Laboratorium Płynów Eksploatacyjnych i Biotribologii
Miejsce: Pawilon B-3 niski parter lab. 03
Kontakt: Dr hab. inż. Anna M. Ryniewicz, prof. AGH
Dr inż. Tomasz Madej
Mgr inż. Łukasz Bojko
Mgr inż. Anna Pukaluk
Działalność naukowa:
Laboratorium płynów eksploatacyjnych i biotribologii specjalizuje się w badaniach tribologicznych materiałów i biomateriałów konstrukcyjnych oraz przemysłowych materiałów smarowych, a szczególnie dla motoryzacji. Pracownicy laboratorium realizują prace z zakresu:
-
Badania tribologiczne warstw otrzymywanych przez chemiczne osadzanie z fazy gazowej (Chemical Vapour Deposition CVD). W ramach pracy doktorskiej analizowano odporne na zużycie pokrycia w zastosowaniu do kontaktu ślizgowego głowy i panewki w endoprotezach stawu biodrowego.
-
Badania współczynnika tarcia i odporności na zużycie biomateriałów do kontaktu w konstrukcjach bioinżynierskich wykorzystywane w analizach materiałowych oraz w prowadzonych przez zespół analizach numerycznych metodą elementów skończonych. Badania te nakierowane są na dwa obszary: ortopedię i stomatologię.
-
Dla zastosowań ortopedycznych analizowano parametry tribologiczne: UHMWPE, 316L, Co28Cr6Mo, Ti6Al4V, Ti6Al7Nb oraz biomechanikę kontaktu ruchowego a także kontaktu w procesach osteointegracji.
-
Dla zastosowań stomatologicznych realizowane są badania wpływu technologii przyrostowej (SLM, DMLS) na właściwości mechaniczne biomateriałów przeznaczonych na konstrukcje dla protetyki i implantoprotetyki. Badane są również nowoczesne nanohybrydowe materiały kompozytowe stosowane do odbudowy zębów trzonowych i przedtrzonowych metodą bezpośrednią.
-
Badania odporności na zużycie warstw wierzchnich współpracujących w obecności olejów silnikowych, hydraulicznych, przekładniowych, olejów do zastosowań specjalnych (między innymi do smarowania rowerowych przekładni łańcuchowych) lub środków smarnych pobieranych w warunkach eksploatacji urządzenia a także w warunkach awarii. Realizowane są wg ASTM D2266-01 lub innych znormalizowanych procedur.
Działalność dydaktyczna:
Płyny eksploatacyjne:
WIMiR, II stopień kształcenia, zajęcia laboratoryjne
Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn
Specjalności : Eksploatacja i Technologia Maszyn i Pojazdów - studia stacjonarne
Płyny eksploatacyjne:
WIMiR, II stopień kształcenia, zajęcia laboratoryjne
Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn
Specjalności : Eksploatacja i Technologia Maszyn i Pojazdów - studia niestacjonarne
Badania biomateriałów i tkanek:
WEAIiIB, II stopień kształcenia
Kierunek: Inżynieria Biomedyczna
Specjalności : Informatyka i Elektronika Medyczna, Automatyka i Robotyka, Inżynieria Biomateriałów - wszystkie specjalności
Stanowiska badawcze:
-
Maszyna czterokulowa model Four - Ball Wear Tester Brown/G. E. Modyfication firmy Roxana Machne Works USA
W Laboratorium Techniki Smarowniczej AGH w Krakowie opracowano i wypróbowano kilka specjalnych węzłów tarcia:
-
układ czterech kul
-
układ kula – trzy krążki
-
układ kula – próbka z kulistym wgłębieniem
-
układ kula – próbka z cylindrycznym otworem lub próbka ze stożkowym wgłębieniem
-
układ dwóch płaskich powierzchni kołowych
Węzeł tarcia w układzie czterech kul stanowią trzy dolne nieruchome kule dociskane do czwartej górnej obracającej się kulki. Stosowane są kule o średnicy 1/2" wg PN-75/M-86452.
Badania odporności na zużycie współpracujących powierzchni w obecności badanych olejów silnikowych wg ASTM D2266-01 przeprowadza się z wykorzystaniem maszyny Four Ball Wear Tester Brown firmy Roxana Machine Works. Badania odporności na żużycie zgodnie z normą ASTM przeprowadza się przy następujących parametrach:
Badania odporności na zużycie współpracujących powierzchni w obecności badanych olejów silnikowych wg ASTM D2266-01 przeprowadza się z wykorzystaniem maszyny Four Ball Wear Tester Brown firmy Roxana Machine Works. Badania odporności na żużycie zgodnie z normą ASTM przeprowadza się przy następujących parametrach:
-
prędkość obrotowa 1200 obr/min ± 50 obr/min,
-
temperatura pracy 75°C ± 1,5°C,
-
obciążenie 400 N ± 20N,
-
czas trwania 60 min ± 0,5 min.
Drugim stosowanym węzłem tarcia jest węzeł w układzie kula-trzy krążki. Węzeł tarcia w układzie kula – trzy krążki stanowi trzy nieruchome krążki z dowolnego materiału, umieszczonej w specjalnej podstawie z gniazdami, dociskane do obracającej się kuli. Badania mogą być wykonywane z zastosowaniem lub bez zastosowania materiału smarowego. Krążki mają średnicę 1/4” i wykonane z blachy o grubości od 1,5 do 2,0 [mm], za pomocą wykrojnika stanowiącego wyposażenie maszyny czterokulowej. Próbki mogą być również wykonywane techniką obróbki skrawaniem, w technologii odlewania, przyrostowego spiekania z proszków metali, polimeryzacji światłem lub polimeryzacji chemicznej. Układ ten przewidywany jest między innymi do badania właściwości przeciwzużyciowych materiałów smarowych wg ASTM Method No D-2266.
Oferta współpracy:
Laboratorium płynów eksploatacyjnych i biotribologii współpracuje z wieloma ośrodkami realizuje badania interdyscyplinarne z zakresu: tribologii, biotribologii, mechaniki, artrologii i ortopedii z ośrodkami w kraju i zagranicą (Göteborg University Sweden, St. John’s College University of Cambridge UK, AIMETA Tribology Group Italy, Uniwersytet Szczeciński, Uniwersytet Wrocławski, Politechnika Śląska, Politechnika Rzeszowska, Politechnika Krakowska, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum)
W laboratorium płynów eksploatacyjnych i biotribologii możliwe jest wykonywanie testów:
-
opracowanie nowych trudnopalnych olejów hydraulicznych,
-
badania tribologiczne olejów przekładniowych,
-
opracowanie systemu zapewnienia jakości trudnopalnych olejów hydraulicznych,
-
badania jakości olejów silnikowych.
Projekty badawcze sponsorowane przez KBN:
-
modelowanie i badania tribologiczne łożysk kulistych
-
analiza mechanizmu smarowania stawu biodrowego człowieka w aspekcie profilaktyki zmian artretycznych i optymalizacji rozwiązań materiałowych endoprotez,
-
zagadnienia kontaktowe biołożysk,
-
badania cieczy synowialnej,
-
modelowanie i symulacje numeryczne z zastosowaniem MES.