YU ISSN 0351 - 1642

It

ItI coDtNA xvlBROJ 4DECEMBAR 1994.

tribologiia u industrijitribology in industry 0rpn6onorun B npoMbtuneHHocru

sadrZaj T contents T cogep)KaHme

S.TANASIJEVIC: Mehanidki prenosnici snase treniem - outevidaljeg razvoja 0 Mechanical Power Tiansmiiters - Directionsof Future Development 0 Curosbre MexarrnqecKtre n€peAaqrr- tryTtr AZUrbHeUUrero pa3BrrTrrff .

A. RAC, B.IVKOVIC: Tlibology Research and Education inJugoslavia 0 TiiboloSka istraZiiinja i obrazovanje u 4goslaviji 0'I'puOoloruvecKue rlccleAoBaHur u o6paronaurre s lOrocraauu

B. tADIe, S. PECFLI: Eksperimentalna istraZivanja tribolo5kihkarakteristika nodularnog liva 0 Some Results of Iirvestisationsof Nodular Cast Irons Tiibolosical Characteristics 03xcuepuuenraJrr,Hoe uccreg6oanue HoAyrqpHbrx rryryHoB

A. RAC: Tiibologija motora SUS - stanje i tendencije 0Jribglogy of Automotive.Engines - Predent State an"rl Tendencies 0r pl{oononts ABuIaTeJIeu BHyrpeErrero clopaHII.fl - COCTOTHIIe UTeHAeHr{I{I{

pe3aH[s R TeXHOJIOMI{ CMa3bIBaHI{fl

UVODNIKINTRODUCTION

BBEAEHI4E

rsrnaZryaNreRESEARCH

nccJIE[oBAHIyIfl

NOVOSTI

"ou5*#n?KNJTcE I dasoprst

BOOKS AND JOURNALSKHHfI4 14 XYPHAJIbI

Naudu sKupovrSCIENTIFIC MEETINGS

HAYT{HbIE COBPAHI4g

1.0'7

1 1 0

V. N.I-ATYSIIEV V A. GOLDEVSKI: Neki rezultari u oblastitribologije rezanja i tehnologije podmazivania 0 Some Resultsqf '{he Work in The Sphere bf Ciruing Tiibology and LubricationTechnolory 0 Hexorbpue pe:yltralu s o6;icre rpu6olornn

Mehanidki prenosnici snage trenjemr putevi datjeg razYoja

nadina i razliditim prenosnim meha-nizmima, pa se stoga i prenosnici delena mehanidke, elektridne, hidrau-lidne, pneumatske i dr.

Davanje prednosti pri izboru bilo ko-joj grupi prenosnika vezano je zasveobuhvatnu analizu konstrukcio-nih, tehnolo5kih i ekonomskih karak-teristika maSine, uredaja ili opremeza koju se prenosnik bira.

Danas su jo5 uvek dominantni i naj-vi5e se koriste mehanidki prenosnicirazliditih vrsta.

Prema nekim statistidkim podacimao dosad izvedenim prenosnicima sna-

HIDROSTATICKI

HIDRODINAMICKI

S. TANASUEWC

Prenosnici u ma5inama, priborima,mehanidkim uredajuma i drugim in-dustrijskim proizvodima su uredajikoji sluZe za prenos energije meha-nidkog kretanja na daljinu, kao i zapreobraZaj njenih parame tara.

Op5ta namena prenosnika &rsto jepovezana sa izvr5enjem pojedinihfunkcija, medu kojima su najkarakte-ristidnije: raspodela energije, sman-jenje ili poveianje brzine, promenavrste kretanja, regulisanje brzine, po-k re tan je , zaus tav l jan je , p romenasmera i dr.

Prenos energije i mehanidkog kretan-ja se moZe ostvariti na vi5e razliditih

ge, najveiu primenu u oblasti preno-snika konstantnog prenosnog odnosaimaju zupdasti prenosnici (sl. 1.a).Udeo mehanidkih prenosnika snagetrenjem znadajno je manji.

Savremena primena mehanidkih pre-nosnika snage trenjem (frikcionih,remenih i landanili) znadajno jeusmerena ka razvoju mehanidkihprenosnika sa kontinualno promen-ljivim prenosnim odnosom, odnosnokontinualnirn regulisanjem brzine.

Kontinualno regulisanje mehanidkogprenosa snage i kretanja ve6 skoropcla veka predstavlja znadajnu mo-guinost tehnike prenosa. KoriSienje

Sl. l. Rasprostranieno^st pintene prenoutikn snage a - korclantni prenosni odnos b - kotttiltualno-protnenljivi pretnsni otlnosScope of lransnilteis applicalior*

- a - Corctant lrdrcntiltcts b - Continuous tiansnittdts

'

P a cup o c w pan Eu t t o clu a u p u u eu euu a uep edau a) u o cwo fi a t n o e ue p ed a w o,il rc e o[ttHo rue t u rc6 ) lioctuo fi anH o -tl:nr e H flJuo e u ep eda wo uuo e o tlt u o ut eu u c

'tribologija u indrctiji, god. XW, br.4,1994 r07

mehan idk ih p renosn i ka samoguino56u kontinualne promeneprenosnog odnosa i izlaznog brojaobrtaja znadajno pejednostavljuje

konstrukciju tehnidkog sistema, doz-voljava iznalai.enje optimalnihreZima, olakiava upravljanje i pruZamoguinost automatizacije procesa.

Svakidalnjim porastom opiteg nivoatehnoloikih znanja, razvijaju se i pri-lagodavaju i mehanidki kuntinualniprenosnici. Poseban znadaj su steklisa oplte proklamovanom Stednjom iracionalnom potro5njom energije.

Udeo mehanidkih prenosnika snagetrenjem u opltoj produkciji konti-nualnih prenosnika je najve6i (sl. 1.b)i sa tog aspekta mehanizam prenosasnage trenjem ima veoma perspektiv-

nu bududnost.

Mehanizam prenosa snage i kretanjatrenjem je u principu sadrZan u mo-lekularno-mehanidkoj prirodi trenja.Proces suprostavljanja relativnomkretanju telaje iskoriSien za osnovnufunkciju i namenu prenosnika. Izve-snoje da ie prenosnici snage trenjem(frikcioni, remeni i laniani) omo-guiiti prenos snage i kretanja samoonda ako je obrtni moment rnanji ilinajvi5e jednak momentu "sile trenjamirovanja".

Odigledno da je mehanizarn prenosasnage trenjem utemeljen na osobina-ma "trenja mirovanja" i da ceo processprezanja (od podetka do kraja ciklu-snog kontakta elemenata tribomeha-nidkog sistema) protide u uslovima"trenja mirovanja".

Pojmovi "trenje mirovanja" i "silatrenja mirovanja" su sasvim uslovnijer su ispitivanja pokazala da se trenjemirovanja ostvaruje pri malim pome-ranjima elemenata u kontaktu.

Danas se pod pojmom sile trenja mi-rovanja podrazumeva sila suprostav-ljanja kretanju, pri malim, delimidnoreverzibilnim tangencijalnim pome-ranjima, nazvanim prethodna pome-ranja. Saglasno tome, prethodnopomeranje je relativno mikropome-ranje (klizanje, kotrljanje) dva tvrdatela pri trenju u granicama prelaza od

108

relativnog mirovanja ka relativnomkretanju.

Osnovni problemi vezani za prenossnage i kretanja su u suitini problemitribolo5kih procesa, odnosno trenjakotrljanja u kome se javlja i klizanje.Suprotno dobro poznatim teZnjamaza smanjenjem trenja u zupdanicimai leZajevima, naprimer kod frikcionihprenosnika, izvesno pove6anje trenjaje cilj. Naravno da se pri tome dini sveda se habanje svede na najmanju mo-guiu meru.

Razvoj mehanidkih prenosnika snagetrenjem je danas veoma aktuelna iznalajna ishaZivadka oblast. NovaistraZivanja su usmerena u tri osnov-na pravca: razvoj novih konstrukcija,kori5ienje novih materijala, razvojoptimalnih topografija kontaktnihpovr5ina.

U oblasti konstrukcionih inovacijaf r i kc ion ih p renosn ika , ponovopaZnju zavreduju prenosnici sa vi5efrikcionih todkova u istovremenomkontaktu (vi5ediskni prenosnici) .Zahvaljujuii svojim re5enjima kojaomoguiavaju prenos velikih snaga(preko 300 kW) pri relativno malimspecifidnim pritiscima, jo5 uvek po-stoji znatan praktidan interes z^ raz-vojem ovih prenosnika.

Materijali ie i dalje uglavnorn bitimetali, ali je sve primetnije kori5ie-nje, za frikcione elemente, sintetidkihmaterijala i kompozita.

Za dobijanje visoke srednje gustinesila odredene proizvodom srednjegpritiska (p,) i koeficijenta trenja (p),wrsishodno je i poveianje koeficijen-ta trenja. U ovoj ideji leZi jedna odmoguinosti poboljSanja nosivostifrikcionih prenosnika.

Kod frikcionih prenosnika koji radeu uslovima podmazivanja, posebnointeresovanje danas zasluZuju razra-de novih maziva kojima se do izve-snih granica poveiavaju koeficijentitrenja u kontaktu.

Neka ispitivanja pokazuju da se sko-ro dvostruka vrednost koeficijentatrenja (p=Q.1) dobija pri podmazi-

van ju s i n te t i dk im maz l v ima naugljenvodonidnoj osnovi. Karakteri-stika sintetidkih maziva je da u uslo-vima visokih optereienja i visokogpika pritiska u mi\zivom zazoru dobi-jaju staklastu i skoro tvrdu strukturu.Posle optereienja i izlaska iz mazivogkanala st ruktura ponovo posta jetedna. Karakteristika ovih maziva je idobra otpornost na oksidaciju.

Remeni prenosnici, kao posebna gru-pa mehanidk ih prenosnika snagetrenjem dobijaju sve veii znataj,narodito u razvoju mehanidkih pre-nosnika sa kontinualno promenljivimprenosnim odnosom (var i ja tor i ) .Neka ispitivanja pokazuju da u obla-sti malih i srednjih snaga, preko dvetreiine ukupne svetske produkcije

mehanidkih varijatora su varijatori siiSirokim remenont.

U oblasti razvoja remenih prenosni-ka puna paZnja je usmerena ka novimkonstrukcijama rernenit. Poslednjihgotlina razvijajrr se rcrnena sa asime-tridnim profilorn, poveiane gipkosti ikoeficijenta trenjl, a smanjenc vertl-vatnoie proklizavanja. Za poveianjestepena iskoriSdenj;t i poboljSanje to-p l o t n i h n a p o n a n e o p h o d n o j e

poveianje popredne krutosti rernena.Istovremeno, neophotlno je snarrj i-vati krutost reme na pri savijanju rr-istovremeno poveianje krutosti priiqtezanju. ViSeznadni uzajamni oclno-si navedenih karakteristika zahtevajuod proizvodada neprekidna usavrSa-vanja. Putevi daljeg razvoja leZe kakou primeni novih konstmkcija remena,tako i u izboru pogodnih materijajalaza osnovu i vudni kord. Sintetidki ma-teri jali korisle se sve vi5e.

Savremene konstrukcije renienicerpokazuju sve ve6u primenu asime-tridnih profi la i kaljenih aluminijurn-skih legura kao materijala. PrimenarelektroJremijski oj adanog aluminijumaznatno smanjuje teZinu i si le inercije,pobolj5ava toplotnu provodlj ivost,sposobnost prenosa velikih brzina imoguinost preciznog balansilanj a.

Svrsishodno je konstatovati i velikemoguinosti remenih prenosnika ukontinual noj automatizacij i transmi-

Tibologija u indrctriji, god. XVI, br.4,1994

siji transportnih sredstava. Putevidaljeg razvoja. remenih prenosnikaznadajno su povezani i sa daljim raz-vojem automatskih menjada.

Mehanidki prenosnici snage trenjemu kojima se kao gipki transmisionielementi koriste specijalni, metalnilanci predstavljaju vei decenijamapoznatu moguinost transportovanjaenergije. Savremeni pravci usavrla-vanja ovih prenosnika uglavnom suusmereni ka razvoju lanaca koji suveoma sloZene konstrukcije, znatnosloZenije od lanaca klasidnih landanihprenosnika.

Novi lanci ie biti malog koraka imase, velike krutosti i dvrstode, do-brih vudnih sposobnosti, neosetljivina asimetridni poloiaj konidnih di-

skova i sposobni za pouzdan rad utoku celog zadatog veka trajanja.Odigledno je da su postavljeni zahteviveoma brojni i sloZeni, pa stoga i kon-strukcija novih i kvalitetnih lanaca jeprvorazredni zadatak u svetskoj pro-dukciji prenosnika.

Danas se u tehnidkom svetu intenziv-no radi i na razvoju novih re5enja zaobezbedivanje aksijalnog pritiska odkoga zavisi bezbedni prenos optere-ienja. Sve je viSe relenja zasnovanihna kombinaciji hidraulidno-mehani-dkih principa,

Neprekidna teZnja ka automatizacijitehnolo5kih procesa zahteva i daljirazvoj upravljadkih jedinica mehani-dkih prenosnika snage trenjem. Daljipravci razvoja odigledno su usmereni

ka usavr5avanju upravljadkih hidrau-lidnih servo-sistema.

Na kraju, a moglo je stajati i na pode-tku, veiito pitanje: buduinost meha-nidkih prenosnika? Istorijski razvojcivilizacije ukazuje da dovek projek-tuje, konstrui5e i stvara po uzoru nasebe samog i sebi slidnim. Tako u nje-govim tehnidkim sistemima, mozakzamenjuje elektronikom, nervne si-steme automatizacijom, a skelet me-hanikom. MoZe li dovek bez skeleta itehnidki sistemi bez mehanidkih ele-menata?

Zato se sve manje postavlja prethod-no pitanje. Mehanidki prenosniciimaju buduinost, ni5ta manju nego idrugi mehanidki sistemi.

Mechanical Power Transmitters- Directions of Future Development

Contemporary application of mechanical power lrawrnitters is mainly directed towards the developrnent ofmecharicsl transmitten with cotttirutotuly vaiable lrsnsmissiort, ratio, i. e., wilh contirutotts regulation oft'elocity.

Development of mechanical power lransmitters by lriction is today a very acilml and important research field.New itwesligations poirtt to three main directiorx: development of new constnrctiorx, applicalion of newmateials, and development of optimal topography of conlact surfaces.

Cnlonue MexanrrrrecKrle nepeAarru- rryTrr AaJrbrreri[refo pa3BrrTrrfl

Coepeneuuoe uputteuenue curtolbx iteraHuvecKux uepedav autat ulpeuuetr e 3Ha,uuuenwtort uepe opueuwttpo-aaHo Ha pasautuue ntetcarn.qecKux uepedau c uocwoauuo-t.JircHtrtouluilcn ilepedatttouuatu otuuouteiuen, cootu-eetuctlleeuuo ctloctuoauuort pelynupoarcoit crcopoctuu. Paseuuilrc nexaruuecxuxtlepedaq auwt ciloco6ott rupeuriae uactuoauqee ape.L$a aenaetuca eecbila ax[uyant'uoti u eaxnoit o6nactuwo ttccnedoaauuit e rcotuopt tx ewde-nnrctuca -uptt ouoeuax uat1paenexua: pateuGtue uoeaa xouctupyxtquit, ttcttottt so6aturc ,rcabt.t tnwepuanoe up aseutu ue ouwttnanar nfi tu ouoipatfrru rcouw a xtuupy nuqt.v t1o ee pnt ociu e fi .

Tibologija u infuutiji, god. XVI, br.4,1994 109

t i l i l lt ll ll I A. RAC, B. rvKow1

Tiibolog has made a majorcontibutiontomachine designand mabienance because both the operalion of motingparts and their life are strongly irfluenced by fiction anclwear processes. For this reason tibologt researches areimportant for etery industially deteloped country. Thispaper presentts the position and activities in the fields ofresearch and education at Ygoslav Universities and irtindwtry, analyzing the atrrenl projects nnd papers fromjounmls and meetings.

It can be conchtded that tibologt activities are sirnilsr toother European couriies with some characteristic fealures.Most researches are done at Universities, a miltor part irtindustry. This irnplies an effort towards pttttittg all thishtowledge into practice.

KEY WORDS: Tiibologt, Education, Research Acti-vities

l.INTRODUCTION

Technological progress in the last fifty years has been soclosely related to tribology, that researches in this disci-pline can be regarded as a key for further developmentof mechanical systems. [1]. The requirements of modernindustry for material and energy conservation make thetribolory particularly significant both in science and en-gineering. That is why the state of the development oftribology is a synonym of reliability, energy saving andthe life of mechanical systems. [2]. The state and thedevelopment of any technical discipline, and therebytribologli, in the country under investigation, can be bestobserved through the state and status of researches andeducation.

Prof. drAleks andar Ra c, dipl- I ng.,I-aculty of Mech. Engineeing Belgrade.Prof. dr. Branko lvkovit, dipl-Ing.,I'auilty of Mech. Engineeing, IQagujevac.

110

UDK 62r.55 0.86-347 .950.3

L__lI

-)z

'EcrFa

Tribology Researchand Education inYugoslavia

Tiibologry is a multidisciplinary science involving rese-arch and practice in materials, lubricants and component& system design. The multiplicity of disciplines incorpo-rating tribologry and its subdisciplines makes it diffjcultto get insight into all activities which are being realized.All the more so because papers are published in varioustechnical journals and presented at meetings, and pro-jects are realized in different disciplines, very often withlittle communication among authors and research wor-kers, Therefore every effort at analysis, even the onebased on a limited sample of the country in question, canserve as a basis for further directions in the developmentand orientation of research projects. It also enables thecomparison with other counties, which had already maclesuch an attempt, [3, 4, 5].

Tiibological investigation had achieved a consideratrlegrowth in Yugoslavia in the last decade. Flowever, in thefuture strategy it will be necessary to rationalize themand to set possible goals from the economical and techni-cal point of view. Herein lies the reason for the analysisof the present state.

The first part of this paper regards research activities, thesecond part concerns the state ofeducation and the thirdpart presents the tendencies and initiatives present in thefield of tribology in Yugoslavia and in the Balkan area.

2. RESEARCH ACTTYITIES

Widespread researches in tribologry were initiated by anintensive growth of industry and transport in Yugoslavia,covering the period of about last forty years. This over-laps with the appearance of tribologry as a separate disci-pline in the world. However, the development oftribology in Yugoslavia was not intensive in the initialperiod, since the industrialization took place in coopera-tion with the developed countries. The real picture of thestate is probably best seen in the period of the last five to

Tribologija u irrlustiji, god. XVI, br.4,1994

ten years. That is the reason for presenting the analysisof tribological activities (through projects, published andcommunicated papers) in the course of the last fiveyears.The sample under investigation and the analysis do notinvolve all researches and literature, due to the reasonsmentioned in the introduction; however, it can be consi-dered representative, since it involves all most importantactivities. On the basis of the data collected , generalestimations can be given and the tendencies of R&D intribolory can be viewed.

In this analysis all the works are classified into four areaswhich are in ttre author's opinion, the most significant:marterials, machine elements and machinery, manufactu-ring processes and lubricants.

Out of the total number of papers and projects, about40Vo include the consideration of either materials orlubricants or manufacturing processes, and over 507o areconcerned with activities related to machine elementsand machinery. When we compare these areas with re-spect to the total number of appearances it can be seenthat the researches and the published papers in the fourmentioned groups are approximately equally presented(F ig .1 ) .

,t 40tuz

f i30

,l

IroF

-l

\i 10

0

l. Machine Elements &Machineries

2. Manufactur.ing Processes

3. Materials4. Lubricarrts

Fig. L Cunent areas of interest in R&DRannatrane is traiiv aiko -ranoi ne oblasti

Pac cua tu p u eae.u ue o 6,tuc t u u u ccn edo aau u n u pa t au w u n

Out of all materials metals were most investigated, andlately the important projects and papers deal with tribo-logy of coatings, nonmetal materials and composites.

The order of researches of tribological characteristics ofmachine elements and machinery is the following: slidingbearings, gean, rolling bealings, engines and compres-SOTS.

In the tribology of manufacturing processes the field oftools wear during materials cutting dominates, whileresearches in metal forming are only partly present.

Tnbologija u bultutiji, god. XVI, br.4,1994

Where lubricants are concerned the most frequent inve-stigations are those of arheological, physical and chemi-cal properties, additives and the behavior of lubricantsduring operation.

Having in view that the key words in tribology are fric-tion, wear and lubrication, i.e.lubricants, further analysiswas made with respect to these descriptors,

Out of the total number of works 39.40Vo, were treatingthe problems of friction. Distribution to the four basicgroups is presented in Fig. 2.

Fig. 2. Friction studyIstralivanje trenja

Acutedoeat nte IE p et tutt

The majority of papers dealing with friction regards thematerials, and the least regards lubricants.

The wear phenomenon was investigated in 6B.6Vo of. allanalyzed projects and published papers. The investiga-tion of wear was more of less equally presented in mate-rials, machine elements and manufacturing processes,and very little in lubricants (Fig. 3).

From the point of view of wear mechanisms and modesthe number of appearances is the greatest in adhesivewear (Fig. 4), then in abrasive wear, while other types ofwear are slightly presented in researches.

With respect to lubricants, over half of all researchesregards industrial oils (Fig. 5), and about 25o/o motoroils.

The analysis presented and its results indicate that someessential fields of tribologry are insufficiently includedinto projects and considered by research workers. Itregards primarily fundamental researches in tribologry,and also the development and the application of lubrica-tion theories in practice. There is a small number ofpapen on hydrostatic, hydrodynamic and elastohydrody-namic lubrication, while in boundary lubrication the si-tuation is somewhat more favorable.

l . Machine Elements & Machineries

2. Manufacturing Processes

3. Materials4. Lubricants

f i60f \

z{so{trlt+o-l

ts30(J

F

o20iao\

10

0

1 1 1

f f i60ozSso?HE+or.1

8roF

o205\

10

0

l. Machine Elements & Machineries

2. Manufacturing Processes

3. Materials4. Lubricants

n60Ozf ,sor r l

t+oJ

F30LJF

o20b\

10

0

A Adhesive Wear

B. Abrasive Wear

C. Erosion & Cavitation

D. Fatiguc WcarE. Tiibochemical Wear

Fig. 3. lYear studYIstr:aiivanie habaiia

H can e d o o auu e u aH a utu Ba Hu ft

On the contrary, the work in the domain of tribometry,

especially in the development and production of devices

for testing tribological characteristics of materials and

machine elements, has been intensified during the last

few years. Also the activity in failure diagnostic was

observed as well as the application of modern methods

of diasnostic in industry.

Fig. 5. Types oflubicans studyI s traiiv anj e vrs Ie nl aziv aI.IcLmedoeauue cin3oK

3. EDUCATION IN TRIBOLOGY

Education in tribology is considered as one of the veryimportant links for the introduction of tribology intoengineering practice. A lot of papers were written aboutthe aspects of education and many meetings were held

[6,7,8], but the problems are present even nowadays. Theinvestigation shows that tribolory is not sufficiently pre-sent in education even in industrially most developedcountries, such as the USA, and that it should be neces-

t12

Fip. 4. Wear nhenomenon beins studizd" Istraiivarle vnte habaija

I.Icnned oaauu e eud o e u3t toca

sary to include it into curricula of all engineering colleges

and universit ies [9]. The state of education in Yugoslaviawas estimated on the basis of curriculum for mechanical

e ngineers, since tribology study takes place almost exclu-

sively in Mechanical Engineering departments. Out of

seven departments, only four have undergraduate and/or

graduate studies in tribology (Tab. 1).

Tsble L Ytryoslav Universities Offerhry Courses in'fibologt

Faculty of Mechanical EngineeringLevel of Course

Graduate Under-graduate

University of Belgrade Yes Yes

University of Kagujevac Yes Yes

University of Novi Sad Yes Yes

University of NiS Yes No

However, it should be mentioned that all students of

mechanical engineering do not attend the course of tri-bolory. Considering the syllabus of mechanical enginee-ring studies, it could be inferred thert some importanttribological topics are studied in traditional subjects such

as Machine Theory, Machine Design, Fluid Mechanicsand others, which can be considered as an unsuitableapproach since then the problems are treated from oneaspect only.

One of the important activit ies which should be mentio-ned are the courses for the innovation of knowledgeorganized by Yugoslav Society for Tiibology. Thereby thelack in education and tribological knowledge of mecha-nical engineers is partly improved. The need for educa-tion is not to be ignored, because the future technologicalprogress depends on training and knowledge of tribolo-sists.

A. Industrial Oils

B. Motor Oils

C. GreasesD. Hydraulic Fluids

f r60UzJ ) U

ql

&+o,.14

530F

o20s\

l 0

0

Tribologija u inclrctriji, god. XYI, br. 4,1994

4. FUTURE TRENDS AND INITIATIYES

The necessity to use to a great extent and put at thedisposal of industry the already achieved knowledge intribology led to the awiueness that it should be systema-tized and thereby its transfer made possible. It is a branchof tribo-informatics which has been developing fast in thecourse of the last ten yean [L1, 12, 73]. The wholetribological in{ormation system does not only make ea-sier the transfer of technologies to industry, but advancesthe communication between different disciplines adja-cent to tribolory. YUTIS is the Yugoslav TiibologicalInformation System which is nowadays being developed.Its structure, plotted in Fig. 6 contains at this momentthree components on which the work is done.

They are: bibliography, tribologl of manufacturing pro-cesses and tribolog5l of machine elements [14]. Everydomain is basically composed of the database abouttribological properties of materials, the selection andproperties of lubricants and tribology design database.

Further activities are oriented to the popularization oftribology by gathering engineers and experts in conferen-ces, courses and by publishing professional literature. Inthe course of the last six years the Yugoslav Society forTiibology had organized three national conferences en-titled YUTRIB. Periodical "Tiibology in Industry" has along tradition and 15 years of its appearance is certainlya successful exploit.

During the First Balkan Conference on Ti.ibology held inSofia, Bulgaria, in 1993, the Balkan Tiibological Associa-tion was founded. The main purpose of the Associationis the integration, mutual cooperation and the develop-ment of tribology in the Balkans, considering the speci-

ficity of this region as a whole and of different countrieson it [15],

5. CONCLUSIONS

The development of tribology and the enhancement ofthe level of knowledge in education of engineers shouldbe devoted a deserved attention; but, simultaneouslythese activities should be made as rational as possible.Hitherto experiences show that the greatest part of acti-vities is realized at Universities, but, that even there, littlefundamental researches are made. The transfer and ap-plication of tribological knowledge in industry is inade-quate. The establishment of the tribological informationsystem should contribute to a better linking of experts ofvarious disciplines and to ensuring the penetration oftribo-technologry into practice.

The cooperation with other countries within the frame-work of the Balkans and through the International Tii-bology Council will make possible the highly necessarycommunication of experts and will contribute to theraising standards in various engineering sectors all overthe world.

REFERENCES:

I l.) W. O. ll/iner: Future Trends in Tribolory, Wear,136, 1990, pp. 19-21

[ 2.] S. Jahawnir: Future Directions in Tribology Re-search, Trans of ASME, Journal of Tribology, 109,1987, pp.2A7-214

P.) H. Czichos: Current Aspects of Tribolory ,W ear,77 ,1982, pp. 1-11

I4.) D. Dowson, C. M. Taylor: A Survey of Research onTribologr and Future Priorities, Wear, 106, 1985,pp.347-358

[5.)W H. Roberts: Some Current Trends in Tribology inthe UK and Europe, Trib. Int., 19.6,1986, pp.295-311

[6.] H. Blok: Mucation in Lubrication and Wear and itsConceptual Integrat ion into Machine Design,Third Inter. Conference on Lubrication and Wear.Inst. of Mech. Eng.,1967

I7.lW. Bartz: Basic and Continuing Education in I'ritro-logr, First Balkan Conference on Tribologr, Sofia,L-3. Oct., 1993. vol.1, pp.23-39

[ 8.] D Dowsott, D. A. Jones: ed., Teaching Tribolory,Conference Proceedings, Institute of Tribology,University of Leeds, 1970

[ 9.] S Jahanrnir, F. E. Kennedy; fribologr Education:Present Status and Future Challenges, Trans ofASME, Journal of Tribology, 113,1991, pp.229-231

[10,] S. Tanasijevic: Tribology and Education (In Ser-bian Language), Tr ibology in Industry, XV, 1,1993, pp. 3-5

Fig. 6. Conryonents of WTISKontoonente YU tlS-a

Co c.t ud e n no ulue YWI S - a

Tibologija u irulwtiji, god. XW, br.4,1994 1 1 3

[11.] S. Iahanmir, M. B. Peterson.' The Development andUse of a Tribology Research- in-Progress Databa-se, Lub. E;ng.,46,3,1990, pp. 153-158

U2.l f. E. Tallian: Tribological Design Decisions UsingComputerized Databases, Trans of ASME, Journalof Tribology, 109, 1987 , pp. 381-387

[13.]Documentation TribologSr, BAM, Berlin, vol. 1-20

I1.4.)8. Ivkovic: Tribological Information System - A Ba-sis for Control of Friction and Wear Processes inIndustrial and Transportation Systems, (In Ser-bian Language), Tribology in Industry, XIV, 4,1992,pp.ll4-120

[15.] Project: Founding of the Balkan Tribological Asso-siation, Sofia,1993

* Presented at the Third Tibological Everfi of the ArgentineRepublic and Latin Ameica, Buerrcs Aires, Atryust 8-12.,1994.

Tribolo5ka istraZivanja i obrazovanje u JugoslavijiTibologija kao stntina i nauina disciplilm ima iztaelno visok uticaj na optimalnu korctrukcijtt i odrZavanjemaiina, zbog toga ito je njihov rad i vek tmjanja neodvojivo poovezzn sa procesima trenja i habanja. Iz tihrazloga tiboloika istraZivanja i obrazovanje u toj oblasti su veotna vaine kaike u razt,oju svnke inrhstijskezetnlje.Rad daje pikaz pozicije i aktivrtosti u oblasti istraZi,attja i obrazovanja na Univerzitetirna u Jugoslaviji iinhutiji, analizimjuii aktuelne projekte i objavljene radoye u iasopisima i na simpozijumima.Na osnowt izvrienih analiza mogude je zakfuiili da su aktitutosti u oblasti tibologije sliine kao i u dnryimevropskirn zemljama sa nekim speciJiinim karakteistikama. Vetina istraiivanja se ostvantje na fakulletima,a manii deo u irdtctiji. To ukazuje na neophodnost posebnih napora da se inrti tansfer steienih znanja uprakxt'

Tpn'onofl{rrecKrre [ccJre^oBarrr{fl rro 6paronaHrre n l0roclaBr{r{

Tpu6ottohta xarcnaywnn ductquuauua utteetttttcrcnrc.ililltenwto 6oltbuoe anufrHue ua otTwunanutyto xottcwpl,t;-4uto r. o6cnytnrcauue ilauuur, acaedcilaue wo\o ,ttuo ux pa1owa u cpot cLtytrcSu Hepa3pbtltto cafl3ailu cttp_o4.ecrgnu tupeuua u usuauurcaHua. B pesynawalite utpuSonoTu,rccxue uccnedoearutn u o1yveutrc xadpoa eeruofi o6nac[ilu aanntowca o.rcHb aarcHbilet aaeil"trJvu a paeetiittttt xatcdofi ilpour'nunenuoit ctupauw.B pa6owe uorcaawaaewca coctttoarute u axfruenocwtt a o6nacwu wpuSonoiuuecrcux uccnedoeauuti tt oSpasoaa-tnn rcadpoa e rc|ocnaacxux ynueepquuewat u a tTpottu,ttu.4eruocwi, attnnuupynwcn anuyaautarc upo'enuu upa5oruur ouydnurcooauuwe uo sfroue aoupocy 6 )tcypHartax u t& tny\Hbtx, ccsdpauuax.Pesynt'wawu ilpoaeddnuo1o auanuea uoaaonarctu ytuaepucdawa, ,iuo pa6owa a twoti o6ttacwtt ue otuciuattu sapa6otila'wt e dpyZttx eepoueficxux cupauilc c uekotuoptu'r,+ut oco6eiuocws.ntt. Eonwuas qactuu uccaedoaa-Lueaucxr,tx pa69trt ocyu1ec[frenaeluca ua Qaxynuruewax, a n.ettauafl e upo,+ttuuneunoclutt. Stuo yrutswauelu rutueo6xoduuoctut, anottceuufl 6onautux uafipatceuufi, ,tulo6u docwuzitytut rc 3HaqeHtur euedpuwo a iipotts-aoocluao.

174 Tibologija u industiji, god. XVI, br.4,1994

UDK 669.131.2:621.178

B. TADIC, S. PECEIJ

Eksperimentalnaistnail,ivanjatriboloSkihkarakteristikanodularnog liva

I. UVOD

Poznavanje triboloikih karakteristika kontaktnih parovaima vi5estruki znadaj i predstavlja jedan od osnovnihpokauatelja potrebnih za adekvatan izbor materijala ele-menata tribomehanidkih sistema u eksploataciji. Kon-taktni parovi tribomehanidkih sistema, bez obzira o kojojwsti kontakta je red, mogu raditi u razliditim uslovima,ti. u iirokom opsegu brzina klizanja i normalnog opte-reienja koje moZe biti statidkog i dinamidkog karakterasa razliditim odnosom amplitude i udestalosti oscilacija.Pored toga, eksploatacione uslove odlikuje nadin pod-nr azivanj a, tempero tura, kvalitet obrade kl iznih povriinaitd. Svi ovi faktori u odredjenoj meri utidu na velidinurasipanja energije i mase u tribomehanidkim sistemima.MoZe se reii da koeficijent trenja kao pokazatelj tribolo-Ske karakteristike kontaktnog para sa aspekta izgubljene(rasute) energije i PQ indeks kao pokazatelj tribolo5kekarakteristike kontaktnog para sa aspekta rasute (izgu-bljene) mase, predstavljaju sloZene funkcije karakteristi-ka materijala i eksploatacionih uslova.

Veliki broj faktora uticajnih na velidinu koeficijenta tren-ja, pored velikog broja razliditih mernih sistema kojimase isti meri, doveo je do veieg neslaganja literaturnihpodataka.

Deo rezultata prikazanih u radu predstavlja intod izeksperimentalnih podataka vezanih za merenje koefi cijen-ta trenja nodularnih livova razlidito termidki tretiranih.

h'[r Brartko Tadi6, dipl. iltg., asislent,It I o i ins k i fa kil te t u Krogtjet,crtSlat,ks Pecelj, rliplornac, Maiircki fahiltet u Kragujevat

Tibologija u ittdtstriji, god. XVI, br.4,1994

tlll

[ttl

-z

'lGt-a

TTT

Pouzdanost mernog sistema testirana je ponavljanjemveieg broja eksperimenata pri razliditim nivoima opte-reienja i brzinama klizanja. Razlike izmerenih koeficije-nata trenja pri ponavljanju eksperimenata ne prelazelVo,Sto se moZe pripisati greikama identidnosti uslovaispitivanja (hrapavost povr5ine, podmazivanje i dr).

2. MERNA INSTRUMENTACIJA

Merni lanacza merenje koeficijenata trenja dine:

. tribometar TPD-93 konstruisan na Ma5inskom fakul-tetu u Kragujevcu,

. most pojadivad HO'IINGER, i

. ploter HEWLET PACKARD.

Na sI.1. dat je Sematski prikaz kontaktnog para. Stezanjepina vr5i se preko aksijalnog leZaja sa jedne i kuglice sadruge strane, tako da se i relativno malom normalnonrsilom moZe obezbediti njegovo linijsko naleganje po di-sku koji rotira odredjenim brojem obrta. ditav steznipribor smeiten je na polugu tako da napadna linija inormalne sile i sile trenja deluju u teZi5tu preseka polugena kojoj su sme5tene merne trake i povezane sa drugimelementima memog lanca. Sa druge strane poluga jeukljeStena u klizadu koji se preko prednapregnutih linij-skih kotrljajnih vodjica pomera u pravcu dejstva normal-nog optereienja. Klizad se preko posebnog sistema zaoptereienje moZe kontinualno optereiivati u Sirokonropsegu normalnog optereienja. Eksperimentalna ispiti-vanja su pokazala, da ekscentridnost diska od 0.1 mmdaje amplitudu ocilovanja normalnoj sili i sili trenja neveiu od 10%o,Eto je sa aspekta tehnologije izrade diskovasasvim zadovoljavajuie.

115

UDK 669.131.2:621.178

B, TADIC, S. PECEIJ

EksperimentalnaistnailivanjatriboloSkihkarakteristikanodularnog liva

r. IJVOD

Poznavanje triboloSkih karakteristika kontaktnih parovairna vi5estruki znadaj i predstavlja jedan od osnovnihpokazatelja potrebnih za adekvatan izbor materijala ele-menata tribomehanidkih sistema u eksploataciji. Kon-taktni parovi tribomehanidkih sistema, bez obzira o kojojwsti kontakta je red, mogu raditi u razliditim uslovima,ti. u Sirokom opsegu brzina klizanja i normalnog opte-reienja koje moZe biti statidkog i dinamidkog karakterasa razliditim odnosom amplitude i udestalosti oscilacija.Pored toga, eksploatacione uslove odlikuje nadin pod-mazivanja, ternperatura, kvalitet obrade kliznih povr5inaitd. Svi ovi faktori u odredjenoj meri utidu na velidinurasipanja energije i mase u tribomehanidkim sistemima,MoZe se re6i da koeficijent trenja kao pokazatelj tribolo-5ke karakteristike kontaktnog para sa aspekta izgubljene(rasute) energije i PQ indeks kao pokazatelj tribolo5kekarakteristike kontaktnog para sa aspekta rasute (izgu-blj ene) mase, predstavlj aj u sloZene funkcije karakteristi-ka materijala i eksploatacionih uslova.

Veliki broj faktora uticajnih na velidinu koeficijenta tren-ja, pored velikog broja razliditih mernih sistema kojimase isti meri, doveo je do veieg neslaganja literaturnihpodataka.

Deo rezultata prikazanih u radu predstavlja izvod izeksperimentalnih podataka vezanih za merenje koefi cijen-ta trenja nodularnih livova razlidito termidki tretiranih.

tr[r Brartko Tadi6, dipl. ing., asislent,It I o i i tn k i fir kil rc I u Krogj et'cttSlavka Pecelj, diplomac, Maiituki fakultet u l(ragujevcu

Tibologija tt irultutriji, god. XVI, br.4,1994

-z

'EEFa

TT[]nT

Pouzdanost mernog sistema testirana je ponavljanjemveieg broja eksperimenata pri razliditim nivoima opte-reienja i brzinama klizanja. Razlike izmerenih koeficije-nata trenja pri ponavljanju eksperimenata ne prelaze|Vo,ito se moZe pripisati gre3kama identidnosti uslovaispitivanja (hrapavost povr5ine, podmzuivanje i dr).

2. MERNA INSTRUMENTACIJA

Merni lanac za merenje koeficijenata trenja dine:

. tribometar TPD-93 konstruisan na Maiinskom fakul-tetu u Kragujevcu,

. most pojadivad HO'IINGER, i

. ploter HEWLET PACKARD.

Na sI.1. dat je Sematski prikaz kontaktnog para. Stezanjepina vrii se preko alsijalnog lei.aja sajedne i kuglice sadruge strane, tako da se i relativno malom normalnonrsilom moZe obezbediti njegovo linijsko naleganje po di-sku koji rotira odredjenim brojem obrta. eitav steznipribor smeiten je na polugu tako da napadna linija inormalne sile i sile trenja deluju u teZiStu preseka polugena kojoj su smeitene merne trake i povezane sa drugin-relementima mernog lanca. Sa druge strane poluga jeukljeStena u klizadu koji se preko prednapregnutih linij-skih kotrljajnih vodjica pomera u pravcu dejstva normal-nog optereienja. Klizad se preko posebnog sistema zaoptere6enje moZe kontinualno optereiivati u Sirokonropsegu normalnog optereienja. Eksperimentalna ispiti-vanja su pokazala, da ekscentridnost diska od 0.1 mmdaje amplitudu ocilovanja normalnoj sili i sili trenja neveiu od l0o/o,ito je sa aspekta tehnologije izrade diskovasasvim zadovolj avajuie.

1 1 5

3.PROGRAM ISPITryANJA

Programom ispitivanja predvidjeno je merenje koefici-jenta trenja pri linijskom kontaktu diskova, izvadjenih odnodularnog liva NL-420 feritno perlitne osnove razliditotermidki tretiranih i kaljenih pinova izradjenih od delikae fgf istog hemijskog sastava i mehanidkih karakteri-stika. Hemijski sastav i reZim termidke obrade pobolj5a-njem (temperatura i weme otpultanja), dati su u tabeli 1.

Ispitivanja su izvedena u dve faze:

a) merenje sile trenja svih diskova tokom habanja istih uintervalu 0 - 30 min pri nominalnom opteredenju od 10daN ibrzini klizanja od 1.5 mls,

b) merenje sile trenja svih diskova tokom habanja istih uintervalu 0 - 5 mht pri normalnom opter e&nj't od 1 0 da Ni 15 daN i brzini klizanj a od 2 mls.

Tabela 1. Hemijski sastav i reZim tenniike obrade

/ / - \ \-'qY-,, r'

f .

l ' L - c

SL l. Semaski prikaz kontakt,tog lraraSchematic representation of contacl pait'.

Cxe ua xonti a xtTt t ofi ila o a t

Oznakadiska

ReZim termidke obrade Hemijski sastav nodularnog liva NL-420

TP( c)lt(min) Si Mn S P Cu Ni

s9oi3o

3.34 2.38 0.30 o.o42 0.0006

1 . 2 42 520/60

J 390/90

4 390/60

Merenje je izvedeno u uslovima granidnogpodmazivanjaistom kolidinom ulja koje ie posluZiti za odredjivanjeprodukata habanja tj. PQ indeksa koji se ovom prilikomne6e razmatrati.

4. EKSPERIMENTALNI REZULTATI

Merenjem normalne sile i sile trenja izvr5en je proradunkoeficijenta trenja i njegove disperzije. Na slikama 2 i 3histogramski su prikazane velidine minimalnog i maksi-malnog koeficijenta trenja, odnosno intervali visokepouzdanosti p+36p na osnovu rezultata merenja siletrenja posle 5 min i 30 min, pri normalnom optere6enjuFn:10 daN ibrzini klizanja v:1.5 mls.

Na slici 4 prikazan je za iste uslove optereienja, trendpromene srednjeg koeficijenta trenja(p) tokom vremena5 -3 0 min.

Velidine koeficijenta trenja i njegovog rasturanja p zauslove normalnog optereienja 10 daN i 15 daN i brzinuHizanja 2 mls prikazane su histogramski na slikama 5 i 6.

5. ANALIZA EKSPERIMENTALNIHREZULTATA

TiiboloSke karakteristike ispitivanih diskova, sa aspektatrenja, mogu se uraziti preko pokazatelja izvedenog niibazi koeficijenata trenja po izrazu:

v,P,= i . -1 ,00vo,

gde je: P1 - pokazatefl triJofoff." karakteristike saaspekta trenja;

p.- koef icij ent trenja referentnog kontaktnogpara;

p*- koeficijent trenja x-tog kontaktnog para.

Kao referentni kontaktni par u svim uslovima obraderezultata biran je par tj.disk sa najmanjim koeficijentomtrenja, pa isti uvek dobija maksimalnu vrednost pokaza-telja Pt od1007o. Velidine ovih pokazatelja histogramskisu pr ikazane na sl ikama 7,8i9.

116 Tibologij a u indwrriji, god. XW, br.4,1994

0.

0.

0 .1

0 .08

0.00

0.04

o.02

otsK.t orsK.2 0tsK-3 DtsK4 otsK.r otsK.z 0tsK.3 0tsK-4

SL 2. Uticai retima termiike obrade na veliiinu' koeficiienla trenia

Influence of thernwl lreatment reg,i,ne on the valueol the friction coefi-cient

B o tde fi ct u eu e p ex i,+n t u ep uii ecxoil o6 pa6o wxut ra 3, n.reHue Kosd)4)t.4ueHtua wpaun

Sl. 3. Uticai reilma tenniik obrcde na velitinu' koeficijenta trcnja

Influence of tlrcrmal lreatnrcn! regitne on tlrc valueof the friction coefiZient

B oede ilcwaue perfluta we p,tw,tecrco iyo 6 pa 6 o w x uHA 3utqelnte Koslpqptu!@ twa lupetruta

SL 4.'Irend Dromene srednieg koeficiienta treniau fuikciii rezima tdniiclai odrade

Tentlency of variatfon of the medium friction coeficientas a function of tlrcnrwl treat,rrent regime.

II atlpaaneutrc u3ileHeHufl cpedne|o xoeQttpu4uexwawpenua e saeucutttocuttt otu wepnuuecroil o6pa6owxu

Sl. 5. Uticaj reiima tenni.lke obrade na velitinukoeficijenla trenja

InJluence of thermal treatntent reginte on the valueof the f ictiorr coefrcient

B oadertcluaue peJLL.no we p,+tuuecrcoti o6 pa6otuxuHa 3twqeHue xosQ(tu4uenwa tupewta

Sl. 6. Uticai reiinra tenniCke obrade na velitinu- koeficijenta trenja

Figtre 6. Influence of thennal treatment repime" on the'value ofihe friction coeficicnt"B o sd e ii cru e u e po{u tte tu e p nuuec xort o 6 pa6 o w rcu

ha 3r nqetr.e xoe(tQut queuwa tupenua

Tibologija u ililrstiji, god. XVI, br.4,1994

SL 7. Uticai reiitna tenniike obratle na veliiinu' indeksnog pokazatclja Pt

Influence of thennal tieatnrcnl regintc ott tlrc valueof the index indicator Pt

B osdeicutaue parutn wep.tu,tec xoit od pa1oturcuila Benuquilv uttdercctto1ct [ioxataweLtn Pt

0 . 1 4

0 . 1

0 .1

0.06

o.04

0.02

0DISK,I DISK-2 DISK.3 DISK,4

0 . 1 4

0

0 . 1

0 .08

0.06

0 0 4

o.02

0DISK- I DISK.z DISK.3 DISK-4 D I S K . I D I S K . 2 D I S K - 3 D I S K . 4

r77

120

100

60

olsK-r DtsK-2 0lsK-3 0lsK-4

SL 8. Uticai reiima termi\ke obradc na vekiinu' indeksnos pokazatelia h

Influence of thermal tieatment regitne on the valueof the index indicator Pt

B o e d e il c w a u e it etcu ata tlt e p u uu_e c rc o rt o_-6 p a 6 o ru rc uHA eenwilmy uuderccuozo uoxaaawena Pt

6. ZAKIJUdAK

Analizom eksperimentalnih rezultata moZe se dodi dosledeiih zakljudaka:

> uticaj reZima termidke obrade na tribolo5ke karakteri-stike NL-420 sa aspekta trenja, za date uslove ispitiva-n ja n i je ve i i od lUVo, ! ; to se moZe tv rd i t i sapouzdano5du od95Vo;

> prednost pojedinih reZima termidke obrade pobolj5a-njem vezana je i sa nivoom normalnog optereienja ivelidinom brzine klizanja, pa se tvrdnja o postojanjurazlika sa aspekta trenjajoi viSe dovodi u pitanje;

> ako se uzmu u obzir disperzije signala, tj. razlike udinamidkoj komponenti normalne sile, koja je posledi-ca razlidite ekscentridnosti diskova, onda se pouzdano

otsK- l otsK-2 0tsK-3 0lsK-4

Sl. 9. Uticai reZinn termiikc obrade na veliiinu- indeksnop pokazatelia Pt

Influence of thenrul ielahnent reg.ime on tlrc valueof the indet indicat6r k

Boadertctuaue percunn wepuuuecrcofi o6pa5owrcuHa aenwilMy uuderccuolo uorcaeawens Pt

ne moZe tvrditi da postoje bitne razlike ispitivanihdiskova sa aspekta trenja.

LITERATUM

11.) B. Ivkottit, D. Ieii6, B. Tndii: Tribological charac-teristics of Nodular Cast lron. INTERTzutsO'g3.Bratislava, 1993.

I2.l B. Tadit, S. Milutinovii: Tribolo5ke karakteristikenodularnog liva, Tribologija u industriji, No 3/93,Kragujevac, 1993.

13.l D. Jeiit: Triboloiki aspekti nodularnog liva dobijenipo osmosetrigger postupku, Tribologija u industri-ji, No 4/92, Kragtjevac,7992.

Some Results of Investigations of Nodular Cast IronsTribological Characteristics

A part of rexilts presented fu this paper represents a summary of etpeimental data relateel lo measurementsof fictiott coefficieri of nodular cast irons treated thennally in different ways. Measurements were done atdifferert slidrng speeds and levels of nonnal loading, afier the peiod of breaking in of the contact pain andafter the certain peiod of theirwear. Analysis of measurements results points to the small inJhtence (tlifferencesin friction coefficients do not exceed ten percents) of regime of thermal treatrnent by bettennent on tibologicalcharacteristics of nodular cast iron NL - 420, frorn the aspect of fricliort.Besides that, lhe advantage of particular lhennal regimes by betlerment is reloted to lhe vnlue of normal loatlingand sliding speed, so the statement about eristence of differences fu fiction cofficients is qttestioned evenmore,

Srcnepr{MerrraJrr,Hoe rrccJreAoBanue HoAyJrfl prrbrx qyryrroBB pa6owe tloxatatn uacEtu pesynuwawoe, ltonyuetnu.v uptt sxcuepu,uetttttanwtuttc. u3ilepettuEx wpettttn tto01'-ilrpHbtx vylyuoa, uodaep1aeuau pauuuuoit wepuuuecxoti o6pa6otuxe. As,uepeuun ttpoeodunu rlptt pant ucKopoc[f,ltLr cKontttetrun u pa3nwtHbtx ypogHrlr Hopnnnilbx ualpyaorc, uocne ilpupa6oruxu tupyugxca uapu aItle,reuue oltpedeneunolo epeueuu_u3Hatuuaailutl llottyucutrwe peaynuwatuu uatvepeuuii tloiaeuearotu, ,ruoallltfltilte peJrcuua [ilep'uuuecrcoii o6pa6oarcu ua weptuuecnte xapatruepucluttxrt uodynapuo2o ,ty?yHa HI-420ue6onwuoe. Pasuu4at e rcoe(tQu4uenwar wpeuua ne Sonuue 107".

1 1 8 Tibologija u indwtiji, god. XW, br.4,1994

uDK627.62-U3.4 TTT

Osnovni razlozi, koji danas iniciraju znadajna istraiivanjau tribologiji motora SUS su dinjenice:

o da se najvede uStede energije mogu ostvariti kod trans-portnih sredstava odnosno vozila-drumskog saobraiaja(tab.1);

. da je visok znadaj i uticaj triboloeiie na ekonomiiuostrada drumskih vozila (ab.2);

. da motor SUS sadrZi veliki broj triboelemenata i

. da postoji opita tendencija smanjenja mase motora rlodnosu na snagu sa svim posledicama na razvoj tribo-lo5kih procesaf

IstraZivanja u tribologiji motora SUS su vezan za sma-njenje potroinje goriva kroz smanjenje trenja [3,4,5, 6f ,poveianje pouzdanosti svih pokretnih komponenata iza5titu okoline od zagadjenja izduvnim gasovima [7, g].

Analizirajuii sadainje stanje zapaia se cla su aktuelnesledeie aktivnosti:

> Istraiivanja u oblasti materijala u cilju poveianjaotpornosti na habanje. Osnovni materijali za aradupokretnih delova motora su ostali isti tokom zadniih20 do 30 godina, ali su naglaiena istraZivanla riOij asnije.g- definisanja tribololkih karakteristika [9, 1 0,111 i njihovo poboljianje modifikacijom povrlinskogsloja i/_ili koriSienjem antihabajudih previaka [72, ti,14, 151;

> Istraiivanja maziva u pravcu obezbedjenja 5to duiegveka upotrebe, smanjenja potro5nje goriva i zagacijenja okoline 116, 17, 1,8);

> Razvoj metoda proraduna elemenata i mehanizamamotora SUS na osnovu teorija hidrodinamidkog(HD) i elastohidrodinamidkog (EHD) podmazivanlja, 5to omoguiuje predvidjanje radnih i rriboloskihkarakteristika u fazi konstruisanj a 179, 20, Zl, 22).

A. RAC

Tribologijamotora SUS- stanje i tendencije

Rnnoj motora SUS wlovljen je ranojem mnogih drugiltdisciplina, medju kojima tibologija zauzima vidno rnestojer znaiajno dopinosi reiavanju danas aktttehih problemasa gledi.ita powdanosti i efektivnosti motora.

I mfi ena is traiiv anj a i os tv areni reniltati u oblasti tribologij edopineli su da se savremeni motoi pibliie postavljenimzahtevima za ito manju potroinju enetgije, smanjenje otl-trosa masalsnaga, smanjenje itetne emisije i visoku poru-danosl vitalnih mehanizama motora ta relativno niskelroikove odriavanja.

xr^luiNB RECr: Motoi SUS, Tiibololki problemi,Stanje razvoja

r. WODNA RAZMATRANJA

Rrzvoj i konstruisanje motora SUS obuhvata niz faza oddefinisanja i izradunavanja zahtevanih performansi odizrade prototipa i njegovog ispitivanja sa ciljem utvrdiva-nja pouzdanosti iveka izabranogrelenja. Ukupne aldvno-sti na tim poslovima su dugotrajne i skupe, ito se naroditoodnosi na izradu prototipa i ispitivanje, pa se zbog togamoie konstatovati da se kao kritidni faktor javlja tadnopre dvi dj a nje karakteristika jo5 u fazi projektovanja.

S obzirom da radne karakteristike, pouzdanost i vektrajanja vitalnih delova motora zavise u znadajnoj meriod tribol olkih procesa, predvicljanje nj ihovih triboloSkihkarahteristka u fazi projektovanja i konstruisanja je odposebnog interesa [1].

Prof. dr Aleksartdar Rac, dipl. ing.,Mai inski faktltet, Beograd

Tibologija u industiji, god. XVI, br.4,1994

nT

-z

'uEF.a

tt9

Tablica 1. Potencijalne uitedc u SAD kao rezultat tibobikih istraiivanja

:,,: :, i ,:,. ' ' . ,,:,: ' ,,: ' , ,, ] ' ,OBI3ST

P, otencijAne: u$tede energile Pfocena tro5kova.: Ftl progilma,., , PoZitivan bdno'sj : : : : l

f.r,sAD, PouoSnje ::: : I Miliiardi

DrumskisaobracaJ 7.4 ' t 1 '12.6 87

Generalori,,snage i turbomaSine o.7 1 . 0 7.3 1 4

Industrijske ma3ine i procesi 2.8 4.2 3.7 1 1 3

UKUPNO 10 .9 16.2 23.6 69

PoziUvan odnos =usteda

l 0 .R l t roskov i

Tablica 2. Uticaj istraiivaCkih oblasti na ekonomiCnost

PiedloZene oblasti B IOiumgki,saobra6aj Industiijske

rnasrnerproceslGeneratori ,,

snage iturbomaSine

ProcenekoSkovdll

mi l ,dol .Motor Tlansmisiia

MaziVaipodmazivanie V V M V 5.6

Materijalli pfevlake V V M V 4.8

HAuan;e V M M o.7Kllznilelaji V M V M 4.4Kotrljajniletaji M M V 1 . 7

ZaptlVke M M M 1 . 0Val janje metal a i proces i M M M 3.1

UKUPNO 21.3

V-ve6i znadaj M - manji znadaj

Hidrodinamidkopodmazivanje

Kolenastovrati lo12.5 Vo

Klipnjadal0.IVo

mehanizam

Klipniprstenovi19.07a

Dodatna oprema22.5o/o

Slika 1. Raspodela mehaniikih gubitaka u motoru SIJSMechanical bsses in engbrc

Pact1 p ed e nerute uemuiqecrcu x y mp atue deuiatiene euyrupeunoeo ciopauua

Sa gledi5ta mehanizama motora SUS, 5to je przktidnijiprilaz za v e(,inu inienjera konstru ktora, sl edeii triborne-hanidki sistemi su u ZDi intresovanja:

. klizni leiaji kolenastog vratila;

. klipna grupa

. bregasti mehanizam i

. sistem za podmazivanje.

To je i logidno ako se zna da su mehanidki gubici u motomSUS [23] najveii kod tih mehanizama (sl. 1) i da pouzcla-nost motora kao celine zavisi u najveioj meri od pouzda-nosti poketnih elemenata.

Pomenuti triboelementi i mehanizmi obavljaju svoju fun-kciju pri razliditim reZimima podmazivanja (sl. 2), saz-nanje koje je osnova za sva dalja tribolo5ka razmatrania.

2. KLIZNI LEZNI

Konstruisanje leiaja kolenastog vratila motora SUS jejedan od aspekata kompleknog razvojnog programamotora. To je sloZen posao koji obuhvata aktivnosti odizbora materijala, konstrukcijskog relenja pa do pro-raduna radnih i tribolo5kih karakteristika. S obzirom claklizni leZaji kolenastogvratila rade u oblasti HD podma-zivanja, njihov proradun sa tribolo5kog stanoviita obuh-

t20

PP

KLlZllI LEZAJ-

no/p

to0

Dz.H ro'rF

t-zul

3 ro ' lL)

l!LJo*.

to . t

vata odredjivanje debljine sloja maziva, velidine trenja,temperature ulja u leZaju i protoka ulja kroz leZaj.

Sloj maziva ima tri svoje funkcije: da odvodi toplotugenerisanu u leZaju, nosi opteredenje i odrZava spregnute

povrline potpuno razdvojene [24]. Otuda i osnovniznalaj odredjivanja debljine sloja maziva. Medtim,dinamidka optere6enja koja trpi leZaj motora SUSpri promenljivoj udestanosti obrtanja dine prora-dun relativno sloienim zadatkom. Re5enja koja sedanas koriste za procenu debljine sloja maziva raz-vijena su tek unazad 30 godina [25]. Medju njimatreba navesti "Mobility"metodu Bukera [26], "Im-puls" metodu Bloka i numeridke metode razvijeneod razliditih autora, ali i proizvodjada motora ilelaja. Dobijeni rezultati pokazuju relativno dobroslaganje sa eksperimentalnim merenjima (sl. 3),5tonavodi na zakljudak da se vei danas moZe, u fazikonstruisanja motora, analizirati stanje leZaja saglediSta podmazivanja i uticaj pojedinih fakto-ra[271. Thkve tendencije su jasno prisutne.

Temperatura ulja u leZaju i protok ulja su medju-sobno zavisne velidine.Predvidjanje protoka veza-no je za velidinu pritiska pod kojim se ulje dovodi uleZaj i dozvoljenu radnu temperaturu leZaja. S ob-zirom na promenljive radne uslove proradun pro-toka je takodje sloZen problem, ali su danas veirealizovana relenja koja mogu da obezbede optimi-

ranje ovih velidina [28,29].

3. KLIPNA GRUPA

Radovi objavljeni zadnjih godina vezani za tribologijuklipnog prstena obuhvataju nova konstrukcijska reSenjai materijale, matematiiko modeliranje trenja, proraiunpodmazivanja i razmatranje problema vezanih za sma-njenje trenja kao i potro5nju ulja [30].

SAk4 2. Uslovi podmazivania kod osnovnih mehanizamamitora SUS (Strbekov dijagram)

Stibeck diayary showing lubicatbn modesoI engne componenls

Ycnoaua clro3Ku e o4HoaHba ilexaHu3iloldauiatfuenert ( Cfr pu6erca eluopa)

SUka 3. Upotedni rezultati relativne debliine sloia maziva- kad Hiznih leinia motora

Co mparhry, predicied fbn tlriclorcsswutr exDenment

Cp aat n ui en ort ote p e e y.,fatrtalh o t o iittocttfrettouotiI u ort ttluH br c ta a o qu o i u Lt il u xu

Tibologija u industiji, god. XVI, br.4,1994

Eksperinnntal ni rezu'l tat' i. o lIJ

cE3 o l

t l

l f Il ' t

I

\t

t

, t

^ Ii, :l--,i,=j\-. -lJ

16'0

Proraeunom dobiJena zavi snost

1 980 1990 199?2 SI(Uat

[ffi*]ffi*l

1.5nut

1.75uuIl

t.2IruII

1.5mm

l€2.

3.

SI,/ NL[Iromirani

SLI NL, d€likIlromirani

Prevlalie:- Molibden- Keramika

SL / NL, 6elikSint. Materijal

Prevlake:- Nitriranje- Navarene

Slika 4. Razvoj konstrukcije klipnog, prstenaD esigit-dev elopn i n ol p bioi t ri r tgs

raJautuue KoHctupyEtluu Itopt.tuc6o2o Konap

121

CILIITDAR

I

e 7- o

i l )

Ir.2

j tz z

3,t!o o

2 { 0 0 m l n ' l1 2 0 0 m i n - l8 o o m i n - l

UGAO KOLENA

Sliko 5. Geometrija prstena i pritisak u sloju mazivaPiston ing geomehy and oil pressure

feouewpua Konb4a u daeneuue 6 ctoe cljt[tlKu

Razvoj klipnih prstenova sa glediSta materijala i kon-strukcije menjao se sa opitim tendencijama da se smanjimasa motora i oscilujuie mase. Zbog toga je vidljivosmanjenje dimenzija ali i promena oblika radne povr5ineklipnog prstena (sl. 4), Pri tome se postavljaju zahtevi dase smanji trenje i habanje bez gubitaka na efikasnostizaptivanja. Istovremeno se iskazuje tendencija smanje-nja zazora i smanjenja potro5nje ulja, Sto rezultira i usmanjenje Stetne emisije motora.

U odnosu na materijale dominantna je upotreba sivogliva [31, 32), ali je sve prisutnije i kori5ienje delidnihprstenova sa odgovarajuiim prevlakama i to posebnokod savremenih motora velikih snaga [33, 34].

Gubici usled trenja kod cilindarsko- klipne grupe suneminovno povezani sa uslovima podmazivanja klipnog

Slikn 6. Promena debljine sloja maziva kod Hipnogprstena za razlitite utestanosli obrtania motora

hedicted cyclic vaiation of film thicl<ttessfor different engine speed

A sueu en u e wo n at4u n u cuaso,ru o 2o c.ton uo p utu ea o 2 oKona4a dnn pasuo1o uttcna o6opowoa

prstena i cilindra. Kako klipni prsten moZe da radi u

oblasti potpunog i nepotpunog podmazivanja, matema-tidki modeli za proradun vezani su za hidrodinamidko i

granidno podmazivanje [35, 36, 37]. Teorijska analiza

hidrodinamidkog podmazivanja klipnih prstenova znadiprimenu Rejnoldsove jednadine [38], sa analizom priti-

ska u sloju maziva (sl. 5) i proradunom debljine slojamaziva (sl. 6).

Smanjenje trenja kJipne grupe je odludujuie za pove-ianje mehanidkog stepena korisnosti motora. Zbogtoganije zadudjujuie da su istraZivanja u toj oblasti intenziv-na. Posebno treba ukazati na rezultate matematidkogmodeliranja trenja [39,40], koji pokazuju dobro slaganjesa eksperimentalnim istraZivanjima (sl. 7), 5to omoguiu-je da se u fazi projektovanja motora oceni velidina trenjai mehanidki gubici [41],

usls r--+- KgMp. *f.- rrsn. IZDUV.-{

z.

o-J5Z

fa.l-z,lrle.F

'l . Furuhama: eksperimentalni rezultati (puno opt.2. Hoshi: radunski rezultati (puno opt.)3. Hoshi: radunski rezultati (bez opt.)

3/Ztr T/?t

SAkn 7. Sila_trenja Hipnog pntena (dizel ntotor, I0A0 ofuin)Piston frictiott (diesel eneiile. l0a0runi

Cuna tupeuua uoptuueaolo xonaig (duual, lb00 O/uutt)

122 Tibologija u ittdustiji, god. XVI, br. 4,1994

4. BRBGASTI MEHANIZANI

Habanje i neadekvatno podmazivanje bregastog meha-nizma je dest uzrok problema u radu motora.

Danas se koriste razlidita konstrukcijska re5enja brega-stog mehanizma, ali je za sve karakteristidno da napovr5inama u dodiru i relativnom kretanju vladaju vi-soka specifidna opteredenja, Sto znadi da za njih vaieHercovi uslovi dodira. S toga je teorija EHD podmazi-vanja osnova za relavanje tribolo5kih problema, Med-jutim, zavisno od geometrije, brzine i wojstava uljarealno se opseg ostvarene vnte podmazivanja krede odGP do EHDP.

Teorijski modeli u oblasti tribologije bregastog meha-nizma imaju za osnovni cilj predvidjanje trenja i haba-nja [42,43] i analizu ostvarenih uslova podmazivanjaizabranog reSenja I44,45), pre wega odredjivanje de-bljine sloja maziva (sl. 8).

Medjutim, zbog sloienosti kinematike sistema ne postojejoi potpuno izdiferencirana relenja, pa su dalja istra-Livanja neophodna.

5. SISTEM ZA P ODMAZTVANJE

Podmazivanje vitalnih delova i mehanizama motoraukljuiuje i razmatranje sistema pomoiu koga se procespodmazivanja os&aruje [46, 47 ].

Slikn 8. Teoijskevredrrosti debljine sloja maziva za bregTheoretical value of film lhickness around catn

Teo p efu uvecxue sH aqeHufl fr o ttt4uu a tCJ4A3oqHO?O CnAfl Onn KVfuAVKA

Poznato je da su u proSlosti konstrukcije sistema zapodmazivanje, po pravilu, bile predimenzionisane kakobi se osigurala potrebna kolidina ulja i u ekstremnimsludajevima, na primer, velikom zazoru usled habanjaleZaja ili da se omoguii adekvatno podmazivanje ako seiz osnovnog modela proizvode varijante veiih snaga [48].

Medjutim, danas kada su svi napori usmereni na po-veianje ekonomidnosti motora, takav se pristup moZeoznaditi kao neadekvatan. Relenja se traZe u optimiranjusvih elemenata sistema za podmazivanje [49] simulaci-jom sistema tokom projektovanja motora.

Fv t Eo az,ofrl <d , o> o

J< r/)F< uz , z- aK) F)

< JE lclt{ l4lx O

UGAO OBRTANJA

Lo

Slika 9. Struktuma ienu sisterna podnnzivanja motora SUSScheme of encine lubricaiion mslem

C tupy xtuy puan cxe"tui c,uis xu dor E aru ert1il et rya p eru t e|o cZo pat ut a

'tibologija u indtutiji, god. XVI, br.4,1994 123

6. ZAKIJUCAK

Tiiboloika istraZivanja kod savremenih motora odredje-na su, pre svega, zahtevima za 5to manju potrolnju gorivaivisoku pouzdanost. Tizahtevi nameiu rebavanje proble-ma trenja i habanja vitalnih mehanizama motora.Re5enja se, danas, a verovatno i u bliioj buduCnosti, traieu:

> poboljlanju triboloSkih karakteristika materijala, naprvom mestu koriSienjem modifikacija povr5ina i pre-vlaka,

> razvoju i koriSienju ulja za podmazivanje visokogudinka,

> razvoju analitidkih modela za 5to tadnije predvidjanjetribolo5kih karakteristika pokretnih elemenata moto-ra tokom projektovanja i

> optimizacijom sistema za podmazivanje sa tendenci-jom integracije sistema za podmazivanje i hladjenje.

LITERATUM

[ 1.]Roc, .4., Tribolo5ki aspekti konstruisanja osnovnihmalinskih elemenata, YUTRIB 91, Kragujevac,\99 l, Zb ornlk r adov a, 17 -24

[2.] Pinhs, O., Wilcoch D. F., The Role of Tribology inEnergr Conservation, Lub. Eng., 34, 11,1978,599-610

[ 3.] Mayr, ,B., Reduzierung der Reibungsverluste imFahrzeugmotor, Schmiertechnik und Tribologie,2' t , t ,1980,5-9

| 4.) Monoghan, M.l,., Putting Friction in its Place,Proc. IMechE, 1989, C375II(N1

[5.]Hamai, K, Maxrda, 7., Goto, 7, and Kai, Sh.,Deve-lopment of a Friction Prediction Model for HighIterformance En gines, Lub. Eng., 47, 1991, 5 67 -57 3

[6.) Goto, 7., Hamai, K, Kai, Sh., and Masuda, 7., A.,Friction Prediction Model for Gasoline Engines,Proc. of the Japan International Tribologl' C-onfe-rence, Nagoya, 1990, 143-148

f7.) Kovach, J. 7., Tsakiis, E. A., and Wong L.2,, EngineFriction Reduction for Improved Fuel Economy,SAE p. 820085

[8.)Lewirwky, P. M., Cooke, V. B. andAndrews, C.A.,Lu-brication Oil Requirements for Low Emission Die-sel Engines, AVL Conference "Engine andEnvironment", Graz, 1989

[9.] - , Tendencije u razvoju kliznih leiajeva za motore saunutralnjim sagorevaqiem, MIBA Gleitlager, AG,predavanje na seminaru DOS, Arandjelovac, 1988

[10.] Taylor, B. J., Eyre, T. S., A Review of Piston Ringand Ci l inder Liner Mater ials, Tr ib. Int . , 1"2, 2,1979,79-88

fll.l Eyre, T. 5., Crawley,,B., Camshaft and Cam Follo-wer Materials, Trib. Int., 13, 4, 1980, 147-152

[12.f James, D. H., Smart, R.F. and Reynolds, JA., Surfa-ce Treatments in Engine Component Technologr,Wear,34, 1975,373-382

['13.) Day, R 1., Piston Ring and Liner Wear, Ind. Lub.and tribology, 34, 2, 1982, 44-49

t24

$4.) Gltisirtg H., Aengeneyndt, K D.,Ingenieurkeramikim Kraftfahrzeugmotor, Tribologie und Schmie-rungstechnik, 37,3, 1990, 132- 138

115.) Beese, J. G, Clarke, H., The Performance of Mate-rials Associated with Cams, in "Cams and CamMechanisms", ed. Jones, J.R., IME, London, 1978

[16.) Dawson, R. 8., Slimin& P. N., Dizelska motornaulja koja Stede gorivo, "JUGOMA 86", Portoroi,1986

|7 .) Greene, A. 8., Risdon, T. J., The Effect of Molybde-num Containing, Oil- Soluble Friction Modifierson Engine Fuel Economy and Gear Oil Effrciency,sAE 811187

lt&.l Flamaguchi II., Maeda, Y. artd Maeda, I, Fuel Ef-ficient Motor Oil For Japanese Passenger Cars,sAE 810316

|9.1Lang O. R., Hydrodynamische und elastohydrody-namische Effekte in Motoren, Tribologie undSchmierungstechnik, 37,1,1990,2-70

120.)Theyse, F. .f/., Fundamentals of Hydrodynamic Lu-brication and Their Consequences in Design En-gineering, Wear, 7, 1964,Paft I, 385-418, Part II,477-497

121.) Kumpel, G., Anvendung der Elastohydrodynanrikauf Nokel- Stossel-Systeme, lribologie und Schie-rungstechnilq 33,5, 1986, 299-308

122.)Barwell, F.7., Roylance, B. J., Tribological Conside-rations in the Design and Operation of Cams - AReview of the Situation, in "Carns and Cam Me-chanisms", ed. Jones, J.R., IME, I-ondon, 1978

[23.] Lang, O. R., Reibungsverluste in YerbrennungsMotoren, Schmiertechnik und Tribologie, 29, 3,7982.90-92

124.) Perkirc, C. A., Dynamically f,oaded Ilearing Asses-sement by Oil Film Analysis, Ind. Lub. and Tribo-logy,25, 4, L973,159-1 60

IX.] Carnpbell, J., I.ove, P. P., Martirt, F. A. and RafiErc,S. O., tsearings for Reciprocating Machinery: AReview of the Present State of Theoretical, Experi-mental and Service Knowlcdge, Proc. I Mech Eng,182, Part 34, 1967- 68

f26.f Bookar, J. F., Dynamically Loaded Journal Bea-r ings: Mobi l i ty Method of Solut ion, Trans. ofASME, ser D,87, 3,1965

[27.)Martin, F. A.,l)evelopments in Engine Bearings,Proc. 9th Leeds-Lyon Symposiurn on Tribology,Butterworth, 1983

[28.) Ilashizttme, K., Ilagiwara, Y. antl Ktmatla, Y., A.Study of the Oil l ' low and The Temperature ofJournal Bearings, Proc. Japan International Tri-bology Conference,, Nirgoya, 1990, 295-300

[29.) Lang, O. R., Stcinhillter, W., Gleitlager, SpringerVerlag, 1978

l30.lTing L. L.,A Reviewof I'resent Information on Pi-ston Ring Tribologr, SAE 852355

[31.] Rac, A., Istraiivanje triboloSkih karakteristika ete-menata i mehanizama motora SUS, III faza, pod-pro jeka t u okv i ru p ro jek ta "Razvo j fami l i jeant i toksidnih ekonomidnih benzinskih motora",Maiinski fakultet, Beograd, 1989, str. 27

Tribologija u irtdutriji, god. XVI, br. 4,1994

f32.) Sunden, H, Schaub, R., Piston Rings for Slow andmedium Speed Diesel Engines, Trib. Int., 12, 1,1979,3-1,4

[33.] Devon, S. M., Reglitzlq, A. A. ttnd Seehatuen, ll.,Neue Motorentechnologie verandert das Anforde-rungsprofil von Motorenolen, Mineraloltechnik,5,mai1992

[34.] hnne, 7., Maeda, Y., Takeda, M. and Nakada, M.,Development of Automotive Piston Rings withHigh Resistance to Wear and Scuffrng, Proc., Ja-pan International Tribology Conference, Nagoya,1990

[35.] Todsen, U., Untersuchungen am dem Tribologi-schen System Kolben- Kolbenring-Zylinder, VDIForschungsh eft, 628 185, 1-52

[36.) Knce, H., Todsen, U., Besherige Forschungsarbei-ten am Tribologischen System Kolben-Kolben-ring-Zylinder, Tribologie und Schierungstechnik,33,2, 19B6, 90-98

137.l Miltosios, G. K, Patterson, D. J. and PapanastrciotqL C., Solution of the Lubrication Problem andCalculation of the Friction Force on the PistonRings, Trans. of ASME, Journal of Tribolory, 111,1989, 635-641

[38.] Ruddy, B. L., Dowsort, D. q1d Economon, P. N., AReview of Studies of Piston Ring Lubrication,Proc. of 9th keds-Lyon Symposium on Tribology,Butterworth and Co., 1983

[39.)Nautiyal, P.C., Singhal S. andSarma,,/. P,, Frictionand Wear Processes in Piston Rings, Trib. Int., 16,1, 1983, 43- 49

[40.] Jakobs, R., Zur Reibleistung der Kolben-Ringe beiPersonenwagen- Ottomotoren, MTZ, 49, 718,1988, 309- 317

l4l.lHoshi, R, Baba, Y., A Study of Piston Friction For-ce in an Internal Combust ion Engine, ASLETrans., 30, 4, 7987, 444-451

[42.) Dysora 1., Kinematics and Wear Patterns of Camand Finger Follower Automotive Valve Gear, Trib.Int., L3,3, 1980, 121-132

143.1Bell,I. C., Colgary Z, Pivoted- Follower Valve TrainWear: Criteria and Modeling, Lub. Eng., 47,2,199t,t14-121.

[44.] Hamilton, G. M., The Hydrodynamics of a CamFollower, Trib. Int., 13, 3, 1980, 113-119

[45.] Smalley, R, Gaiglio, R., The Role of Tappet Surfa-ce Morphology and Metallurgy in Cam/TappetLife, Proc. 9th Leeds-Lyon Symposium on Tribo-logy, Butterworth, 1983

146.lRac, A., Kostit, Dj. i Balvanlie4.4., Mogudnosti pro-raCuna i optimiranja sistema za podmazivanjernotora SUS, Motorna Vozila-Motori, XfV, 81/82,1988,275-284

[47.] Rac, A., Kostil Dj., Balvanlijev A., Iapundiit Lj.,Op5ta karakterizacija sistema za podmazivanjemotora SUS, Goriva i Maziva, 27, 516, 1989,235-245

[48.) H o llan d,,/., Opti mierung von Olversorgungssyste-men in Motoren Minderung der Reibungslei-stung, Schmiertechnik und Tribologie, 28, 1, 1981,3-7

[49.] IIolland, ,/., Simulation eines Olverteilungssy-stems, Tribologie und Schmierungstechnil\ 34, 6,1987,346- 351

* Rad saopilen: na neuirto-slruinom skuptt "Nauka imolonn vozilau, Beograd" 1993adrcsa autom: Maiinskifahtltet,2T Mafta 80, 11ffi0 Beograde- rnai I a tlres a : era c @ ubbg. etf.bg. ac.y u

Tribolory of Automotive Engines- Present State and Tendencies

Aulomotit'e.engine consists.of a larger number of tiboelements i.e. rnechanisms that have crucinl influenceon the fficielry and reliability of i.ts performanci. From the tibological standpoint the developrnentbf thesecomponents is related to three mafufielels:. stttdy of mateials of which the moving mechanisms are made;' developirtg of methods for tibological characterisrics calculation and. det elopirtg of lubicants for engine lubicarion.

The rteU 9f ry(te.nals i1 g very wide and significant_area of research in engine tibolog. Besitles efforts toilnprove the tibological characterislics of mateials already iit use new ones aie being intiducecl. Orhir trenclsare towarh modiJication of surf.ycy ypgsecl-t9 friction and near and towards uslng rlifferent coarhrgs withthe aim of solving the existent tibological problems.On the U91!1.of ltO and EHD theoies of lubication calcrtlation of the vital components and systems of theengbtes (sljdlrg bea1t7Ts, piston assemb[y and.valve,Irain sysrems)"inchrcIilry tne ktricatio,, ,yri"^, proiid",a clearer defining ol the performance and optimkatiott in ihe eariy stage of\esigtt.Development of engine oils is-conditioned by a number of uuren,t demancls, from engine desigt mo4ilicatiortsto the dentand for nn adendecl service life of the hbriiant and decreose it oil coisumptio"n and fiction inengurc.Accomplis.hed solutbns have brought about the p.ossibility of-meeting the dernnnds for tlrc decrease in energtcortxunptiot\ mass to pow'er ration and emissiort, as weil as for- high reliability antl cornparati:'ely lo:wmainlermttce costs.

Tnbologija u indwtiji, god. XVI, br.4,1994 tZ5

Tpn6ororrfl lBrrrare.neli nHyrpennero cropaurrfl- cocrotrHue u reHAeHIInn

,Xpuiatuenu euytlpenne1o c1opanua cocwani[t ta donawozo uucna wpu6oaolwrecrcux arreileHuos,ltl.e. ua uera-tlrl,uo6, oKa3boapulux suaquweabtroe *rueHue na eSQexwuanoctttt, u nadtituocilt ux pa6owt't. C woqrcuapevufl EtpudonoZuu paeeuEtue ewux detuanefi Eteato caasauo co uredyrcuqu.tu o6nacwauu:

. ttccnedoaanueu u paseu4tueu uawepuanoe, ucuoLtt syeuatx dna taZoruoanneuua dauucyuquxcadetilaneii;

. pasauutuett,uewodoa paccuEtua wpu6ono2u\ecrcux mpaxwepuctuux ;

. paaautuueil cr,a3oK dta cuaearcauua dewaneii deuTawenert.Ilpuuenaeuare uafilepua.nu aanapfilca aecbita wuporcort u aattcuoti dna trtpu6oaoluu dauialueneil o6nactiluto.Hapady co cilpeilneHtlniut yrtyqweuua xapaxwepuctuuxtt yxe ucilonwyeuu* .uatTtepuaroe pa36u6ap[Itcn ueuedpanfrcn Hoaae. Oco6euno wa6ntodarctilca weudeu4uu uaduQu4upoeauua ltoeepxuocluefi ucutlEtyenatxwpeuue u u3HautuaaHue,u ltpuuanerurc pasuoio poda uorcpwwurt c 4enoxt fiouutcenua cun lupeuua u ux uoc-aedcrueuitIlodcudilt otueeEtctuaeunaa defranert u cuctTeu dauia[ilenn (tlodutuurtuxoe cKonbJreHun, uat-uyttuouopuneaofiIpyuua4 cuctue,uar pacupedeneuua euecfre co arclAeuofi ctnarcu) colnaon ilteopuu lttdpoduuauu.recKolo uetactrtoiudpoduuaturyecrcozo ctaearcauua, o6ectte.tulaelu 6onee acuoe oiipedeneHue ux xaparc[ilepucwurc u ou-thuuueaqurc ua ilepeo'v etfraue KoHcilyuposauua deuZafrenert.Paeeu[Eue upouaaodcEtea ta[ttepuutx tncen wpe6ypm ]Hofurc (tarctilopot, ow KoucupyKEtuauarv ueueuenuil adewaiilea!,upodonceuun cporca cnyx6at tncnau yrte,lurctiltt e1o pacxoda, do frotttoreuunrupeHun e coupatceuu-ax oau?aluerlfl.Ilputwnaetorc peurcHufl cuoco6cwaooanu upu6nuttceHyn cospetrct*oa daulatueaed rc sadannuw wpe6oaauun"u.uo pacxooy SHep?uu, lloHu)EeHun otuHoweHufl nlaccailourtocwb, rllaTbueu LuoKcutrHocwu eu)cnouHb& ?a3o6 ufioeuwenuoti uadibcnoctutt uptt owuocuweauuo ue1onutuux eawpaiuax ux o6cayucueauua.

'da 2 t t o r acete onnovttt; ; . : 1 , , , \ l ' , , : . . , : : : : : . i : . , , : a . ,

fl, fl',,,',',';,' Q A S Opi,I S

z& 1995. godinu

t26 Tibologija u indrctriji, god. XVI, br.4,1994

UDK 621.91.003.12

v. N. ulrYSHEV, V. A. GODLEVSKI

Neki rezultati uoblasti tribologijerezanja i tehnologijepodmazivanjaPrevod sa englakog: Mr M. Popovi6, dipl. ing.

Gnqa istraiivata je poCela sa radom na ovim problemimana novo-otvorenom Univerzitetu lvanovo imajuiiveC zna-iajno isktrstvo i nauine rezultate. Predmet istraiivanja kojaw obavljena na Katedrizafiziku [vrctogstanja(sada sezoveOdeljenje Tbhnitke Fizike) su procesi obrade metala kaji sedeiavaju u aktivnim tehnoloikim sredinama. U iirokojoblasti tiboloikih problema, procesi rezanja, habanja ipodmazivanja u tehnoloikim sistemima obrade melalazatuimaju posebno mesto zbog njihovih viiih energetskihnivoa, specijalnih kombinacija rnaleijala u konlaktu ispecifiinih zalrteva za (njihove) finalne rezultate.

r. KRATKA ISTORIJA PROBLEMA

Unapredenje proizvodnje rnaiina je okarakterisano raz-vojem nove opreme koja funkcioni5e pri visokim tempe-raturnim uslovima, u agresivnim sredinama, u vakumu idrugim specijalnim uslovima. Pojavila se potreba zaobradom delova od novih super jakih, toplotno-otpor-nih, koroziono i eroziono otpornih, nemagnetskih, vatro-stalnih i drugih materijala sa posebnim karakteristikama.U industriji proizvodnje instrumenata, koriffenje distihmetala razliditih wsta i legura za specijalne primenetakode se mnogostruko uveiava kao i obim obradivanjanemetala: poluprovodnika, ne-provodnika, polimera,kompozitnih materijala i.t.d.

Pronadeno je mnogo novih materijala koji imaju mnogoniZu obradivost nego konvencionalni delici imajuii u istoweme sasvim slidne mehanidke karakteristike. To znadida je veoma vaZna uloga hemijske prirode ovih materija-la za njihovu obradivost kao i za medusobnu interakcijunjihovih pow5ina i interakciju sa sredinom.

h of . d r V. N. L a ty s h ev, Dri aw i ut r iv e nit e t I v a no vo, Rus ij atr/. A. Goldletski" Driavni wivenitet lvanot,o,Rusija

Tibologija u indwtiji, god. XVI, br.4,1994

Tt--lll

-?

z

,!EFa

r[]n

Sada moZe izgledati da je bilo jednostavnije predloZitiprimenu hemijski aktivnih sredina u obradi metala re-zanjem kao regulatora ili dak upravljada kontaktnih pro-cesa u zonama kontakta materijala-alata-sredine.(Sl. 1).

Razumevanje ovog procesa podinje u tradicionalnoj tri-bologiji gde su oksidacioni procesi i dejstvo aktivnihaditiva iz maziva na frikcione parove razliditih ma5ina biliistraZivani posle Sezdeseetih. U tom smislu nova discipli-na u vezi fluida za obradu rezanjem (sredstva za hladenjei podmazivanje) nastala je kao produZetak op5teg tribo-lo5kog pristupa. Medutim, uprkos vidljivoj slidnosti isuStinskoj povezanosti ove dve discipline, njihova "ciljnafunkcija" formulisana je na razlidite nadine. Dok je ciljtradicionalne tribologije bio spredavanje habanja obakontaktna tela (ako je moguie), zavremeprocesa obradeje potrebno zaitititi od oSteienja samo jedan deo frikcio-nog para (alat) i favorizovati na sve nadine o5teienjedrugog dela (radni komad).

Bio je to pedod (do sredine sedamdesetih) obeleZenjasnom tendencijom u ovoj oblasti za efektivno povezi-vanje fenomena adsorbcione redukcije snage (Rehbin-der -ov e feka t ) sa paramet r ima obrade- To jeprouzrokovalo velike serije eksperimenata sa primenompow5inski-aktivnih materija (rastvori povr5inski-aktiv-nih koloidnih substanci i rastopine lako topljivih metala)u obradi. PaZljivija ispitivanja pokazuju da je oblast prak-tidne primene Rehbinder-ovog efekta ogranidena takvimtehnoloSkim metodarna koje su povezane sa odsecanjemprilidno tankih slojeva od radnih komada, sa dispergo-vanjem skinutog materijala t.j. sa formiranjem velikespecifidne pow5ine obradenih proizvoda.

Jedan od pravaca koji mnogo obe6ava bio je primenapulverizovanih maziva. Ovo daje znatan efekat zahvalju-juii ogranidenoj potroinji fluida, minimiziranom haba-

727

Usloviobrade

ilil1ilt

SI.l Tri plawn dela procesa obradeTree mailt pans of mbchining process

Tpu ocuoeur,rx swaua upo4ecca o6pa6owxu

nju alata i maloj hrapavosti obradene povr5ine. Otkrive-no je u ovom sludaju da osim termo-fizidkih procesa nazonu rezanja utidu i neki elektro-procesi kada razvijenamedufama granica mikro-dispergovane kapljice dobijaelektridni naboj. NaZalost, ova obeiana ispitivanjabila suzaustavljena neko vreme zbog Stetnog dejstva vodeno-ul-jne magle na pluia ljudi. Samo nekoliko godina kasnije,kada su ma5ine-alatke sa za5tidenom zonom rezanja bileuvedene u industriju, pojavila se mogu6nost za oslo-badanje potencijala za uvodenje metode pulverizovanihmaziva. Ali, opitiji pristup vezan sa proudavanjem hemij-skog aspekta dejstva maziva za vreme obrade rezanjemu razliditim sredinama. vi5e obeiava.

2. ISPITTVANJE HEMIJSKIHKARAKTERISTIKAPODMAZUJUEEG FILMA

Ideja o kori5ienju hemijski aktivnih substanci (EP aditi-vi) kao sastojaka maziva ponikla je u klasidnojtribologiji.Logidan plut za podetak ispitivanja na tu temu bilo jepro udavanj e naj rasprostranj enije hemij ski aktivne sub-stance - kiseonika. Eksperimenti su pokazali njegovuvaZnu ulogu u procesima habanja: pronadeno je, napri-mer, da se trenje u vakumu odviia na najteZi nadin, saraskidanjem i zavarivanjem povrlina istovremeno. Ovapitanja privukla su paZnju grupe istraZivada u Ivanow.

Na ispitivanje oksidacionih procesa i oksidanata u obradimetala rezanjem, uticalo je otkriie vi5ih koncentracijavodonik peroksida u vodi za vreme rezanja metala(Gruenberg-ov efekat). Bilo je jasno da se za vremeprocesa rezanja delava ponovna raspodela kiseonika uvodi, ukljudujuii rastvoreni kiseonik, jedan je hemijskivezan sa sredinom a jedan sa formiranim povrSinskirnfilmovima. Termodinamidki uslovi ovih reakcija neizbe-Zno su specifiini zbog katalitidkog dejstua novostvorenihmetalnih povr5ina. Intezivne smetnje u ovim procesima,na primer, izanane posredstvom unoSenja u SHP nekihjakih oksidanata, koriste se za ispitivanje efikasnosti in-stnrnlenata u cilju razja5njavanja unutra5njh mehaniza-

128

ma stvaranja odvojenih filmova za wemeobrade metala rezanjem.

Medutim, pokuiaji da se re5i problemefektivnog oksidirajuieg maziva "od-mah", posredstvom dodavanja aktivnihoksidanata u sredinu, nisu uspeli. To jedonelo neke nepoieljne efekte: zajednosa oksidovanjem frikcionih povr5ina,takode su oksidovane i neke komponen-te fl uida (uglavnom organska jedinjenja)a osim toga, delovi opreme bili su napad-nut i korozi jom. Jedno od uspednihrelenja koje je ova grupa istraZivada po-nudila, bila je primena suspenzija od ne-

kih specijalno sintetizovanih dvrstih peroksida koji sustabilizovani sa povr3inski aktivnim supstancama, Takaviperoksidi imaju relativno visoku toplotnu otpornost i onisu sposobni da otpu5taju kiseonik samo unutar kontakt-ne zone pod visokim temperaturnim uslovima.

Napravljeni su poku5aji za ostvarenje ne5to "blaieg" ok-sidacionog dejstva sredine dodavanjem ozona u nju, Kaojak oksidant, ozon stvoren u ozonizatoru pod uticajemultra-violetne svetlosti, iskoriSien je za ozoniranje vazdu-ha koji je propulten kroz mlaz tekuie vode. Thkva teh-nologija dopuSta da se poveiaju ne samo antihabaju6ekarakteristike maziva vei takode i otpornost SHP-a nabiolo5ka dejstva nastala usled antiseptidkih osobina ozona.

Ostvarivanje vaZne uloge fizidkih i hernijskih karakteri-stika za vreme obrade u aktivnoj sredini, ukazalo je napotrebu za primenom specijalnih metocla ispitivanja, po-sebno, diferencijalne termo-analize, eiektronske para-magnetne rezonantne spektroskopije, elektro-hemijskemetode i drugih eksperimentalnih metoda. Uprkos veli-koj kolidini informacija dobijenih od gore spomenutihmetoda, karakter njihovog modela nije dopustio da segovori o rezultatima direktnih ispitivanja pasiviziranogfilma koji se pojavljuie pri rezanju. Bio je potreban pri-lidan napor za proudavanje ovih filmova na pravi nadin.Metode foto-elektridne polarizacrje (FEP) i .., spektro-skopije bile su kori5iene u tom cilju. Rezultat ovog ek-sper imenta lnog c ik lusa b i la je d in jen ica da suantifrikcione i anti-habaju6e karakteristike oksida pod-rnazujuiih filmova direktno povezane sa stehiometrijompovr5inskih oksida. Izmena od stehiometrijskog stanjaprema jednoj strani il i joS jednoj promeni tipa provodlji-vosti pow5inskog oksida (tip "n" il i tip "p"). FEP metodadaje povoljnu priliku za izbor kori5ienjem "utvrdenogpravila valence" a uzimajuii u obzir poluprovodnike istvarajuii uslove za oksidaciju koji bi mogli da obezbedeoptimalnu stehiometriju oksida prema triboloikim zah-tevima. Thko je realizacija ovih ideja dovela do konstruk-cije nove "glavne" Seme oksiclacionog de.istva maziva(sl. 2).

fribologija u indrctiji, god. XVI, br.4,1991

3. REGULISANA STRUKTURAFORMIRANIH PODMAZUJUEIHSLOJEVA

Razliditost uslova obrade metala je vrlo Siroka. Postojiveliki broj kombinacija pritisaka, temperatura, radnihmaterijala i mediuma. Ovovodi do zakljudka dapouzda-ni uslovi nisu samo hemijski ve6 da granidno podmazi-vanje takode moie odrediti tok tehnoloikog procesa iuticati na njegov rezultat. Na primer, bilo je poznato darastvori koloidnih powiinski aktivnih substanci mogu dapokaiu podmazujudi efekat ne samo zahvaljuju6i reali-zaciji Rehbinder-ovog efekta ve6 takode zahvaljujuii for-mi ran ju u reden ih adsorbc ion ih mono-s lo jevaLangmuir-ovog tipa. Prema proudavanju delimidno re-gulisanog faznog sistema (fluid-kristal), takav sloj semoZe nazvati mezo-morfni t j. onaj koji ima neko srednjemesto izmedu &rstog stanja i fluida. Ovi slojevi u aktiv-noj su interakciji sa tribolo5kim strukturama i tako znat-no utidu na karakteristike trenja i habanja. Idejaje doSlau toku ispitivanja posredstvom primene razliditih mediumakoji sadrZe povrlinski aktivne komponente: od nisko-koncentrovanih rastvora za drobljenje do visoko-kon-centrovanih mazivih masti za provladenje i urezivanjenavoja. Neki interesantni rezultatipostignuti su zavremeprimene rastvora povriinski-aktivnih supstanci (takodemultikomponentni) na operacije brijanja poluprovidni-

dkih ploda od silikona i galijum arsenida. Bilo je otkrive-no da zajedno sa uticajem granidnog podmazivanja uovom sludaju Rehbinder-ov efekt adsorpcione plastifikaci-je ostvaruje znatan uticaj na izvodenje procesa obrade injegove rezultate. Energija rezanjaje redukovana a du-bina o5teiene zone na plodama je dvaput smanjena.Rezultati primene visoko-koncentrovanih slanih rastvo-ra u operacijama rezanja molibdena, niobijuma i tantalamogu biti objainjeni sa aspekta strukture podmazujuiihslojeva. Dalje ispitivanje mezo-faze podmazujuiih sloje-va postavlja pitanje za pokulaj primene aditiva odredenestrukture novog "discotiC' tipa. Ove supstance koje imajujezgro u obliku diska, u njihovom "okviru" ne formirajuadsorpcione zajednidke slojeve tipa "ograda od drvenihkolaca" ili strukture tipa "kovani stub", verovatno sa ni-skom otporno56u za dalji zaokret pravaca srednje po-vr5ine. Bilo je predloieno kori5ienje aditiva te vrste umineralnim uljima kao triboaktivnih aditiva za SHP kojise meiaju sa vodom.

Logidni nastavak gore opisanog ciklusa ispitivanja bio jerad na formiranju strukturnih anti-frikcionih slojeva di-fuzionog tipa na povr5ini alata. Do5lo se do saznanja dajod uneSen u atmosferu za vreme hemijskih procesa,omoguiava formiranje anizotropnih filmova sa lisnatomstrukturom koji imaju jake anti-frikcione karakteristike.

Karakteristika obrade Metafi u zoni rezanja

Oks idn i s l o j

. / l,/ FORMIRANJE USLOVA OBRAD

, / tP1,T1 ,PH1 ,c1 P2,T2,PII2,c2

ELEKTRIENE KARAKTE RISTIKEtI

n-semikonduktor

fr.tStohiometri6ka

strukturaofrE = '

p-semikonduktor

-ft"ME HAN ICKE KA}1AK'| E RISTIKE

I

Rast adhezije Rastdvrsto6e i krtosti Rast plasti6nosti

Pj ,T j ,PHj ,c j

Sl.2 lvlelunizant dejstva podnna$ttih oksidnih Jilnrovalv[echanisnrbf oidc filn:s libricating actioir

M etanus"tt defi ctuaun c;tiso, u rt,rt o *cubt, ort u,t dt tox

Tibologija u industiji, god. XVI, br.4,1994 129

4. NOVI PRINCIPI: SHP SAKONTROLISANOM AKTTUYOSCU

Pri analizi uslova primene SHP-a na odredenoj tehnolo5-koj opremi, neko moZe obratiti paZnju na vaZnu okolnostda se svakog momenta samo mali deo ukupne zapreminesredstva za hladenje koje se stavlja u malinu-alatku unosiu radnu zonu. Samo nekoliko kvadratnih milimetarakontaktne zone je usmereno na zonu rezanja dok jeuobidajen kapacitet rezeryoara ma3ine-alatke oko neko-liko stotina litara. Odnos izmedu "aktivne" i "pasivne"zapremine moZe biti ocenjen aproksimativnim razlom-kom 1:1 000 000. Nije te5ko videti da potpuno dijame-tralno razl idi t i eksploatacioni zahtevi t raZe ovezapremine. Fluid moZe biti korozivan i biolo5ki neakti-van u rezervoaru ma5ine dok u zoni rezanja moZe biti datmaksimum aktivnih parametara za efikasno stvaranjepodmazujudih filmova. U stvari aktivnost ie biti posebnasamo za vreme kratkih perioda i samo u lokalnim zona-ma gde se delava trenje, deformacija i stvaranje novihpovr5ina. Ovo nam dozvoljava da formuliSemo SHP pre-ma principima kontrolisane aktivnosti koji vode ka opti-malnoj primeni hemijske aktivnosti SHP-a tako 5to ie u"pasivnoj" zoni biti priguSena a u "aktivnoj" zoni - sasvimsuprotno - stimulisana. Ovi principi mogu biti ostvarenina razlidite nadine:

. primenom aditiva sa optimalnom temperaturnom ta-dkom hemijskog razaranja koja odgovara radnoj tem-peratun u zonl rezanJa;

. koristeii metode aktivacije SHP-a sa spolja5njim izvor-om energije ispred radne zone;

. ve5tadkim pasiviziranjem aditiva u neaktivnoj zoni pos-redstvom ukljudivanja u sastav koordinacionih sup-stanci ili njihovim izolovanjem u disperznim koloidnimslstemlma.

Aktivacija sa spoljainjim izvorom energije moZe biti sa-svirn raznovrsna po oblicima i metodama pobudivanjaaktivacione energije alipo naiem miSljenju bolji rezultatise postiZu elektro-metodama. Aktivacija moie biti za-prerninska ili povr5inska. Poslednja metoda je sigurnoekonomidnija i efikasnija. Pomo6u potencijala elektrodesmeitene sa spoljne strane postoji moguinost da se po-javi neposredno provodenje slobodne povr5inske energi-jc du'stih tela (i kao o5teienje) u zoni rezanja kako bi sestimulisala jedna ili druga hemijska reakcija u cilju regu-li sauj a u sme renog elektro -foretskog kretanj a koloidnihdestica.

Sa druge strane, za obezbedenje privremene izolacijeaditiva u "pasivnoj" zoni ponudena je metoda unoSenjaaditiva u obliku mikro-kapsula u zonu rezanja. Kapsulekoje sadrZe tribo-aktivne aditive imaju prednik od samonekoliko mikrometara i obavijene su sa omotadem odorganske supstance. Primenom u zoni visoke temperatu-re, kapsule izbacuju svoj saclrZaj pravo na zagrejanupovrlinu.

1_10

5. SPOIJNI POGLED NA OBI.ASTTRIBOLOGIJE REZANJA ITEHNOLOGIJE SHP-a

Poznato je da su uslovi primene SHP-a u obradi nevero-vatno promenljivi. Ne manje promenljivi su i sastav iosobine za sada poznatih tipova SHP-a. Tipidan tehno-Io5ki zadatakpri ovim uslovima je optimalni izbor tehno-loike sredine za neku konkretnu tehnologiju. U stvari,ovaj problem se moZe reliti na dva nadina.

Prvi nadin: izbor najboljeg iz kolekcije raspoloZivih jedi-njenja (dobar i lo5, a moZda samo loi). Drugi nadin sesastoji od paZljivog ispitivanja fundamentalnih fizidkih ihemijskih procesa koji se de5avaju u zoni rezanja saudeSiem svake komponente ispitivane sredine i na tojosnovi odrediti optimalni sastav maziva. Ova dva nadinaegzistiraju pa je vaino da sa jedne strane ispitivanja a sadruge strane praksa daju univerzalnije i pouzdane algo-ritme za izbor i stvaranje novih SHP-a prema stalnojpojavi novih tehnolo5kih uslova,

S tim u vezi, sledeii aspekti mogu ukazati na to, koja ie,po nalem miSljenju, biti vodeia ispitivanja u tribologijirezanja u najbliZoj buduinosti: a) primena SHP-a savodenim rastvorom kao osnovom umesto primene distihulja; b) poveianje relativne zapremine nemetalnih mate-rijala koji se obraduju iiztograzloga potreba stvaranjaspecijalnih SHP-a (uglavnom me5avine sa vodom) zaobezbedivanje boljih hladivih svojstava pri obradi mate-rijala sa niskom toplotnom provodljivoiSu; c) poveianjezahteva u odnosu na uticaj SHP-a na "tehnoloSku gene-tiku" obradenih povr5ina; d) poveianje "sukoba" izmeduproizvodnje SHP-a i odrZavanja (sanitarni i higijenskiservis) i zbog toga odvajanje od industrijskog kori5ienjamnogih tehnoloiki efikasnih aditiva (verovatno u potraziza alternativama, stimulisaie se interes za aktivacijomSIfP-a sa spoljnim izvorom energije); e) jaka paZnja kaekoloSkom aspektu dejstva SHP-a. Ovo ie podiii talasnovih otkriia u oblasti primene SHP-a. Pojedine mastiza"neposrednu primenu" vi5e obedavaju u ovoj oblasti uporedenju sa konvencionalnim fluidirna.

Kao Sto mi verujemo, sloZen, interdisciplinski karakterproblema SHP-a zahteva posebnu organizaciju ispitivan-ja u ovom pravcu. Uloga naudno-industrijske saradnje,veoma je vaZna na nivou rninistarstva, profesionalnihudruienja i na inernacionalnom planu.

LITERATURA

I l.)Eo6poa B. H., Arcouoaa O. 8., Jlaruututea B. I-1. Ltdp. : Arrrr{pltKrluounafl [port{trr{3trocrras ltpH-caAxa x cMa3ornrr , tM MacJraM, A. c . CCCP I {o11325420. MKI,I C 10 r,.

[ 2.1 t'o d,t e ac rc u il LJ.,4. ; I{ccre,ilouau nc Bo3Mox(nosrrlat(THRaquH cMa3orilto-oxJtDr(/(arofllrrx xl|AKocTcIiMeTo/ loM | loBcpxI |ocTlro[o fJ IcKTpHrrccKor.o

Tribologijo u indtutriji, god. XVI, br. 4,1991

3apf,xel|f,n 3orrrrr pe3eHnfl, [Hc. KaHA. T9XII. [ayK,Hsanoso,1982.

[3.] fodaeacrcud B. A., Eepeauna E. B.: 06 ncnolr:o-Barrrrn BoAubrx pacrnopoB Qra.noqraril i lotr BKaqecrBe rpx6oaxrnnHbx npHcaloK K TexIIoJIo-rfiqecxnM cpeAaM Anfl peseHl{c MeraroB, 14sB.AH CCCP, Cep. $us. 1991.,T.55, Ho 9,

l4.lfreaovrcun A. A:, Jfa[uuutee B. H., lodneacrcuil B.A., Xeneauoa K. H.: Oco6eunocr[ cM&3oqtloroqeftcrnun MrrxpoxalrcyirlrpoBeHltlrx tlptrcaAoK KCOX(, Teoper. u [peKT. ac[eKTbI Teoprln KoH-TaKTHbrx nsatruoqeticrnnfi npn pesalrrlll MeraJr-roB, t{e6oKcapu,1988.

[ 5.1 Knyuun M. H., Ilodloprcoa B. B.: K Bonpocy onpHqHrrax rroBbrnreurrofi e$Qexrunnocru lefi-crBns pacllblneHtrbrx cMa3oqI|o-oxntxA&rou{uxxn4xocreft nprr pe3anuu MeraJrJroa, BonpocrrTeopu[ TpeHrIff , o6pa 6arrtnaeMocrl{ Mera JIJIoB,tle6oxcaplr ,1972.

16.lKoporuxoa B. 8., Jlafrwwea B. H., AnerccandpoeA. n., Heecrcan C. E.'. Oqemxa eQQexuBrrocrnGM&3OqH|'-OXI&X(AAIOUIfX TeXIIOJIOII|qeCKnX CpeA

rro cretletlrr auopQueaqxr Qopnnpymu{Hxcfl ttaI IOBepXTIOCTSX KOTTTaKTA rrp l | p€3AHHIf BTO-prqnbtx c"rpyKryp, Tpeuue rI n3rroc, 1986, T. 7, Ho2,

[7.] J laanrc IO. H.: Brucartre noBepxnocrro.eK-THBITSNKcM&3oqtro-oxnax(Aaloqfix T€xtloJrofHqccKHx cpcAHe Mexarruqecxyro o6pa6orxy KpeMnlrq lr apc'eHH-

Aa rarJurr, [,lrc. xaug. xIrM. rrayK, Hsanoso, 1990.

[ 8.]Jlatuotutea B. H.: flosrrrueule a$Qexruurrocrrlcox, M.,1985.

[9.lJlaEiaruea B. H., Kapadanoa P. H,: B.nnrnne pa-cTnopenuofo Kf,clropoAa lr& [3IIoc n ctofixocrrpe3qoB rlprr Toqeulrrr craJrH, Bonp. TeXHIIKH I{ Tex-HoJrofilr, HsaHoso, 1973.

[l0.lMaprcoa B. B.t Hccreqonarre BrHcnHr repe-xxcrrsrx coeguneuxfi u nonepxxocrrro-axTrrnltbrxBerrlecrB ue aQQexrunnocru geft crBur cMr3oqno-oxJraxAr roq l rx x rAxocre f i npn pe3a i lHHltepxaB€roqnx craleii, [uc. xaug. TexH. HayK,I4nanouo, 1981.

lll.lHayrtoa A. f., Jlatuautb+ B. H., lodneacrcuii B. A.u dp.: Tenroroe cocroflHue 6ucrpopexyuleroHI lCTpyMel r ra , I IoABcpr l ryTofo x I lMHKo.Tcp-urqecxofi o6pa6orxe, Becru. Maumlrocrpoenrrr,1992.,Ho 4,

[2.] tlonpxuocrurre sBJrerr[fl B Anctt€pcnbDK c[creM&x,Ourxxo-xnulqecKafl MexarrnKa, Vs6p. rp. M.,1919.

[13.] Paennue rrayKr o pe3arrur M€raJIJroB, IIog peg.H. FL 3opeaa,M.,L967.

[1 4.1 T a p ap o e A. l. : ff Os nrurenue o 6pa6arrnfl eMocrr{pe3aHHcM )I(apollpoqHr,rx MaTepr{anoB rryTeMrtpuMeuerrrc COX c oIITHMtnbIrLIMI.r oxlrcn greJr-rnbrMx caolicrnalrH, ,[uc. xauq. rexrr. rrayx, I4aa-nono,1990.

p,5.1Latyszev lV. N., Godlewski lI/.1.r Rozwoj i perspek-tywy zastosowan wspolczesnych chlodziw ly proce-sach szlifowania, XII Naukowa szkola obrabkisciernej, Bulletin informaryjny, Cz. 1, Warzawa -Wilga, 17-2lwrzesnia 1990., Warzawa, 1990.

Some Results of The Work in The Sphereof Cutting Tribolog and Lubrication Technologr

A.group ,of researchers startedworking on these problerns in the newly opened State Uit,ersity lvanovo havingalreqdylqd-a-corxiderable,expeience and scientific results acatmulated. The oSjects of invistigatiorc carrie/Iorrt in Solid State Physics Department (now it is called Technical Physics Departrneni) nre mital machiningprocesses tnkfiry place in active technological mediums [B].

In the large sphgre of.t,ribological problems the processes of cutting wear and lubication in technologicalsystems of metal machinilry hat,e a special place because oi their h{gher energt leveb, a special combinitiortof contactirtg rnateinls and specific requirements to their final results.

Hexoropbre pesyJrbrarbr B odracTn Tpu6oJrornnpe3AHIIflM II Te&IOJIOIIIH CMa3LIBaIIIIfl

IIa neduano oruxpaiion Yrurcepcurueltte kleauoao lpyttlta uccitedoaa[ueneti, o6aadatot4afl p{e otlpeden€uttt t,rtttccttedoaulQenacku.u oilt,r{uo.u ti uay.sr1,11tt peal,s,a4aillanu, Jauflnacu rrrcnudoon,rruu,n , i uprruedeiua tny,ttrr,t.to6nacwstx.(a Ka(rcdp9 t1o- Quaurce we4pdaa ruen (a uacwotwpe epei& - Oruden T'exru*rccxoti (nduxu) uccttedoaanuiipo\eccu-o6pa6otuxu .uettannoa, ilpottcxodn4ue a axtiualu,tx tttextotrolu,teaat.v cpedax- Cpedu.urtolo\tucJteil-ttt'tt' iupu6onoluqecn$ fipoinex upotpccur peJattun, u3,nuurcattun il Ctkt3uaat.ufl b wcntotto?tt'tcLKrrx cttcutc,rlo6paSowxu aauuxatollt oco6oe tecwo acnedctttaue 6onee autcaxux iltepletutt.tcclux ypo6tLefi, ocodt u co,rc[Ea-trttri ualttepuana o toutuaxwe u ctte4u{lu,teaot.v lApeSooattuti uo u.r oxou,mtuenutu,ru'Iesy-nuLtattto,u.

Tribologija u indwtiji, god. XVI, br.4,1994 131