Akademia Górniczo-Hutnicza
w Krakowie
Tribologia
Lab. 5. WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYKI
TRIBOLOGICZNEJ PARY ÅšLIZGOWEJ TWORZYWO
POLIMEROWE / STAL
gr. K
Chochorowski Konrad
Chochorowski Piotr
Dubiel Wiktor
Dubik Krzysztof
Dul Mateusz
Dywan Damian
Gatlik Mirosław
Hałat Katarzyna
Janik Mateusz
Koczur Jakub
A
ukasik Damian
Macioł Maciej
Pilarski Paweł
Piotrowski Mariusz
Podolak Tomasz
Kraków, 13.04.2013 r.
1. Cel ćwiczenia
Prowadzone badania mają na celu określenie wpływu prędkości ślizgania oraz nacisku
na wartość współczynnika tarcia skojarzonej pary ślizgowej na stanowisku laboratoryjnym z
wykorzystaniem tribotestera.
2. Przebieg ćwiczenia
Podczas ćwiczenia określono wpływ prędkości ślizgania oraz nacisku na wartość
współczynnika tarcia skojarzonej pary ślizgowej trzpień-próbka. Trzpień wykonany z
kompozytu TB40 o wymiarach Ć 6×10. Próbka natomiast wykonana jest ze stali 45 obrabianej
cieplnie o twardoÅ›ci ok. 55HRC o wymiarach Ć 110×10.
Para próbka-przeciwpróbka zostały przed badaniem dotarte. Badanie obejmowało trzy
dziesięciominutowe próby, przy każdej z próbie tarcza wirowała ze stałą prędkością
dokładano jedynie dodatkowe obciążenie co 200s. Przy kolejnych próbach sytuacja wyglądała
podobnie z tą różnicą iż zwiększono stałą prędkość wirowania tarczy. Dokładne parametry
prędkości i nacisku przedstawione są w tab. 1 i tab. 2.
Tab. 1 Prędkości wirowania.
Nr. próby Prędkość Prędkość
[m/s] [obr/min]
1 0,5 93
2 1 185
3 3 556
Tab. 2 Wartość siły nacisku obciążającej trzpień.
Nr. próby Czas Nacisk Obciążenie
[s] [MPa] [N]
0-200 0,5 14
1 200-400 1 28
400-600 2 56
0-200 0,5 14
2
200-400 1 28
400-600 2 56
0-200 0,5 14
3 200-400 1 28
400-600 2 56
3. Wyznaczenie charakterystyk tribologicznych
Średnie wartości z wyników pomiarów zebrano w tabeli 3.1, współczynnik tarcia
obliczono wg zależności:
FT
f =
gdzie: siła styczna FT, siły normalna FN
FN
Tab. 3.1. Wartość średnia siły stycznej i współczynnika tarcia
v[m/s]
V1=0,5 V2=1 V3=3
p[MPa]
p1=0,5 p2=1 p3=2 p1=0,5 p2=1 p3=2 p1=0,5 p2=1 p3=2
6,231308 12,24146 3,309659 6,473613 12,43548 3,378173 6,541548 11,94929
3,089561
Ft
0,220683 0,222547 0,218598 0,236404 0,2312 0,222062 0,241298 0,233627 0,21338
µ
4. Wykresy
FT(t) dla v = 0,5 [m/s]
14
12
10
8
6
4
2
0
Czas[s]
Rys. 4.1. Wykresy zmian siły stycznej w czasie pod wpływem nacisku dla prędkości V1=0,5
[m/s]
Siła Styczna F
T
[N]
1
23
45
67
89
111
133
155
177
199
221
243
265
287
309
331
353
375
397
419
441
463
485
507
529
551
573
595
FT(t) dla v = 1 [m/s]
14
12
10
8
6
4
2
0
Czas[s]
Rys. 4.2. Wykresy zmian siły stycznej w czasie pod wpływem nacisku dla prędkości V1=1
[m/s]
FT(t) dla v = 3 [m/s]
14
12
10
8
6
4
2
0
Czas[s]
Rys. 4.3. Wykresy zmian siły stycznej w czasie pod wpływem nacisku dla prędkości V1=3
[m/s]
Siła Styczna F
T
[N]
1
23
45
67
89
111
133
155
177
199
221
243
265
287
309
331
353
375
397
419
441
463
485
507
529
551
573
595
Siła Styczna F
T
[N]
1
22
43
64
85
106
127
148
169
190
211
232
253
274
295
316
337
358
379
400
421
442
463
484
505
526
547
568
589
0,25
0,245
0,24
0,235
0,23
Dla V=0,5[m/s]
Potęg. (Serie1)
0,225
Potęg. (Serie2)
0,22
Dla V=1[m/s]
0,215
Potęg. (Serie3)
Dla V=3[m/s]
0,21
0,205
0,2
0,195
0,5 1 2
Nacisk P [Mpa]
Rys. 4.4. Zmiana współczynnika tarcia w funkcji nacisku dla trzech prędkości
5. Karta Badań
Data: 15.04.2013
Nr próby
Materiał próbki kompozyt polimerowy TB40
Materiał przeciwpróbki stal 45 ulepszona cieplnie o twardości 55HRC
24
Temperatura otoczenia [°C]
Wilgotność powietrza [%]
Średnica próbki (trzpienia) [mm] 6
Rodzaj smarowania: brak
Promień tarcia [mm] 51,5
v[m/s] V1=0,5 V2=1 V3=3
p[MPa] p1=0,5 p2=1 p3=2 p1=0,5 p2=1 p3=2 p1=0,5 p2=1 p3=2
6,231308 12,24146 3,309659 6,473613 12,43548 3,378173 6,541548 11,94929
3,089561
Ft
0,220683 0,222547 0,218598 0,236404 0,2312 0,222062 0,241298 0,233627 0,21338
µ
6. Wnioski