w porównaniu z obciążenie m 25 N. Przeprowadzone badania wskazują na bardzo dobrą charakterystykę olejów na bazie oleju rzepakowego oraz oleju na bazie glicerolu i wody wraz z dodatkami zmniejszającymi tarcie w zależności od przyłożonego obciążenia. Dla niż szych obciążeń bardzo dobre właściwości przeciwzużyciowe posiada olej na bazie glicerolu i wody, zaś dla wyższych olej na bazie oleju rzepakowego. Zatem w odpowiednich warunkach oleje przyjazne środowisku mają zbliżone lub lepsze właściwości smarne aniżeli toksyczne wysoko „zdodatkowane” oleje mineralne. Tym samym posiadają potencjał zastąpienia powszechnie stosowanego oleju mineralnego.

EN

This paper compares the properties of mineral oil with glycerol and water-based oil, and rapeseed-based oil. The obtained research results showed that the friction coefficient for mineral oil has similar characteristics for both loads (25 N/50 N). Minimal differences were also observed for the rapeseed-based oil. However, the most significant difference was obtained for oil based on glycerol and water, where the friction coefficient increased by more than 23% under the load of 50 N compared to 25 N. The tests showed very good characteristics of the oils based on rapeseed oil and the oil based on glycerol and water with additives reducing friction, depending on the applied load. For lower loads, the oil based on glycerol and water has very good anti-wear properties, whereas the oil based on rapeseed oil has very good anti-wear properties for higher loads. Thus, environmentally friendly oils have similar or better lubricating properties under appropriate conditions than toxic oils with high additive contents. Hence, they have the potential to replace the commonly used mineral oil.

3

Tribological properties of silver doped titanium nitride coatings

Piotrowska Katarzyna, Madej Monika

Tribologia

|

2023

|

nr 3

43--51

EN

The properties of titanium nitride (TiN:Ag) coatings applied by physical vapour phase deposition technique (PVD) on Ti13Nb13Zr alloy were subject to evaluation. The study presents the results of surface geometrical structure, adhesion and tribological tests. The geometric structure of the surface was examined using optical microscopy. A scratch test was used to assess adhesion. The model tribological tests were carried out in a rotary motion under technically dry friction conditions, lubricated with Ringer’s solution. In the case of technically dry friction, the analysis of the tribological test results indicated that the TiN:Ag coating was characterised by higher resistance to motion and lower wear compared to Ti13Nb13Zr. Friction coefficients registered during friction subject to lubrication with Ringer’s solution were compared for both materials; however, the surface wear was significantly lower in titanium alloy. The scratch test pointed towards high adhesion of the TiN:Ag coating. The study results provide insight into Ti13Nb13Zr alloy, titanium nitride coatings and their potential use for surgical instruments.

PL

Ocenie poddano właściwości powłok azotku tytanu (TiN:Ag) naniesionych metodą fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD na stopie Ti13Nb13Zr. Przedstawiono wyniki badań struktury geometrycznej powierzchni, adhezji oraz testów tribologicznych. Strukturę geometryczną powierzchni zbadano przy użyciu mikroskopii optycznej. Do oceny adhezji wykorzystano test zarysowania, tzw. scratch test. Modelowe badania tribologiczne przeprowadzono w ruchu obrotowym w warunkach tarcia technicznie suchego oraz ze smarowaniem płynem Ringera. Analiza wyników badań tribologicznych wskazała, że w przypadku tarcia technicznie suchego powłoka charakteryzowała się jedocześnie większymi oporami ruchu i mniejszym zużyciem w porównaniu z Ti13Nb13Zr. Współczynniki tarcia zarejestrowane podczas tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera były porównywane dla obu materiałów, z kolei zużycie powłoki było dużo mniejsze w odniesieniu do stopu tytanu. Test zarysowania wskazał na wysoką adhezję powłoki TiN:Ag. Uzyskane wyniki badań stanowią źródło wiedzy na temat stopu Ti13Nb13Zr, powłok azotku tytanu oraz możliwości ich potencjalnego zastosowania na narzędzia chirurgiczne.

4

Tribological properties of MED610 medical material used in PolyJet matrix 3D printing technology

Szczygieł Paweł, Radoń-Kobus Krystyna, Madej Monika, Kozior Tomasz

Tribologia

|

2023

|

nr 4

65--77

EN

3D printing is increasingly being used in many industries and in medicine. As a result, new materials are being sought and researched, in particular biocompatible materials. Such materials can be used for medical devices, surgical instruments, and orthopaedic devices, as well as in bone surgery, tissue engineering, prosthetics, regenerative medicine, and the creation of drug delivery systems. This paper presents an analysis of the results of tribological testing of a biocompatible material used in 3D printing technology. The tests were conducted on a TRB3 tribometer (Anton) in a sphere-disk association. The tests were carried out by making cylindrical specimens with a diameter of 40 mm and a height of 6 mm from the MED610 material using photo-curing liquid polymer resin (PJM) technology. The specimens were fabricated in High Quality mode with a layer thickness of 0.016 mm and with different print directions in the X-Z plane: 0°, 45°, and 90°. The analysis was carried out under technical dry friction conditions and in the presence of saline solution (0.9% NaCl). The tests were performed under fixed test parameters, i.e. speed and loading of the specimens. Ball-disc tests were carried out using balls (counter-specimen) made of different materials with a diameter of 6 mm. Studies have shown that the direction of printing affects tribological wear, due to the anisotropic nature of the 3D printing technology. The lowest average coefficient of friction was obtained for specimens with a print direction of 90°.

PL

Druk 3D znajduje coraz szersze zastosowanie w wielu branżach przemysłowych oraz w medycynie. W związku z tym poszukiwane i poddawane badaniom są nowe materiały, w szczególności materiały biokompatybilne. Materiały takie mogą być stosowane do produkcji sprzętu medycznego, narzędzi chirurgicznych i urządzeń ortopedycznych oraz w chirurgii kostnej, inżynierii tkankowej, protetyce, medycynie regeneracyjnej lub do tworzenia systemów dostarczania leków. W pracy przedstawiono analizę wyników badań tribologicznych biokompatybilnego materiału polimerowego, stosowanego w technologii druku 3D. Testy tarciowe zrealizowano przy użyciu tribometru w skojarzeniu kula–tarcza. Badania przeprowadzono na próbkach w kształcie tarczy o średnicy 40 mm i wysokości 6 mm z materiału MED610 uzyskanego przy użyciu technologii fotoutwardzania ciekłych żywic polimerowych (PJM). Próbki wykonano w trybie wysokiej dokładności (High Quality) z grubością warstwy wynoszącą 0,016 mm oraz z różnymi kierunkami wydruku w płaszczyźnie X-Z: 0°, 45° i 90°. Analizę przeprowadzono w warunkach tarcia technicznie suchego oraz smarowania roztworem soli fizjologicznej (0,9% NaCl). Badania wykonano przy stałych parametrach testu, tj. prędkości i obciążenia próbek. Przeciwpróbkę stanowiły kulki o średnicy 6 mm z poliamidu 6.6 oraz polioksymetylenu (POM). Analiza wyników badań wskazały, iż kierunek druku ma wpływ na zużycie tribologiczne, co wynika z anizotropowej natury technologii druku 3D. Najmniejszy średni współczynnik tarcia uzyskano dla próbek o kierunku wydruku 90°.

5

Footwear safety in the light of scientific research

Przepiórka Jacek, Szczerek Marian

Tribologia

|

2023

|

nr 4

65--77

EN

Improving living conditions and developing medical care contributes to increasing human life expectancy. Because motor skills decrease with age, older people need comfortable shoes that provide a high level of safety. The soles should not deform during temperature changes, they should have appropriate thermal insulation properties and a good grip to dry, wet, and dirty floor surfaces, as slips usually occur on surfaces covered with ice, water, oil, grease, mud, etc. During the use of footwear, the friction coefficient is important. It depends on various factors, including: the type of a polymer matrix, auxiliary agents, the shape of the tread, the hardness of the sole, stiffness, wettability, and pressure. From the point of view of the footwear safety, the type of the sole material, its construction, especially the profile of the sole, the shape of the heel, and the thickness of the sole, as well as the method of use, are important. The types of rubbing surfaces (their structures, physical properties), the temperature of the contacting bodies, and the type of the substrate have a significant impact on friction. The assumption and purpose of the article was to compare the methods for determining the coefficient of friction between the shoe soles and walking surfaces used in scientific research around the world in relation to the methodology developed in Poland.

PL

Poprawa warunków życia oraz rozwój opieki medycznej przyczyniają się do zwiększenia długości życia człowieka. Ponieważ sprawność motoryczna zmniejsza się wraz z długością życia, osoby w wieku dojrzałym potrzebują obuwia wygodnego i zapewniającego wysoki poziom bezpieczeństwa. Podeszwy nie powinny odkształcać się przy zmianach temperatury, powinny wykazywać odpowiednie właściwości termoizolacyjne oraz odporność na poślizg zarówno w warunkach suchych, jak i na powierzchniach mokrych i zabrudzonych. Poślizg obuwia występuje zwykle na podłożach oblodzonych, zwilżonych wodą, olejami, smarami, błotem itp. Podczas użytkowania spodów obuwia istotne znaczenie ma współczynnik tarcia, który zależy od wielu czynników między innymi od: rodzaju matrycy polimerowej, środków pomocniczych, kształtu bieżnika, twardości spodu, sztywności, zwilżalności oraz nacisku. Z punktu widzenia bezpieczeństwa użytkowania obuwia istotne znaczenie ma rodzaj materiału spodu, jego konstrukcja, a szczególnie profil podeszwy, kształt obcasa i grubość podeszwy, a także sposób użytkowania. Znaczny wpływ na tarcie wywierają rodzaje trących powierzchni (ich struktura, właściwości fizyczne), temperatura oraz rodzaj podłoża. Założeniem i celem artykułu było porównania metod określania współczynnika tarcia pomiędzy spodem obuwia a podłożem stosowanych w badaniach naukowych na świecie w odniesieniu do metodyki opracowanej w Polsce.

6

Energetic conditions of maximising temperature and energy density in the environment of friction contact of solids

Maciąg Maria

Tribologia

|

2023

|

nr 4

33--41

EN

The paper is intended to determine maximum temperatures in the friction zone of solids. An original model of thermal processes in a miniature test object – environment of a selected contact of asperities – is proposed. Its volume is limited to an area where energy dissipation and wear take place. The discussion is based on an energy balance including temperature variations within the object. An original method of establishing the maximum value of the so-called flash temperature on the basis of an experiment addressing the thermodynamic nature of friction is proposed. A method of determining average density of energy dissipated in a tested volume is specified as well. An analytical description of elementary friction includes physical properties of a material: density, specific heat, hardness; parameters characterising friction and wear, such as coefficient of friction, coefficient of wear, nominal unit pressure, specific work of wear, unit work of mechanical dissipation, temperature of friction surface, temperature of the immediate environment of surface asperities contact, mass of energy dissipation area, mass wear, and structure of the energy balance. The proposed description of friction within a contact of surface asperities encompasses analytical dependences that relate all the physical quantities accepted as characteristics of an object and the process inside it to one another. A quantitative evaluation of the maximum temperature and density of dissipated energy is undertaken for a selected instance of tribological testing.

PL

Praca poświęcona jest ustaleniu maksymalnych temperatur w strefie tarcia ciał stałych. Zaproponowano oryginalny model procesów cieplnych zachodzących w miniaturowym obiekcie badań – otoczeniu wybranego styku nierówności. Jego objętość ograniczono do obszaru przestrzennego, w którym zachodzi dyssypacja energii oraz zużywanie. Podstawą rozważań był bilans energii, uwzględniający zmiany temperatury w obrębie tego obiektu. Zaproponowano oryginalny sposób wyznaczania maksymalnej wartości temperatury, tak zwanej temperatury błysku, w oparciu o eksperyment uwzględniający termodynamiczną naturę tarcia. Ponadto ustalono metodę wyznaczania średniej gęstości energii rozpraszanej w badanej objętości. W opisie analitycznym elementarnego zjawiska tarcia uwzględniono własności fizyczne materiału: gęstość, ciepło właściwe, twardość; parametry charakteryzujące tarcie i zużycie, m.in.: współczynnik tarcia, współczynnik zużycia, nacisk jednostkowy nominalny, pracę właściwą zużycia, pracę jednostkową dyssypacji mechanicznej, temperaturę powierzchni tarcia, temperaturę bezpośredniego otoczenia styku nierówności powierzchni, masę obszaru dyssypacji energii, zużycie masowe i strukturę bilansu energetycznego. Zaproponowany opis zjawiska tarcia w obrębie styku nierówności powierzchni stanowią zależności analityczne wiążące ze sobą wszystkie wielkości fizyczne przyjęte jako cechy obiektu i zachodzącego w nim procesu. Ocenę ilościową maksymalnej temperatury i gęstości rozpraszanej energii przeprowadzono dla wybranego przykładu badań tribologicznych.

7

Characterisation of Micromechanical and Tribological Properties of Titanium Grade 2 after Cyclic Oxidation

Aniołek Krzysztof, Barylski Adrian

Tribologia

|

2023

|

nr 1

9--18

EN

This paper presents the characterisation of micromechanical and tribological properties of titanium Grade 2 before and after cyclic oxidation. The oxidation process was carried out at temperatures of 600°C, 650°C and 700°C in 4 and 12 cycles. Microscopic studies showed that oxide particle size increased with increasing oxidation temperature and the number of cycles. Titanium Grade 2 showed up to 3 times higher hardness after cyclic oxidation. The highest hardness (8.4 GPa) was obtained after 12 cycles of titanium oxidation at 650°C. Tribological tests were conducted in pairs with different materials (Al2O3, ZrO2, bearing steel 100Cr6). The presence of oxide layers obtained on the titanium surface resulted in a significant reduction in specific wear rate. Titanium Grade 2 showed the best resistance to sliding wear after cyclic oxidation at 600°C during sliding interaction with ZrO2 and 100Cr6 balls (unmeasurable wear under assumed test conditions). In the other test variants, the reduction in wear ranged from 37 to 96%.

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę właściwości mikromechanicznych i tribologicznych tytanu Grade 2 przed i po utlenianiu cyklicznym. Proces utleniania realizowano w temperaturze 600°C, 650°C i 700°C w 4 i 12 cyklach. W badaniach mikroskopowych wykazano, że wielkość cząstek tlenków rosła wraz ze wzrostem temperatury utleniania oraz liczby cykli. Tytan Grade 2 po utlenianiu cyklicznym charakteryzował się na wet 3-krotnie wyższą twardością. Największą twardość (8.4 GPa) uzyskano po 12 cyklach utleniania tytanu w temperaturze 650°C. Testy tribologiczne realizowano w skojarzeniu z różnymi materiałami (Al2O3 , ZrO2 , stal łożyskowa 100Cr6). Obecność warstw tlenkowych otrzymanych na powierzchni tytanu spowodowała znaczną redukcję zużycia objętościowego. Najlepszą odpornością na zużycie ścierne tytan Grade 2 charakteryzował się po utlenianiu cyklicznym w temperaturze 600°C podczas współpracy ciernej z kulkami ZrO2 oraz 100Cr6 (zużycie niemierzalne w przyjętych warunkach badań). W pozostałych wariantach badań redukcja zużycia wynosiła od 37 do 96%.

8

Adaptive DLC coatings with different MoS2 content

Osada Piotr, Kot Marcin, Zimowski Sławomir, Wiązania Grzegorz, Lackner Jürgen

Tribologia

|

2023

|

nr 4

43--51

EN

DLC coatings are widely used in engineering as they are resistant to abrasive wear. However, they exhibit an increased coefficient of friction at temperatures of around 300°C. Soft MoS2 coatings are known to maintain a low coefficient of friction at temperatures up to about 350°C, but suffer from relatively high abrasive wear. Publications from the last decade report a synergistic improvement in the tribological performance of a coating consisting of both these materials. The aim of this study was to investigate the wear resistance of coatings composed of different a-C and MoS2 contents applied by magnetron sputtering on steel. The results obtained in tribological tests conducted using the ball-and-disk method showed at least 20% better adhesion to the substrate of the two-component nanocomposite coating and its increased wear resistance from 15% to as much as 700%, compared to single-component coatings in tests conducted at 20°C and 250°C. The tests showed no deterioration of the two-component coating's coefficient value compared to DLC.

PL

Powłoki DLC znajdują szerokie zastosowanie w technice, ponieważ są odporne na zużycie ścierne. Jednak wykazują podwyższony współczynnik tarcia w temperaturach rzędu 300°C. Miękkie powłoki MoS2 są znane z utrzymywania niskiego współczynnika tarcia w temperaturach do około 350°C, jednak ulegają relatywnie dużemu zużyciu ściernemu. Publikacje z ostatniej dekady podają synergiczne polepszenie parametrów tribologicznych powłoki składającej się z obu tych materiałów. Celem pracy było badanie odporności na zużycie powłok złożonych z różnej zawartości a-C i MoS2 nanoszonych techniką rozpylania magnetronowego na stali. Wyniki uzyskane w testach tribologicznych prowadzonych metodą kula–tarcza wykazały co najmniej 20% lepszą przyczepność do podłoża dwuskładnikowej powłoki nanokompozytowej oraz jej zwiększoną trwałość na zużycie ścierne od 15% do nawet 700%, porównując z jednoskładnikowymi warstwami w badaniach prowadzonych w temperaturze 20°C i 250°C. Badania nie wykazały pogorszenia wartości współczynnika powłoki dwuskładnikowej w porównaniu do DLC.

9

Niekonwencjonalne parametry fizyczne przędz wyznaczane za pośrednictwem zestawów aparaturowych oferowanych przez firmę Uster Technologies A.G. Część 2. Pomiar tarcia przędz z włókien odcinkowych

Lewandowski Stanisław, Drobina Robert

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2023

|

nr 1

40--46

PL

W drugiej części artykułu zaprezentowano aparat USTER® ZWEIGLE FRICTION TESTER 5 firmy USTER TECHNOLOGIES A.G. przeznaczony do pomiaru współczynnika tarcia. Stwierdzono, że tarcie odgrywa bardzo ważną rolę w przemyśle włókienniczym, zwłaszcza w odniesieniu do zachowania przędzy podczas realizacji procesów przędzalniczych stosowanych po przędzeniu, a aparat USTER® ZWEIGLE FRICTION TESTER 5 pomaga klientowi na szybkie i niezawodne określanie i rejestrowanie współczynnika tarcia przędzy.

EN

The second part of the article presents the USTER® ZWEIGLE FRICTION TESTER 5 apparatus by USTER TECHNOLOGIES A.G. designed to measure the coefficient of friction. It has been found that friction plays a very important role in the textile industry, especially with regard to yarn behavior during post-spinning spinning processes, and the USTER® ZWEIGLE FRICTION TESTER 5 helps the customer to quickly and reliably determine and record the yarn friction coefficient.

10

The effect of hyaluronic acid concentration on the rheological and tribological properties of artificial synovial fluid base solutions

Grykin Monika Izabela, Klekotka Marcin, Dąbrowski Jan Ryszard

Polimery

|

2023

|

Vol. 68, nr 10

555--562

EN

Synovial joints are a basic part of the human body. Lack of proper lubrication of joints can lead to significant wear of their surfaces. The tribological and rheological properties of artificial synovial fluid solutions based on hyaluronic acid were studied. It was found that the concentration of selected hyaluronic acid solutions significantly affects the investigated parameters. The most promising results were obtained for 8 wt% hyaluronic acid solution, which showed the highest viscosity and wettability, and the lowest wear.

PL

Stawy maziowe stanowią podstawową część organizmu człowieka. Brak odpowiedniego smarowania stawów może prowadzić do znacznego zużycia ich powierzchni. W pracy zbadano właściwości tribologiczne i reologiczne roztworów sztucznej cieczy synowialnej na bazie kwasu hialuronowego. Stwierdzono, że stężenie wybranych roztworów kwasu hialuronowego znacząco wpływa na badane parametry. Najlepsze wyniki uzyskano dla 8% mas. roztworu kwasu hialuronowego, który charakteryzował się największą lepkością, zwilżalnością, a także najmniejszym zużyciem.

11

Wpływ parametrów osadzania na właściwości powłok diamentopodobnych ostrzy narzędzi skrawających

Madej Monika, Kowalczyk Joanna, Piotrowska Katarzyna

Obróbka Metalu

|

2023

|

nr 1

33--42

PL

W artykule dokonano oceny właściwości tribologicznych powłok diamentopodobnych DLC osadzanych na ostrzach narzędzi skrawających metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmowym PECVD. W ramach badań eksperymentalnych naniesiono dwa rodzaje powłok diamentopodobnych, różniących się od siebie czasem osadzania. Badania tribologiczne zrealizowano w warunkach tarcia ze smarowaniem bazą olejową PAO 8 oraz olejem syntetycznym SW30, ze skojarzeniem trącym trącym kula – tarcza. Za pomocą elektronowej mikroskopii skaningowej obserwowano ślady wytarć po testach tribologicznych. Mikroskop konfokalny z trybem interferometrycznym posłużył do oceny zużycia próbek. Analiza wyników badań wskazała, że czas nanoszenia powłoki ma wpływ na właściwości tribologiczne. Mniejsze wartości współczynników tarcia oraz zużycia liniowego uzyskano dla powłoki osadzanej przez półtorej godziny

EN

In this paper the assessment of tribological properties of diamond-like carbon coatings (DLC) used for coating with plasma-assisted PECVD gas phase chemical deposition, including cutting tool edges were presented.. In the experimental studies, two types of diamond-like carbon coatings were applied, differing from each other in terms of deposition time. Tribological tests were carried out under friction conditions with lubrication of oil base PAO 8 and synthetic oil 5W30 on a tribometer working in a friction combination of ball and disc. Traces of rubbing after tribological tests were observed using scanning electron microscopy. A confocal microscope with interferometric mode was used to assess sample wear. Analysis of the test results showed that the time of coating has an effect on tribological properties. Lower values of friction and linear wear were obtained for the coating deposited over an hour and a half.

12

Silnik lotniczy jako obiekt badań tribologicznych

Nidzgorska Adrianna, Witoś Mirosław, Perczyński Jerzy, Kułaszka Artur

Journal of KONBiN

|

2023

|

Vol. 53, iss. 3

87--128

PL

Podczas pracy silników lotniczych (turbinowych i tłokowych) występują procesy zużycia w węzłach tribologicznych, które w znaczny sposób wpływają na niezawodność i bezpieczeństwo eksploatacji statków powietrznych. W artykule przedstawiono aspekty diagnostyki tribologicznej silników lotniczych bazującej na okresowych badaniach próbek środka smarnego w laboratoriach. Na początku przedstawiono obiekt badań z uwzględnieniem cech konstrukcyjnych, parametrów pracy i stosowanych środków smarnych oraz podstawy teoretyczne badań tribologicznych. Następnie opisano metody badań stosowane w diagnostyce tribologicznej silników lotniczych, uwzględniając procesy starzenia i zanieczyszczenia środków smarnych, normy, metodyki badawcze i doświadczenia eksploatacyjne opisane w literaturze, w tym krzywą podatności eksploatacyjnej. Możliwości metod badawczych zobrazowano wynikami z okresowych badań tribologicznych silników turbinowych, uzyskanymi w akredytowanym laboratorium diagnostyki systemów tribologicznych. W dalszej części wskazano rolę analizy trendu i kryteriów statystycznych w procesie diagnozowania i zarządzania ryzykiem eksploatacji silników lotniczych, eksploatowanych zarówno według stanu technicznego, jak i planowanych obsług technicznych (resursów). Zasygnalizowano możliwość poprawy wiarygodności diagnostyki tribologicznej silników lotniczych na bazie doświadczeń z przemysłu – monitorowania wybranych parametrów tribologicznych w czasie rzeczywistym. W podsumowaniu wskazano na wysoką efektywność i rolę diagnostyki tribologicznej w utrzymaniu bezpieczeństwa eksploatacji floty różnych typów statków powietrznych.

EN

During the operation of aero-engines (turbine and piston engines), wear processes occur in tribological nodes, which significantly affect the reliability and safety of flight operations. This paper presents aspects of tribological diagnostics of aircraft engines based on periodic testing of lubricant samples in laboratories. Firstly, the object of research with its design features, operating parameters and used lubricants is presented, as well as the theoretical basis of tribological testing. This was followed by a description of the testing methods used in tribological diagnostics of aero-engines, taking into account lubricant degradation and contamination processes, standards, testing methodologies and operating experience described in the literature, including the machine failure curve. Next, the capabilities of the testing methods are illustrated with results from periodic tribological testing of turbine engines, obtained at an accredited tribological systems diagnostics laboratory. In the following section, the role of trend analysis and statistical criteria in the process of diagnosing and managing the risk of operation of aero-engines, exploited according to both their technical condition and planned maintenance, was indicated. Then, the possibility of improving the reliability of tribological diagnostics of aero-engines on the basis of experience from industry - real-time monitoring of selected tribological parameters - was signalled. In conclusion, the high efficiency and role of tribological diagnostics in maintaining the operational safety of a fleet of different aircraft types is indicated.

13

Badania współczynnika tarcia mokrych i suchych powierzchni ocynkowanych ogniowo

Jastrzębski Kamil, Ślęczka Lucjan

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 9-10

474--478

PL

Badania współczynnika tarcia przeprowadzono dla próbek z blach stalowych ocynkowanych ogniowo. Wykonano je w przypadku suchych i mokrych powierzchni stykowych, według procedury opisanej w załączniku G normy PN-EN 1090-2. Badania polegały na obciążeniu elementów próbnych monotoniczną siłą rozciągającą i pomiarze obciążenia poślizgowego. Przed badaniem oraz po badaniu mierzono siłę sprężającą w śrubach łączących blachy. Uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że współczynnik tarcia suchych powierzchni próbek ma nieco mniejszą wartość niż powierzchni próbek, które przed badaniem umieszczono w wodzie na około 12 godzin.

EN

Slip factor tests were carried out for samples made of hot-dip galvanised steel sheets. They were made for dry and wet contact surfaces, according to the procedure described in Annex G of the PN-EN 1090-2 standard. The research consisted of loading the test specimens with amonotonic tensile force. The preload force in the bolts was measured before and after the test. The results obtained allow us to conclude that the coefficient of friction of dry surfaces has a slightly lower value than for samples whose surfaces were soaked before the test by placing them in water for about 12 hours.

14

Tribological properties of DLC and GLC coating for automotive engine components application under lubrication

Al-Samarai Riyadh A., Al-Douri Y.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2023

|

Vol. 28, no. 4

10--25

EN

Modern automotive designs are needed to increase mechanical and thermal loads that have longer lifespans and are lighter. The power transmissions and motors often use low-friction hard coatings to prevent wear and reduce friction. The Cr-doped graphite-like carbon method is employed for evaluating coating friction and responses to chromium-doped graphite-like carbon (Cr-GLC) under lubrication. Cr-GLC coatings and chromium-doped diamond-like carbon (Cr-DLC) coatings are arranged using physical vapor deposition (PVD) and plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), respectively. The results have demonstrated in comparison to the dry friction coefficient, the friction coefficient under lubrication conditions has been reduced by 40%. Due to its excellent frictional physicochemical properties and compact microstructure, Cr-DLC has an optimum tribological resistance that is significantly higher than that of Cr-GLC. Viscosity, corrosivity, and coating microstructure are used to measure the impact of composite elements. The most ideal characteristics of the Cr-GLC coating are attributed to the non-reaction of additives in oil with friction surfaces.

15

Assessment of the tribological performance of bio-based lubricants using analysis of variance

Szewczyk Marek, Szwajka Krzysztof

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

31--38

EN

The purpose of this article is to determine the coefficient of friction of a DC04 steel sheet using a specially designed flat-die strip drawing test. Four different bio-based lubricants, edible (sunflower and rape-seed) and non-edible (karanja and moringa) were used in the study. The experiments were carried out for different contact pressure values. The as-received specimens were pre-strained with strains of 7, 14, and 21%. The values of the coefficient of friction as a ratio of the friction force to the normal force were determined. The influence of the viscosity of the lubricant and the contact pressure on the value of the coefficient of friction has been investigated using ANOVA. A tendency to a decrease in the coefficient of friction with increasing contact pressure was observed. Significance results obtained after the ANOVA analysis confirmed the influence of normal pressure and oil viscosity on the value of the coefficient of friction. At the same time, the hypothesis about the influence of the sheet pre-straining on the value of the coefficient of friction was not confirmed by the significant interactions.

PL

Celem artykułu jest wyznaczenie współczynnika tarcia blachy stalowej DC04 za pomocą specjalnego przyrządu do realizacji testu przeciągania pasa blachy. W badaniach wykorzystano cztery różne smary pochodzenia naturalnego: jadalne (oleje słonecznikowy i rzepakowy) oraz niejadalne (karanja i moringa). Eksperymenty przeprowadzono dla różnych wartości nacisku. Próbki w postaci pasów blachy wstępnie odkształcono do wartości 7, 14 i 21%. Wartości współczynnika tarcia wyznaczono jako stosunek siły tarcia do siły normalnej. Wpływ lepkości środka smarnego i nacisku kontaktowego na wartość współczynnika tarcia określono za pomocą analizy ANOVA. Zaobserwowano tendencję do zmniejszania się współczynnika tarcia wraz ze wzrostem nacisku. Wyniki istotności otrzymane po przeprowadzonej analizie ANOVA, potwierdziły zależność współczynnika tarcia od nacisku normalnego i lepkości oleju, jednocześnie zaprzeczając hipotezę o wpływie odkształcenia wstępnego na wartość współczynnika tarcia oraz możliwość wystąpienia istotnych interakcji.

16

Application of the finite element method to simulate the friction phenomenon in a strip drawing test

Fejkiel Romuald, Goleń Patryk

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

39--46

EN

Friction is an undesirable phenomenon in the flange area of the drawpiece in sheet metal forming processes, causing a deterioration in surface finish and a decrease in the formability limits of the sheet metal. The aim of this work is numerical analysis using the finite element method of the strip drawing test with two rounded countersamples. This test simulates friction conditions in the flange area of the drawpiece. The results of the experimental research on the influence of surface roughness on the value of the friction coefficient of S235 steel samples were used to verify the numerical results. The relation between the real contact area and the mean roughness Ra of the countersamples was determined. The real contact area increases with the increase of the mean roughness Ra. In sheet metal forming processes, the coefficient of friction depends on the real contact area, and its value increases with the increase of the real contact area.

PL

Tarcie jest zjawiskiem niepożądanym w strefie kołnierzowej wytłoczki w procesach kształtowania blach powodującym obniżenie jakości powierzchni wyrobu i zmniejszenie odkształceń granicznych blachy. Celem pracy jest analiza numeryczna metodą elementów skończonych testu przeciągania pasa blachy pomiędzy dwoma zaokrąglonymi przeciwpróbkami. Test ten symuluje warunki tarcia w strefie kołnierza wytłoczki. Do weryfikacji wyników numerycznych wykorzystano wyniki badań eksperymentalnych wpływu chropowatości powierzchni na wartość współczynnika tarcia próbek ze stali S235. Wyznaczono zależności pola rzeczywistej powierzchni kontaktu od parametru chropowatości przeciwpróbek Ra. Rozmiar rzeczywistej powierzchni kontaktu zwiększa się wraz ze zwiększeniem wartości parametru Ra. W procesach kształtowania blach współczynnik tarcia zależy od pola rzeczywistej powierzchni kontaktu, wraz ze wzrostem pola powierzchni styku rośnie jego wartość.

17

Analysis of tribological performance of new stamping die composite inserts using strip drawing test

Żaba Krzysztof, Kuczek Łukasz, Puchlerska Sandra, Wiewióra Marcel, Góral Marek, Trzepieciński Tomasz

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

55--62

EN

This article assesses the tribological performance of new composite tool sets for stamping dies. Four sets of composite countersamples were tested. These consisted of polyurethane resin with mineral filler (base variant) and modified with aluminium powder (10wt%) and roving fabric (5wt%). Strip samples for the strip drawing tests were cut from AMS5599 (Inconel 625) corrosion-resistant nickel alloy, AMS5510 (321) corrosion and heat-resistant steel and AMS6061-T4 heat treatable aluminium alloy sheet metals. The influence of the type of sample material on the coefficient of friction (COF) was observed. The smallest values of the COF over the entire range of clamping force values used on AMS5599 and AMS5510 sheets were observed during tests with countersamples made of the base variant of composite. When testing the AMS6061-T4 aluminium alloy sheet, the countersamples modified with roving fabric provided the lowest value of COF, which stabilised at a value of about 0.197 as pressure was increased.

PL

Celem artykułu jest ocena właściwości tribologicznych nowych kompozytowych wkładek do tłoczników. Badaniom poddano cztery zestawy przeciwpróbek kompozytowych składających się z żywicy poliuretanowej z wypełniaczem mineralnym (wariant bazowy) oraz modyfikowanych proszkiem aluminiowym (10% mas.) i tkaniną rowingową (5% mas.). Próbki do testu przeciągania pasa blachy wycięto z blach AMS5599, AMS5510 i AMS6061-T4. Zaobserwowano wpływ rodzaju materiału przeciwpróbki na współczynnik tarcia. Najmniejsze wartości współczynnika tarcia w całym zakresie zmian siły docisku dla blach AMS5599 i AMS5510 zaobserwowano podczas badań z przeciwpróbkami wykonanymi z bazowego wariantu kompozytu. Podczas badania blachy ze stopu aluminium AMS6061-T4 przeciwpróbki modyfikowane tkaniną rowingową zapewniły najmniejszą wartość współczynnika tarcia, która w zakresie ustabilizowanym osiągnęła wartość około 0,197.

18

Analysis of the lubrication performance of low-carbon steel sheets in the presence of pressurised lubricant

Trzepieciński Tomasz, Luiz Valmir Dias, Szwajka Krzysztof, Szewczyk Marek, Szpunar Marcin

Advances in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, nr 2(76)

64--76

EN

In sheet metal forming processes, friction increases the force parameters of the forming process and produces a deterioration in the quality of the surface of the components. The basic way to reduce the unfavourable impact of friction is to lubricate the sheet metal surface with commercial oils. This article presents the results of experimental studies and analysis of variance (ANOVA) of the friction of DC01 low-carbon steel sheets using a strip drawing test. For these tests, a special device was built containing countersamples with a flat surface made of 145Cr6 steel covered with a protective AlTiN coating. Lubricants of different viscosities were fed into the contact zone under forced pressure. The effect of contact pressure on the value of the coefficient of friction was also determined. The predicted R² of 0.9227 was in reasonable agreement with the adjusted R² of 0.9411 confirming that the ANOVA model was reliable. It was found that increasing the lubricant pressure had a beneficial effect in reducing the value of the coefficient of friction. The higher the contact pressure, the more effectively the pressurised oil reduced the value of the coefficient of friction.

19

Analysis of the friction mechanisms of DC04 steel sheets in the flat strip drawing test

Szewczyk Marek, Szwajka Krzysztof

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2022

|

z. 94

51--61

EN

This article presents the use of a specially designed flat strip drawing tester in order to assess the change in surface topography of DC04 steel sheets. The flat strip drawing test simulates friction conditions in the sheet metal-blankholder interface during deep drawing processes. Experimental tests were carried out at various nominal pressures and in dry friction and lubricated conditions. Two widely available gear and engine oils were used in the study. It was found that, in the range of pressures investigated between 3 and 12 MPa, 80W-90 gear oil provided a greater reduction in the value of the coefficient of friction (COF) than 5W-30 engine oil. Gear oil reduced the COF by an average of about 13.4 [%]. The lubrication efficiency depends on the pressure values; the greater the pressure, the lower the lubrication efficiency. A lowering of the value of the main amplitude surface roughness parameters Sa and Sq was generally observed. SEM analysis showed that even under lubrication conditions there was intense flattening of the roughness asperities of the sheet metal.

PL

W artykule przedstawiono wyniki oceny zmian topografii powierzchni blach stalowych DC04 za pomocą specjalnie zaprojektowanego testera do realizacji testu przeciągania pasa blachy. Test ten symuluje warunki tarcia na styku blachy z dociskaczem w procesach głębokiego wytłaczania. Badania eksperymentalne przeprowadzono przy różnych naciskach nominalnych oraz w warunkach tarcia suchego i smarowania. Do badań wykorzystano dwa powszechnie dostępne oleje przekładniowe i silnikowe. W zakresie analizowanych nacisków 3-12 [MPa], olej przekładniowy SAE80W-90 zapewnił większe obniżenie wartości współczynnika tarcia w porównaniu do oleju silnikowego SAE5W-30. Olej przekładniowy zredukował wartość współczynnika tarcia średnio o około 13.4 [%]. Efektywność smarowania zależy od wartości nacisków. Im większy nacisk tym efektywność smarowania była mniejsza. Zauważono zmniejszenie wartości głównych parametrów amplitudowych chropowatości powierzchni Sa oraz Sq. Na podstawie mikrofotografii SEM zaobserwowano, że nawet w warunkach smarowania dochodziło do intensywnego wyrównywania wierzchołków nierówności blachy.

20

Tribological Properties of the Friction Pair with a-C:H Coating under the Conditions of Lubrication with 10W40 Biodegradable Engine Oil

Hadło Krystian, Lubas Janusz

Tribologia

|

2022

|

nr 2

15--22

EN

The present study discusses the influence of an a-C:H coating on the tribological parameters of sliding pairs under mixed friction. Using the PVD method, the a-C:H coating was formed on specimens made from AISI 4337 steel. The sliding friction and wear process was carried out on the pairs of AISI 4337 steel and SAE48 bearing alloy, which were lubricated with 10W40 biodegradable engine oil. The investigation showed significant differences in the friction coefficient and temperature in the tested pairs with the steel surface layer and the a-C:H coating. In the friction pairs with the a-C:H coating, the tested parameters of friction were higher than in pairs with the steel surface layer. The pairs with the a-C:H coating showed more intensive wear of the SAE-48 bearing alloy than those with a steel surface. The surface layer used in a friction pair leads to the deterioration of the lubricating properties of engine oil and reduces its resistance to scuffing.

PL

W pracy przedstawiono wpływ powłoki a-C:H na parametry tribologiczne par ciernych w warunkach tarcia mieszanego. Powłoka a-C:H została wytworzona na próbkach wykonanych ze stali AISI 4337 metodą PVD. Proces tarcia ślizgowego i zużycia realizowano w skojarzeniu stal AISI 4337 i stop łożyskowy SAE-48 smarowanych biodegradowalnym olejem silnikowym 10W40. Badania wykazały istotne różnice w wartości współczynnika tarcia i temperatury w badanych parach ze stalową warstwą wierzchnią i powłoką a-C:H. W parach z powłoką a-C:H rejestrowane parametry tarcia były wyższe niż w parach ze stalową warstwą wierzchnią. Pary z powłoką a-C:H wykazywały intensywniejsze zużycie stopu łożyskowego SAE-48 niż pary z powierzchnią stalową. Warstwa wierzchnia zastosowana w parze ciernej prowadzi do pogorszenia właściwości smarnych oleju silnikowego i zmniejsza jego odporność na zacieranie.