Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

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

100%

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.

2

Fretting wear in an interference fit with a modified surface layer of the shaft

84%

Kowalski S.

|

nr 4(29)

EN

Research results presented in the article pertain to fretting wear in a push-in connection. The research was carried out on an interference fit - a shaft and a sleeve. Surface layer of the examined shaft was modified through rolling and surface hardening. The analysis also adopted the research over shafts without modifications to the surface layer. At first the tear and wear tests were carried out in a fatigue machine, enabling to perform rotational bending of the sample, as a consequence of which cooperating oscillatory shifts appeared on the surface, which is a condition for the fretting wear emergence. After the tear and wear phase, there were laboratory tests carried out, the purpose of which was to determine the actual condition of the surface layer. Those examinations included macroscopic and microscopic observations carried out with an optical and scanning microscope. The research proved that elimination of the adhesion phenomenon limits development of fretting wear. Observation of samples suggests that application of surface hardening limits development of fretting wear to the greatest extent. This is caused by achievement of a high level of surface hardness. At the end, it was found out that the research results performed on the shaft-sleeve connection may be referred to a real object, which is e.g. a wheel-axis connection of a rail vehicle wheelset

PL

Zaprezentowane w artykule wyniki badań dotyczą zużycia frettingowego w połączeniu wtłaczanym. Badania przeprowadzono na połączeniu wtłaczanym wałek – tulejka. Warstwę wierzchnia badanych wałków poddano modyfikacji poprzez rolkowanie i hartowanie powierzchniowe. W analizie wykorzystano również badania wałków Sławomir Kowalski 211 bez modyfikacji warstwy wierzchniej. W pierwszej kolejności wykonano badania zużyciowe na maszynie zmęczeniowej umożliwiającej uzyskanie obciążenia próbki w warunkach obrotowego zginania, a w konsekwencji pojawienie się oscylacyjnych przemieszczeń współpracujących powierzchni, co jest warunkiem wystąpienia zużycia frettingowego. Po badaniach zużyciowych przeprowadzono badania laboratoryjne, których celem było określenie stanu warstwy wierzchniej. W ramach tych badań przeprowadzono obserwacje makroskopowe oraz mikroskopowe przy użyciu mikroskopu optycznego i skaningowego. Badania wykazały, że wyeliminowanie zjawiska adhezji ogranicza rozwój zużycia frettingowego. Z obserwacji próbek wynika, że zastosowanie hartowania powierzchniowego znacząco przyczyniło się do ograniczenia rozwoju zużycia frettingowego. Spowodowane to jest uzyskaniem dużej twardości powierzchni. Na zakończenie stwierdzono, że wyniki badań przeprowadzone na połączeniu wałek – tulejka można odnieść do obiektu rzeczywistego, jakim jest np. połączenie koło – oś zestawu kołowego pojazdu szynowego.

3

Selected problems in the exploitation of wheel sets in rail vehicles

67%

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.