Research on the tribological parameters for materials couples used for valves, valve guides and seat inserts

Research on the tribological properties of TiAl alloys used for valves mating with valve guides and seat inserts, made of cast iron, has been done. The aim of the research has been to obtain values of the coefficient of friction for such tribological pairs and to simulate the dynamics of the material sample – rotating plate assembly, characteristic used in the research stand. The modified research stand is presented in the article. During research the values of the coefficient of friction, the temperature of sample, the level of sound and the acceleration of material sample were measured. The model of the research stand was for the simulation of the dynamics for the material sample – rotating plate assembly. The plots of the coefficient of friction vs. loading, slide velocity, and the duration of the motion of material sample in respect to the rotating plate are presented in the article. Using simulation results, the values of the damping coefficient were estimated, which allow one to obtain the value for the amplitude of the modelled motion for the material sample in respect to the rotating plate near to the value of the amplitude for the real motion. This estimation allows one to forecast the dynamics of the mentioned assembly for other values of velocity and loading.

Przeprowadzono badania własności tribologicznych stopów TiAl, używanych dla zaworów współpracujących z żeliwnymi prowadnicami i gniazdami. Celem badań było uzyskanie wartości współczynnika tarcia dla tych par ciernych i symulacja dynamiki układu próbka materiału–wirująca tarcza, odpowiadającej wykorzystywanemu stanowisku badawczemu. W artykule przedstawiono zmodyfikowany tribotester typu pin-on-disc. Podczas badań mierzono wartości współczynnika tarcia, temperatury próbki, poziomu hałasu i przyspieszenia próbki materiału, a ich zależności od prędkości, obciążenia i liczby obrotów przedstawiono na wykresach. Opracowano model tribotestera do symulacji parametrów dynamicznych układu próbka materiału–wirująca tarcza. W oparciu o wyniki symulacji oszacowano wartości współczynników tłumienia, pozwalające uzyskać symulowana amplitudę ruchu próbki względem wirującej tarczy zbliżoną do amplitudy rzeczywistego ruchu. Określenie tego współczynnika tłumienia pozwala przewidywać parametry układu przy innych wartościach prędkości i obciążenia.