Analysis of the impact of surface layer parameters on wear intensity of friction pairs

The study discussed in the paper consisted in testing the impact of surface layer parameters on wear intensity of friction pair components. The study was conducted having taken additional operational factors into consideration, namely the friction conditions (presence of lubricant) and the value of loads affecting the contact zone of the samples being tested. The study constituted laboratory tests of wear and were conducted by means of a T-01M type laboratory test stand used to experimentally analyse frictional cooperation of various materials used in structural components of motor vehicles. The friction pairs examined were previously operating in a pin-on-disk system under various conditions. The materials of the friction pairs tested at the stand were subjected to heat treatment and chemical processing in order to attain specific parameters of their surface layers. The studies conducted enabled determination of the abrasive wear values for the material samples tested having entailed the surface layer parameters and the factors related to operation of actual structural components used in automotive engineering. An additional advantage of the studies conducted was the possibility to establish actual coefficients of friction occurring in specific friction pairs. Establishing the actual values of friction coefficients for the materials of friction pairs under specific conditions and having taken the impact of the surface layer parameters into consideration enabled identification of the reasons for excessive surface wear. Hence a reference can be made between the stationary tests undertaken and actual components cooperating with one another in kinematic pairs of machines. The utilitarian premise resulting from the studies conducted is the necessity of paying particular attention to surface layer parameters while designing friction pairs for machines.

W pracy badano wpływ parametrów warstwy wierzchniej na intensywnosc zuzycia elementów pary ciernej. Badania przeprowadzono przy uwzględnieniu dodatkowych czynników eksploatacyjnych takich jak warunki tarcia (obecność środka smarnego) oraz wartosc obciążen w strefie kontaktowej badanych próbek. W ramach pracy przeprowadzono badania laboratoryjne zużycia przy wykorzystaniu stanowiska badawczego typu T-01M, na którym eksperymentalnie analizowano współpracę cierna różnych materiałów stosowanych na elementy konstrukcyjne pojazdów samochodowych. Badano pary cierne, które pracowały w układzie trzpień – tarcza w różnych warunkach. Materiały badanych na stanowisku par ciernych poddawano zabiegom cieplno-chemicznym w celu uzyskania określonych parametrów warstwy wierzchniej. Przeprowadzone badania umozliwiły wyznaczenie wielkości zuzycia sciernego badanych próbek materiałów przy uwzglednieniu parametrów warstwy wierzchniej oraz czynników związanych z eksploatacja rzeczywistych elementów konstrukcyjnych wykorzystywanych w technice motoryzacyjnej. Dodatkowym atutem przeprowadzonych badań było wyznaczenie rzeczywistych współczynników tarcia występującego w przypadku określonych par ciernych. Wyznaczanie rzeczywistych wartości współczynników tarcia materiałów par ciernych przy określonych warunkach oraz przy uwzględnieniu wpływu parametrów warstwy wierzchniej pozwala na identyfikacje przyczyn nadmiernego zużycia powierzchni. Przeprowadzone badania stanowiskowe można odnieść do rzeczywistych elementów współpracujących ze sobą w węzłach kinematycznych maszyn. Utylitarna przesłanka wynikająca z przeprowadzonych badań jest koniecznosc zwrócenia szczególnej uwagi, przy projektowaniu w częściach maszyn wezłów tarcia, na parametry warstwy wierzchniej.