1. Wstęp

Tarcie to całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie dwóch ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne) lub elementów tego samego ciała (tarcie wewnętrzne) i powodujących rozpraszanie energii podczas ruchu.

Tarcie zewnętrzne występuje na granicy dwóch ciał stałych. Tarcie wewnętrzne występuje przy przepływie płynów jak i deformacji ciał stałych.

Siła występująca w zjawiskach tarcia nazywana jest siłą tarcia.

Podstawowy podział tarcia

• Tarcie zewnętrzne

• Tarcie ślizgowe

• Tarcie spoczynkowe (tarcie statyczne)

• Tarcie ruchowe (tarcie kinetyczne)

• Tarcie toczne

• Tarcie wewnętrzne

Podział stosowany w technice uwzględniający występowanie środków smarnych:

• Tracie suche

• Tarcie płynne

• Tarcie graniczne

• Tarcie mieszane

W obliczeniach technicznych opory tarcia wyraża się siłą tarcia T:

T = μ × N

Gdzie:

µ - współczynnik tarcia

N- obciążenie

Smarowanie polega na wypełnieniu strefy tarcia środkiem smarowym co umożliwia zamianę tarcia suchego na tarcie płynne. Grubość i charakter warstwy smarującej określają rodzaj smarowania. Smarowanie przy tarciu granicznym: grubość warstwy smarującej jest mała w porównaniu z chropowatością powierzchni. Opory tarcia, przy takim typie smarowania, zależą tylko od rodzaju powierzchni i własności smarnych oleju. Smarowanie przy tarciu płynnym: grubość warstwy smarującej wielokrotnie przewyższa grubość warstwy granicznej i sumaryczną chropowatość obu powierzchni, następuje całkowite oddzielenie współpracujących powierzchni. Całkowite rozdzielenie współpracujących powierzchni, przy tarciu płynnym, wymaga wytworzenia w szczelinie smarowej ciśnienia równoważącego obciążenia zewnętrzne.

Do badań użyto testera T-01M.

Rys. 1 Tester T-01M

Za pomocą testera T- może być określona odporność na zużycie i współczynnik tarcia materiału przy ślizganiu po innym materiale, w zależności od prędkości poślizgu, nacisków powierzchniowych, obecności i rodzaju środka smarowego, zanieczyszczeń i innych czynników.

Urządzenie badawcze składa się z:

• Maszyny badawczej T-

• Sterownika BT-25

• Cyfrowego wzmacniacza pomiarowego Spider8

• Systemu komputerowego ze specjalnym oprogramowaniem do prowadzenia badań

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było określenie wpływu smarowania w tarciu płynnym na zmianę zużycia liniowego i współczynnika tarcia w porównaniu z tarciem suchym technicznym.

1. Przebieg ćwiczenia

Doświadczenie obejmowało dwie próby. Każda z nich była przeprowadzona przy takim samym obciążeniu 50 N, tej samej prędkości obrotu wynoszącej 53 [obr/min]
i prędkości ślizgania wynoszącej 0,1 m/s. Średnica krążka po którym kulka wykonywała ruch to 0, 018 m.

W doświadczeniu wykorzystano pierścień oraz kulkę wykonaną ze stali 100Cr6.

Do przeprowadzenia pierwszej próby użyto oleju hydraulicznego o wysokim wskaźniku lepkości. W drugiej próbie krążek, po którym toczyła się kulka, nasmarowano olejem przekładniowym GL-5 80W-9.

1. Dane:

Próbka: Stal 100Cr6

Do oczyszczania próbki użyto myjki ultradźwiękowej.

Prędkość ślizgania: V=0,1[ m/s]

Liczba obrotów: n= 53[obr/min]

Promień tarci:r=18[mm]

Czas t=2000 [s]

Droga tarcia: s=200 [m]

Liczba obrotów: N=1768

Obciążenie: P=50 [N]

Współczynnik tarcia obliczamy ze wzoru:

Gdzie :

T- siła tarcia

P- obciążenie

1. Wyniki

TEST 1 dla tarcia ze smarowaniem mineralnym olejem hydraulicznym o wysokim wskaźniku lepkości

W teście tym zastosowano mineralnym olejem hydraulicznym o wysokim wskaźniku lepkości.

Próbki	Masa przed testem	Masa po teście
tracza [g]	72,089	72,07
kulka [g]	4,0832	4,0831

TEST 2 dla tarcia ze smarowaniem mineralnym olejem przekładniowym

W teście tym zastosowano mineralny olej przekładniowy.

GL-5 80W-90

Mineralny olej do przekładni samochodowych posiadający bardzo dobre własności smarne, przeciwutleniające, przeciwkorozyjne i przeciwpienne. Olej GL-5 80W-90 przeznaczony jest do smarowania manualnych skrzyń biegów oraz innych przekładni pojazdów mechanicznych pracujących w trudnych warunkach eksploatacji.

Próbki	Masa przed testem	Masa po teście
tracza [g]	71,849	71,848
kulka [g]	4,0819	4,0818

1. Wnioski

Niezaprzeczalnie najwyższy poziom zużycia zaobserwowano w teście dla tarcia ze smarowaniem mineralnym olejem przekładniowym. Jego wartość wynosi około 64μm. Dla porównania wartość w TEŚCIE 1, w których zastosowano mineralnym olejem hydraulicznym o wysokim wskaźniku lepkości jest o około 40 μm mniejsza.

Najbardziej ustabilizowany wykres zużycia liniowego przedstawia TEST 1. Zużycie nieznacznie wzrasta wraz z przebyta drogą tarcia i w ogólnym bilansie znajduje się w przedziale od 6 do 18 μm. Jest to najniższy (najlepszy) wynik spośród wykonanych testów. Jak wyżej wspomniano zastosowano w tym przypadku mineralny olej hydrauliczny o wysokim wskaźniku lepkości.

Na wyniki badania może wpłynąć błąd przy obliczeniach, niedokładność testera.