1 DEFINICE ZÁLKADNÍCH POJMŮ

OBSAH OBSAH OBSAH 11 ÚVOD 12 Cíl práce 12 1 DEFINICE ZÁLKADNÍCH POJMŮ 13 1.1 Základní typy únavového poškození 13 1.1.1 Micro a Macropitting 13 1.1.2 Spalling 14 1.1.3 Galling, Scuffing, Scoring 14 2 PŘEHLED A ROZBOR EXISTUJÍCÍ LITERATURY 16 2.1 Experimentální zařízení se zatíženými disky 16 2.1.1 Micro Pitting Rig (MPR) 17 2.1.2 R-Mat2 tester 18 2.2 Experimentální zařízení kuličkovým systémem 19 2.2.1 Zařízení typu kulička-tyč (ball on rod) SERC (Stationary Element Rolling Contact) 19 2.2.2 Zařízení pro testování kontaktní odolnosti proti prolámání materiálů 20 2.2.3 POD Tester (Pin - on - Disk Tester) 20 2.2.4 Zkušební zařízení Axmat 21 2.2.5 RCT 4 Ball (Rolling Contact Tester) 22 3 ANALÝZA A ZHODNOCENÍ ZÍSKANÝCH POZNATKŮ 23 4 VYMEZENÍ TRENDŮ BUDOUCÍHO VÝVOJE 24 ZÁVĚR 25 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ 26 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ 28 SEZNAM OBRÁZKŮ A GRAFŮ 29 11

ÚVOD ÚVOD Únava materiálu je nejčastější příčinou poškození cyklicky namáhaných strojních součástí. Tento mezní stav, je většinou brán jako konec jejich životnosti. Jedná se o poškození, která znehodnocují materiál a často vedou až k zapříčinění různých typů havárií. Za zmínku stojí vzpomenout na havárii německého rychlovlaku Inter Express City Express 884, nebo havárie mostu Tacoma Narrows Bridge. V minulých letech se tento problém vyskytoval zejména u parních strojů. V dnešní době, se ale vlivem rozvinutí průmyslu ať dopravního, strojírenského, stavebního aj., potkáváme z častějšími příčinami únavového poškození. Na úkor zabránění havárií a zvýšení bezpečnosti součástí vznikla věda, která zkoumá a zabývá se vznikem únavy materiálu. Za pomocí experimentálních zařízení se zjistilo, že studium příčin únavových poškození zahrnuje celou řadu vědních oborů, od metalurgie (většina strojírenských součástí je z kovových materiálů), přes lomovou mechaniku (věda zabývající se iniciací a šířením trhlin v materiálu), až po tribologii (věda zabývající se třením, opotřebením a mazáním součástí) [1]. Specifickým typem únavy materiálu je jev nazývaný kontaktní únava. Nejčastěji se vyskytuje ve valivých ložiscích, ve styku zubů ozubených kol a v místech styku vačky se zdvihátkem. Velký vliv na životnost těchto strojních součástí má jejich topografie povrchu. Projevy kontaktní únavy mohou výrazně snížit životnost takovýchto povrchů. Proto se v současné době oblast studia zabývá vlivem topografie třecích povrchů na procesy porušení kontaktní únavou. Za tímto účelem je však také nutné vyvinout příslušná experimentální zařízení, která napomohou ke studiu toho problému. Obr. 1 Havárie vzniklé vlivem únavového poškození [1] Cíl práce Cílem bakalářské práce je podat přehled současného stavu poznání v oblasti soudobých experimentálních zařízení, používaných v oblasti testů kontaktní únavy s jejich vzájemným porovnáním, doplněný vymezením trendů budoucího vývoje. 12

Definice základních pojmů 1 DEFINICE ZÁLKADNÍCH POJMŮ 1 Únavové opotřebení, nazývané kontaktní únava, vzniká u funkčních povrchů, které jsou vystaveny opakovanému tlakovému namáhání při valivém pohybu funkčního povrchu strojní součásti. V povrchových vrstvách tímto způsobem namáhaného materiálu dochází k proměnlivým elastickým nebo elasto-plastickým deformacím, které mohou v závislosti na hodnotě působícího smykového napětí vyvolat lokalizovanou vysokocyklovou nebo nízkocyklovou únavu. Velmi častým projevem únavového opotřebení strojních součástí je tvorba povrchových důlků (pittingů), které jsou důsledkem vzniku podpovrchových mikrotrhlin, jejich šíření a vytrhávání částic materiálu z funkčního povrchu. U strojních částí opatřených zpevňujícím nebo korozivzdorným povlakem mohou smyková napětí v podpovrchových vrstvách při kontaktní únavě způsobit poškození povlaku a tím i ztrátu funkce strojní části.[2]. 1.1 Základní typy únavového poškození 1.1.1 Micro a Macropitting 1.1 1.1.1 Micropiting a Macropitting jsou mechanismy poškození, které mohou vést až k poškození únavovým lomem. Tyto poruchy se vyskytují u strojních prvků, které jsou cyklicky namáhány, zejména ložiska, ozubená kola, vačky a rotující součásti. Micropitting je jev únavového poškození, který se projevuje přítomností mikroskopických důlků na povrchu materiálu v kontaktu. Ty jsou produkovány v důsledku opakovaného cyklického namáhání kontaktu a vznikají plastickou deformací povrchových nerovností. Důlky mají obvykle velikost menší než 100 mikronů. Macropitting je jev únavového poškození, způsobující tvorbu velkých důlků na povrchu materiálu v kontaktu. Ty vznikají v důsledku šíření podpovrchových trhlin, které vede až k odlupování větších částí materiálu z povrchu. Macropitting se více vyskytuje ve vysoce zatížených kontaktech než micropitting [3-6]. Obr. 2 Micro a Macro pitting [3] 13

Definice základních pojmů 1.1.2 Spalling Opotřebení tělesa v důsledku Spallingu neboli vydrolování vzniká u opakovaného styku těles, při kterém na kontaktní ploše působí podstatné stykové tlaky, přičemž iniciace únavového porušení vzniklá v určité hloubce pod povrchem. Důsledkem je šíření podpovrchových trhlin s následným vytrháváním nebo vydrolování částic materiálu z funkčního povrchu, resp. k odlupování povrchové vrstvy. Tento stav nastává např. na nákolcích železničních kol, kolejnicích, bocích ozubených kol, valivých drahách a valivých prvcích ložisek apod. 1.1.3 Galling, Scuffing, Scoring Galling Jinými slovy zadírání neboli přenos materiálu z jednoho kovového povrchu na jiný. K tomuto porušení dochází plastickou deformací např. u tváření a jiných průmyslových aplikací. Tento proces může být přirovnáván k tzv. chladnému svařování, nebo ke svařování třením. Při odírání jednoho povrchu druhým vzniká teplo a vlivem tření dochází k párování jednotlivých nerovností povrchu (Obr. 2). Odírání by však nemělo být bráno jako přitažlivost mezi povrchy, ale jako jedna z příčin vzniku povrchových vad. Galling se nejčastěji vyskytuje na suchých a nerovných površích.[6]. Scuffing Obr. 3 Mikroskopický pohled na odíraný povrch [6] Odírání (Scuffing) je předstupněm zadírání (Galling). K odírání dochází v situaci, kdy se ochranná povrchová vrstva rozrušuje rychleji, než se tvoří. Dochází k bezprostřednímu styku povrchových nerovností, kdy povrchy jsou narušeny do hloubky (Obr. 3). Výsledné velikosti opotřebení se pohybuje řádově mezi 10-100 µm. Hlavním důvodem opotřebení je adheze povrchů a únava materiálů. Proces může vést až k zadření povrchů. Zabránit vzniku odírání a zadírání lze pomocí tzv. proti otěrových a proti záděrových přísad do maziva (většinou ve formě organických solí zinku a fosforu). [7] 14

Definice základních pojmů Scoring Obr. 4 Schéma poškození odíráním [7] Tento druh opotřebení je charakterizován oddělováním materiálu vlivem částic nesených proudem kapaliny, plynu nebo páry (Obr. 4). Scoring neboli rýhování se vyznačuje nerovnoměrným porušením povrchu, který je zvlněný a poškozený i v prohlubeninách. V okamžiku, kdy částice dopadne na povrch, je částice smýkána a přitlačována na povrch proudem jednotlivých medií. Intenzita opotřebení je závislá na faktorech jakož jsou relativní rychlost opotřebovávajících částic, teplota a chemické vlastnosti nosného média, druh, velikost a tvar částic a vlastnosti opotřebovávaného materiálu. Všechny uvedené vlivy působí současně, ovšem v různé míře a podle konkrétních provozních podmínek. U tohoto děje dochází v podstatě ke stejnému procesu jako u abrazivního a erozivního opotřebení. Vyskytuje se zejména u čerpadel na znečištěné kapaliny, ventilátorů, tryskačů, parních armatur, koncových stupňů parních turbín pracujících v oblasti mokré páry, plynových turbín aj. [8]. Obr. 5 Schéma vzniku rýhování [8] 15

Přehled a rozbor existující literatury z dané oblasti 2 PŘEHLED A ROZBOR EXISTUJÍCÍ LITERATURY V minulých letech bylo vytvořeno několik experimentálních zařízení, které testují kontaktní únavu za pomocí kuličkových systémů nebo systému se zatíženými disky, mezi nimiž je umístěn zkoumaný vzorek [15-18]. Hlavním cílem konstrukce těchto zařízení je co nejvíce se svým provozem přiblížit reálným provozním podmínkám v běžných aplikacích. Dalším cílem je omezit složitost stroje a testu. Dřívější zařízení pro RCF zkoušky byla v tomto směru omezená. V následujících kapitolách přiblížím nejvíce používané RCF přístroje. 2.1 Experimentální zařízení se zatíženými disky Zařízení tohoto typu jsou v odborné literatuře označována jako twin - disk test rig a patří mezi nejrozšířenější v oblasti studia kontaktní únavy. Umožňují realizaci různých typů kontaktů (liniový, bodový). Principem těchto zařízení je vzájemný kontakt dvou disků nebo kontakt zkušebního vzorku se dvěma disky (Obr. 6a,b), popřípadě jejich modifikace. Geometrie zátěžných disků je převážně identická, přičemž kontakt mezi nimi je vytvářen zatížením jednoho ze dvou kotoučů, zatímco druhý je poháněn. Výhody této metody spočívají v možnosti využití vysokých otáček (krátká doba testu) a aplikace vysokých zatížení (až 5GPa). Zařízení umožňují simulace různých provozních podmínek. Obr. 6 a) kontakt dvou disků b) kontakt vzorku s disky [1,9] Na obrázku 6b lze vidět zkušební vzorek umístěný mezi dvěma disky. Tento přístup rozšiřuje možnosti kontaktu samostatných disků a odstraňuje některé nedostatky. Kontakt je během jedné otáčky vzorku realizován dvakrát, tím klesá i doba testování. 16

Přehled a rozbor existující literatury z dané oblasti 2.1.1 Micro Pitting Rig (MPR) 2.1.1 MPR je počítačem řízené zařízení, které zajišťuje tří kontaktní zatížení vzorku pomocí ocelových disků (Obr. 7a). Experimentální zařízení lze pak vidět na obrázku 7b. Zkoušený vzorek je válcový a je umístěn mezi kontaktními disky. Toto uspořádání umožňuje zatížení vzorku velkým množstvím cyklů valivého kontaktu v krátkém časovém období. Tímto způsobem významně redukuje dobu testování. Při vstupní rychlosti otáčení 3.5m/s, projde testovaný vzorek přibližně jeden milión cyklů za hodinu. Obr. 7a) Zátěžné disky b) Micro pitting rig [10] Zatížení je aplikováno kruhovými kotouči k motorem poháněnému testovacímu tělesu. Zatěžovací trojice disků vyvolá přes rameno zatížení, které přístroj zaznamená. Zatížení působí na vzorek ve třech místech, po 120 (Obr. 8). To výrazně snižuje testovací čas. Přístroj je také vybaven piezoakcelerometrem, který měří chvění v kontaktu. Chvění se projeví, pokud na testovacím válci dojde k porušení macropitingem. Zvýšené vibrace jsou zachyceny kontrolním systémem a test je automaticky zastaven. Množství cyklů k porušení životnosti je zaznamenám a vyhodnocen. Obr. 8 MPR tester - princip měření[10] Zařízení umožňuje automatickou regulaci rychlosti, skluzového poměru, teploty a zatížení. Dva na sobě nezávislé servomotory dovolují regulovat otáčky disků a testovaného vzorku, zároveň je možné nastavit velikost skluzového poměru. Zařízení umožňuje provádět experimenty za různých provozních podmínek, například vliv složení maziva na micropitting, macropitting. Dále umožňuje testování projevů poškození v závislosti na velikosti zatížení. 17

Přehled a rozbor existující literatury z dané oblasti 2.1.2 R-Mat2 tester Zkušební zařízení R-Mat2 je dvoudiskový stroj, který je používán ke zkouškám únavy na Ústavu konstruování VUT v Brně (Obr. 9). R-mat2 tester se skládá ze dvou kotoučů o stejném poloměru, mezi kterými se odvaluje válcový vzorek. Disky, přes které je aplikováno zatížení na zkušební těleso, jsou nezávisle uloženy na jednotlivých hřídelích. Elektromotor, který je umístěn na rámu stroje pohání jeden z kotoučů. Druhý disk je poháněn přes kontakt na zkušebním tělese. Přítlačná síla obou disků je tvořena pomocí závaží, kladky a lankového převodu. Kontakt je dostatečně mazán tak, aby vznikly podmínky smíšeného mazání. Geometrie stykových ploch a kotoučů je volena tak, aby bylo dosaženo kruhové stykové plochy při výpočtu dle Hertze [1-4]. Obr. 9 Model experimentálního zařízení R-Mat2 [1] Vzorek je umístěn ve výkyvné vidlici, na které je upevněn piezoelektrický snímač vibrací. Ten při zaznamenání chvění na vzorku, automaticky zastaví zkušební stroj. Zkoumané vzorky jsou vyrobeny z oceli 14 109 se střední aritmetickou úchylkou profilu Ra 0,1 µm. Jejich průměr je 9,6 mm (Obr. 10) [2]. Obr. 10 R-Mat2 zkušební vzorek [2] 18

Přehled a rozbor existující literatury z dané oblasti 2.2 Experimentální zařízení kuličkovým systémem 2.2 Zařízení využívající k únavovým zkouškám kuličkový systém, jsou nejčastěji využitelná pro výrobce ložisek a ložiskových systémů. Odborná literatura je nazývá Ball on rod test rig. Tato zařízení umožňují zkoušky ve velkém rozsahu provozních otáček. Rozměry vzorků rovněž umožňují více testů na stejném kusu, což přináší větší reprodukovatelnost výsledků. Kontakt je zajištěn mezi valivými elementy (kuličky) a zkušebním tělesem (váleček, deska). Počet valivých elementů se pohybuje od 2 do 5. Zatížení je přenášeno kolmo ke zkušebnímu vzorku. Stejně jako u zkušebních zařízení s disky, i zde existuje řada variant experimentálních zařízení a jejich modifikací. Většinou záleží na konkrétních provozních podmínkách a oblasti stuida. 2.2.1 Zařízení typu kulička-tyč (ball on rod) SERC (Stationary Element Rolling Contact) 2.2.1 Zařízení toho typu umožňují testování valivého kontaktu při zkouškách kontaktní únavové životnosti. Tělesa přenášející valivý kontakt na zkoušený materiál jsou ve formě pevných ocelových kuliček. Kuličky jsou ve stálém spojení s testovacím tělesem a přenášejí cyklické kontaktní namáhání (Obr.11). Valivé elementy jsou kontrolovány snímači, které snímají jak vlivy ovlivňující studium kontaktní únavy tak únavu samotnou. Senzory můžou být také umístěny uvnitř elementu (kuličky). To dovolí senzoru přesně měřit kontaktní oblast, která je dostatečně mazána. Zatížení může být aplikováno hydraulickými válci, nebo jiným mechanickým způsobem. Systém může vykonávat jeden nebo více testů na jediném testovacím elementu. Zařízení je také konfigurováno pro snadný přístup k elementu testu [11]. Obr. 11 Zařízení typu kulička tyč SERC [1,16] 19

Přehled a rozbor existující literatury z dané oblasti 2.2.2 Zařízení pro testování kontaktní odolnosti proti prolámání materiálů Zařízení je určeno pro testování kontaktní únavy proti prolámání materiálu s možnými přerušeními. Při testování jsou elementy (kuličky) valeny po povrchu testovaného tělesa, pod jmenovitým zatížením. Přístroj zajišťuje bodový styk mezi zkoušeným povrchem a kuličkou. Testovaný objekt je pevně přichycen v upínací desce, která má sérii výčnělků pro vedení kuliček v jednotlivých drahách (Obr. 12). Obr. 12 Zařízení pro testování kontaktní odolnosti prolámání materiálů [1] 2.2.3 POD Tester (Pin - on - Disk Tester) Koncepčně je toto experimentální zařízení obdobné jako předchozí. Je navrženo tak, aby se elementy odvalovaly po zkušebním rovinném povrchu stejně jako u předešlého zkušebního zařízení. Valivými elementy jsou však v tomto případě válečky, které netvoří bodový kontakt mezi elementem a zkušebním tělesem, ale kontakt liniový. Valečky jsou umístěny v ocelovém upínači, který zajišťuje vzájemnou polohu válečku a zároveň jim umožňuje pohyb kolem osy rotace (Obr. 13). Válečky o průměru 5,5 mm a střední aritmetické úchylce profilu Ra 0.04 µm, jsou vzájemně rozmístěny po 120 a točí se po kruhové dráze rychlostí 0.012 1.2 m/s. Zatížení které je aplikováno na zkušební tělesa se pohybuje v rozmezí od 0 do 490 N (u větších testů až 0.78 GPa). Kontakt mezi valivými elementy a zkušebním tělesem je dostatečně mazán [11]. 20

Přehled a rozbor existující literatury z dané oblasti Obr. 13 POD Tester [11] Doposud jsem uváděl experimentální zařízení která obsahovala 1 až 3 valivé testovací elementy, ale s vývojem studia únavové životnosti jsou v dnešní době používány i testovací přístroje více kuličkové (popř. válečkové). Více kuličková experimentální zařízení mají výhody ve variabilitě testování [12]. Jako příklady více kuličkových zkušebních zařízení uvádím experimentální stroj Axmat a 4 Ball tester. 2.2.4 Zkušební zařízení Axmat 2.2.4 Jedná se o čtyřkuličkový zkušební stroj, který je podobně jako zařízení Rmat využíván na Ústavu konstruování VUT v Brně (Obr. 14). Je schopen testovat různé kombinace kroužků axiálních ložisek, kuliček i zkušebních kroužků. Zkušební uzel stroje je tvořen kroužkem axiálního ložiska, kuličkami a kroužkem zkoušeného materiálu. Valivé elementy (kuličky) o průměru 3,175 mm jsou povrchově upraveny. Zatížení je aplikováno pomocí páky. Kombinací závaží je možno dosáhnout kontaktního napětí 2000 60 000 MPa [13]. Výsledky je možné přepočítat podle matematického výpočtu na vlastní valivá ložiska. Testy na přístroji Axmat jsou v porovnání s přístrojem Rmat výrazně kratší. Tato metoda je využitelná zejména v oblasti sutina chování axiálních ložisek [14]. Obr. 14 Zkušební zařízení Axmat [13, 14] 21

Přehled a rozbor existující literatury z dané oblasti 2.2.5 RCT 4 Ball (Rolling Contact Tester) Tento čtyř kuličkový stroj byl vyvinut ve Velké Británii (Obr. 15). Zatížení je aplikováno přes horní kuličku, která svou geometrií simuluje vnější kroužek ložiska. Spodní miska naopak simuluje geometrii vnitřního kroužku ložiska. Valivé elementy a zároveň zkušební vzorky představují zbylé kuličky. Přes tyto kuličky o průměru 6,35 mm je přenášeno zatížení o velikosti 1,96 kn a rychlosti v = 1-5 m/s při teplotě 50 C. Vzorek ve formě misky je spolu s valivými elementy dostatečně mazán. Zařízení obsahuje snímač, který vlivem vibrací test zastaví. Příčinou nemusí být vady vzniklé na vzorku nýbrž na testovacím elementu (kuličky). V tomto případě se kulička vymění a test pokračuje dál [19]. Princip zkoumání je velice blízký podmínkám ve valivém ložisku s hlubokou drážkou. Navíc konfigurace misky umožňuje realizovat testy různých režimů mazání a různých typů kontaktů. Účinnost tohoto principu může být zvýšena použitím pěti kuliček. Takový princip je využívaný například v laboratořích NASA [20]. Obr. 15 Rolling contact 4-ball tester [1, 8] 22

ANALÝZA A ZHODNOCENÍ ZÍSKANÝCH POZNATKŮ 3 ANALÝZA A ZHODNOCENÍ ZÍSKANÝCH POZNATKŮ Cílem této práce bylo podat přehled experimentálních zařízení, které zkoumají strojní součásti na porušení vlivem kontaktní únavy (RCF). Tato zařízení pracují na různých způsobech přenesení zatížení jako je disk - disk nebo přes valivé elementy, kterými jsou většinou kuličky nebo válečky. RCF zkoušky probíhají za předem stanovených provozních podmínek na které je zařízení konstruováno. Změnou zkušebního prostředí lze přispět k ovlivnění životnosti materiálu. Práce podává přehled o charakteristických zařízeních s disky i s valivými elementy. Specifikem těchto zařízení je jejich užití při studiu projevů a odolnosti materiálů vůči kontaktní únavě. Nevýhodou těchto experimentálních zařízení může být jejich nekomplexnost a možnost jejich použití pouze v omezených případech. Každé z těchto zařízení je konstruováno za určitým účelem, tedy ke studiu pouze několika případů (např. bodový kontakt, liniový kontakt, atd.). Komplexnější experimentální stroje bývají často cenově náročné na pořízení i konstrukčně složité a není je tedy možno použít v elementárním studiu. Povrchy zkušebních vzorků často také bývají opatřovány různými texturami, které napomáhají k prodloužení únavové životnosti součástí. Tyto textury mohou fungovat jako zásobníky maziva a dodávat jej do kontaktu v kritických fázích provozu. Zároveň ale také navyšují tlak v kontaktní oblasti a mohou vést k únavovému poškození. Z toho důvodu je třeba studovat a experimentálně ověřovat vlastnosti třecích povrchů na kontaktní únavu. Jednou z hlavních podstat RCF zkoušek bývá často aplikovat prokluz třecích povrchů, který jsme schopni simulovat pomocí řady zkušebních zařízení. 23

VYMEZENÍ TRENDŮ BUDOUCÍHO VÝVOJE 4 VYMEZENÍ TRENDŮ BUDOUCÍHO VÝVOJE I když se věda zkoumáním kontaktní únavové životnosti zabývá už po 200 let, tak vzhledem k pokročilému vývoji všech odvětví průmyslu se zvyšují i nároky na jednotlivé produkty. To zahrnuje zdokonalování nejen ve výrobě, montáži, ale i v testování jednotlivých výrobků. Ve strojírenství se mezi nejčastější řadí i zkoušky životnosti neboli kontaktní únavy. Součásti jsou navrhovány z lepších a výkonnějších materiálů, které procházejí nespočetným testováním než přijde do úplného zapojení do provozu. Experimentální zařízení v oblasti zkoumání kontaktní únavové životnosti jsou v dnešní době navržena tak, že dokážou zkušebním vzorkům připravit předem stanovené provozní podmínky. Tyto podmínky se týkají zatížení, rychlosti, teploty a jiných požadovaných vlivů. Současná zařízení sice dokážou jednotlivá prostředí vyvodit, ale nejsou schopna tyto podmínky zahrnout do jediného testování. Proto často dochází ke zdlouhavým i když málo odlišným testům. Vývoj těchto zařízení testujících kontaktní únavu spěje k tomu, aby testy byly minimalizovány a dosahovaly stejných a lepších výsledků. Minimalizováním zkoušek se rozumí skloubit jednotlivé testy do komplexu, který dokáže simulovat jednotlivá prostředí, která ovlivňují životnost součástí. Zařízení, na kterých se provádějí testy kontaktní únavy existuje celá škála. Většinou ale vycházejí z podobných principů, jen s určitými modifikacemi. Práce proto shrnuje a srovnává několik charakteristických experimentálních zařízení, používaných v oblasti studia a popisu strojních součástí namáhaných kontaktní únavou. 24

ZÁVĚR ZÁVĚR Velká část vysoce zatěžovaných strojních součástí je vystavena podmínkám částečného EHD mazání, kde může dojít k poškození povrchu v důsledku kontaktní únavy. Z toho důvodu je důležité studovat nejen projevy tohoto poškozování, ale i zařízení, na kterých se tyto projevy experimentálně ověřují. Cíle bakalářské práce byly splněny. Práce podává přehled o soudobých experimentálních zařízeních využívaných v oblasti studia projevů kontaktní únavy. Vhodným navržením experimentálního stroje pak lze docílit podmínek a výsledků ekvivalentních k reálnému provozu. 25

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ [1] POPELKA, J. Vliv cílené modifikace topografie na únavové poškozování třecích povrchů. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2008.79 s. Vedoucí diplomové práce doc. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. [2] VUT v Brně, Ústav Konstruování, prezentace předmětu Konstruování strojů,přednáška 4, Tření, mazání a opotřebení Dostupný z WWW : <http://old.uk.fme.vutbr.cz/kestazeni/5ck/prednasky >. [3] ŠAMÁNEK, O. Vliv povrchových nerovností na funkci mazaných kontaktů strojních částí. Brno: Vysoké Učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2007. 68 s. Vedoucí diplomové práce doc. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. [4] ZHOU, R., S., CHENG, H., S., MURA, T., Micropitting in Rolling and Sliding Contact Under Mixed Lubrication, Journal of Tribology (Trans. ASME), 1989, vol. 111, no. 4, s. 605-613. [5] BERTHE, D., FLAMAND, L., FOUCHER, D., GODET, M., Micropitting in Hertzian Contacts, Journal of Lubrication Technolologies (Trans. ASME), 1980, vol. 102, no. 4, s. 478-489. [7] CARDIFF UNIVERSITY, Tribology and Contact Mechanics Research Group, online, dostupné z www: URL:<http://tribology.engineering.cf.ac.uk/researchprojects>. [8] MANOJ V., MANOHAR K., SHENOY,.GOPINAT K., Developmental studies On rolling contact fatigue test ring, Wear, 2008, vol. 264, s. 708-718. [9] UEDA, T., MITAMURA, N.: Mechanism of dent initiated flaking and bearing life enhancement technology under contaminated lubrication condition, Part I: Effect of tangential force on dent initiated flaking, Tribology International, 2008, vol. 41, s. 965-974. [10] PCS Instruments., MPR (micro piting ring),[online 2000] cit. [2008/04./20], Dostupné[online]:< http://www.pcs-instruments.com/mpr/mpr_home.shtml.>. [11] MANABU W., YUKIHIKO Y., SHUZO K., YOSHITERU Y., Effect of surface texturing on friction reduction between ceramic and steel materials under lubricated sliding contact, Wear, 2003, vol. 254, s. 356-363. [12] KANG J., HADFIELD M., Comparison of 4-ball and 5-ball rolling contact fatigue tests on lubricated Si3N4/steel contact, Department of Design and Systems Engineering, Brunel University, Runnymede Campus, Egham, Surrey, TW20 0JZ, UK [13] MAZAL P., HORT F., VLAŠIC F., CVRK K., Příspěvek k možnosti hodnocení stupni poškození ložisek metodou akustické emise. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 4.11.2008. Dostupné z www: <http://www.ndt.net/article/defektoskopie2008/papers/313.pdf>. [14] KEJDA, P. Výzkum faktorů ovlivňujících trvanlivost valivých kontaktů. Vysoké Učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2003. 28 s. ISBN 80-214-2503-2. Zkrácená verze online dostupná z www: <http://dl.uk.fme.vutbr.cz/zobraz_soubor.php?id=485>. 26

SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ [15] KALIN, MITJAN, VIZINTIN, JOSE, Apparatus for testing rolling contact Fatigue resistance of materials with possible interruptions,. Dostupné z www [online]: <http://www.patentgenius.com/patent/6427541.html.> [16] BACIQALUO, NELSON, Stationary element rolling contact fatigue tester cit[november 17, 1998 ], dostupné z [online] www: <http://www.patentgenius.com/patent/5837882.html> [17] KIHARA,DOUGA,JINJA aj.. Roll wear testing method and apparatus Therefor, July cit.[17, 1984],dostupné z [online] www: <http://www.patentgenius.com/patent/4459842.html> [18] MINTER, MARWIN J., Rolling contact fatigue test assembly, Dostupné [online]:<http://www.patentgenius.com/patent/4452065.html.>. [19] Automated & Manual 4 Ball EP & Wear Test Machine, dostupné z [online] www: < http://www.tribotesters.net/four_ball_wear_test_machine.htm>. [20] ZARETSKY, E.,V., PARKER, R.,J., ANDERSON, W.,J., NASA Five-Ball Fatigue Tester - Over 20 Years of Research, STP771 Rolling Contact Fatigue Testing of Bearing Steels, 1982, s.41, DOI: 10.1520/STP36131S, ISBN-EB: 978-0-8031-4836-9. 27

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ EHD [-] - elastohydrodynamické (mazání) Μ [-] - součinitel tření v [m s -1 ] - rychlost třecích povrchů MPR [-] - MicroPitingRig SERC [-] - Stationary Element Rokliny Contact POD [-] - Pin On Disk RCF [-] - valivá kontaktní únavová životnost RCT [-] - Rolling Contact Tester 28

SEZNAM OBRÁZKŮ A GRAFŮ SEZNAM OBRÁZKŮ A GRAFŮ Obr. 1 Havárie vzniklé vlivem únavového poškození [1] 12 Obr. 2 Micro a Macro pitting [3] 13 Obr. 3 Mikroskopický pohled na odíraný povrch [6] 14 Obr. 4 Schéma poškození odíráním [7] 15 Obr. 5 Schéma vzniku rýhování [8] 15 Obr. 6 a) kontakt dvou disků b) kontakt vzorku s disky [1,9] 16 Obr. 7a) Zátěžné disky b) Micro pitting rig [10] 17 Obr. 8 MPR tester - princip měření[10] 17 Obr. 9 Model experimentálního zařízení R-Mat2 [1] 18 Obr. 10 R-Mat2 zkušební vzorek [2] 18 Obr. 11 Zařízení typu kulička tyč SERC [1,16] 19 Obr. 12 Zařízení pro testování kontaktní odolnosti prolámání materiálů [1] 20 Obr. 13 POD Tester [11] 21 Obr. 14 Zkušební zařízení Axmat [13, 14] 21 Obr. 15 Rolling contact 4-ball tester [1, 8] 22 29