Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wpływ rolkowania powierzchni na rozwój zużycia frettingowego w połączeniu wciskowym

100%

Guzowski S. , Kowalski S.

|

tom 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.

2

Comparative investigation of lubricant properties in friction and wear tests

88%

Neyman A.

Journal of KONES

|

2002

|

tom Vol. 9, No. 1-2

204-210

EN

A comparative investigation of seizure load in tribometer PT3 (flat specimen contact), welding load in four – ball apparatus and fretting wear in the stand FRET3 were performed. Six oils and six greases composed of two base oils and three additives were tested. Samples tested in the stands PT3 and FRET3 were made of mild steel 35. The results of seizure load, welding load and wear were compared. Statistically significant correlation between the fretting wear results and seizure results in PT3 was stated. There was no correlation between the wear results and the four-ball results.

3

Badania zużycia frettingowego w stykowych skojarzeniach elementów maszyn

75%

Kowal A.

|

tom nr 12

75--82

PL

W pracy przedstawiono sposób badania frettingu, szczególnego rodzaju zniszczeń powierzchniowych współpracujących elementów, które występują przy ich docisku zmienną siłą i wykonujących jednocześnie względne, nieznaczne ruchy oscylacyjne. Pokazano przykłady tych zniszczeń powierzchniowych oraz zaprezentowano wstępne wyniki badań doświadczalnych.

EN

: Paper discuses the method of fretting testing. Fretting is a particular kind of destruction of mating elements surfaces, that occurs under variable pressure accompanied by small, relative, oscillating movements. Examples of destroyed surfaces are shown, and results of initial experiments are presented.

4

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

75%

Kowalski S.

|

tom 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

Investigation of Changes In the Modulus of Elasticity of the Surface Layer Material During Fretting Wear

63%

Bezjazychnyi V. F. , Szczerek M. , Lyubimov R. V.

|

tom nr 1

13--19

PL

Przedstawiono technikę, zastosowany sprzęt i wyniki badania zmiany modułu sprężystości materiału warstwy powierzchniowej części podczas pracy części w warunkach frettingu-zużycia stykających się powierzchni. Przedstawiono zalecenia dotyczące praktycznego wykorzystania wyników badania.

EN

The method, the equipment used, and the results of the study are described in relation to the regularity of changes in the modulus of elasticity of the part material surface layer during operation when the part is under conditions of fretting wear of the contacting surfaces. Recommendations for the practical use of the research results are given.

6

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

63%

Kowalski S.

|

tom 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.

7

Mechanizm zużycia frettingowego w połączeniu koło-oś zestawu kołowego

63%

Guzowski S.

|

tom Nr 3

28--32

PL

Zestaw kołowy stanowi najważniejszy element układu biegowego pojazdu szynowego, decydujący o bezpieczeństwie ruchu. Stąd niedopuszczalne są jakiekolwiek uszkodzenia na jego poszczególnych elementach a w szczególności 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 połączenia 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.

8

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

51%

Kowalski S.

|

2018

|

tom 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.

9

Selected problems in the exploitation of wheel sets in rail vehicles

51%

Kowalski S.

|

tom 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.