Dr inż. Tomasz Stawicki · Dr inż. Tomasz Stawicki Autoreferat Załącznik II 4 c) Studia...

Załącznik II

Autoreferat

Opis dorobku i osiągnięć naukowych

Dr inż. Tomasz Stawicki

Katedra Inżynierii Odnawialnych Źródeł

Energii

Wydział Kształtowania Środowiska i

Rolnictwa

Zachodniopomorski Uniwersytet

Technologiczny w Szczecinie

ul. Papieża Pawła VI/1

71-459 Szczecin

e-mail:[email protected]

Szczecin 2019

Dr inż. Tomasz Stawicki Autoreferat Załącznik II

2

Spis treści

1. DANE PERSONALNE ......................................................................................................... 3

2. POSIADANE DYPLOMY, STOPNIE NAUKOWE – Z PODANIEM NAZWY,

MIEJSCA I ROKU ICH UZYSKANIA ORAZ TYTUŁU ROZPRAWY DOKTORSKIEJ:

............................................................................................................................................... 3

3. INFORMACJE O DOTYCHCZASOWYM ZATRUDNIENIU W JEDNOSTKACH

NAUKOWYCH: ................................................................................................................... 4

4. WSKAZANIE OSIĄGNIĘCIA WYNIKAJĄCEGO Z ART. 16. UST. 2 USTAWY Z

DNIA 14 MARCA 2003 R. O STOPNIACH NAUKOWYCH I TYTULE NAUKOWYM

ORAZ O STOPNIACH I TYTULE W ZAKRESIE SZTUKI (DZ. USTAW NR 65, POZ.

595, ZE ZMIANAMI: DZ. U. Z 2005 NR 164, POZ. 1365, ORAZ DZ. U. Z 2001 R., NR

84, POZ. 455): ....................................................................................................................... 4

4.1. OKREŚLENIE OSIĄGNIĘCIA..................................................................................... 5

4.2. OMÓWIENIE CELU NAUKOWEGO I OSIĄGNIĘTYCH WYNIKÓW WRAZ Z

OMÓWIENIEM ICH EWENTUALNEGO WYKORZYSTANIA .................................. 6

4.2.1. Wprowadzenie do problematyki badawczej ....................................................... 6

4.2.2. Cel badań ........................................................................................................... 10

4.2.3. Materiały i metody ............................................................................................ 10

4.2.4. Syntetyczne omówienie prac ............................................................................. 11

4.2.5. Podsumowanie .................................................................................................. 31

4.2.6. Wykaz pozycji źródłowych ............................................................................... 32

5. OMÓWIENIE POZOSTAŁYCH OSIĄGNIĘĆ NAUKOWO–BADAWCZYCH ............ 36

5.1.Osiągnięcia naukowo-badawcze przed uzyskaniem stopnia doktora ............................ 36

5.2.Osiągnięcia naukowo-badawcze po uzyskaniu stopnia doktora ................................... 37

6. PODSUMOWANIE DOROBKU NAUKOWO-BADAWCZEGO .................................... 47


3

1.DANE PERSONALNE

Imię i Nazwisko: Tomasz Stawicki

Miejsce pracy: Katedra Inżynierii Odnawialnych Źródeł Energii

Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

ul. Papieża Pawła VI 1

71-459 Szczecin

tel. 91 449 6472

2.POSIADANE DYPLOMY, STOPNIE NAUKOWE – Z PODANIEM NAZWY,

MIEJSCA I ROKU ICH UZYSKANIA ORAZ TYTUŁU ROZPRAWY

DOKTORSKIEJ:

a) Uzyskane tytuły:

Inżynier - 2.03.2000 r.

kierunek - Technika Rolnicza i Leśna,

AR w Szczecinie,

temat pracy: Projekt optymalizacji trwałości krytycznych węzłów tarcia maszyn rolniczych

Promotor: dr inż. Piotr Wanke

Magister inżynier - 20.07.2001 r.

kierunek - Technika Rolnicza i Leśna,

AR w Szczecinie,

temat pracy: Badania możliwości optymalizacji trwałości krytycznych węzłów tarcia maszyn

rolniczych

Promotor: dr inż. Piotr Wanke

b) Uzyskane stopnie naukowe:

doktor nauk rolniczych w zakresie inżynierii rolniczej - 1.12.2006 r.

nadany uchwałą Rady Wydziału Kształtowania Środowiska i Rolnictwa AR w

Szczecinie,

temat pracy: Wpływ modyfikacji powierzchni roboczych na cechy użytkowe łożysk

ślizgowych wybranych maszyn rolniczych

Promotor: dr hab. inż. Edward Dreszczyk, prof. nadzw. AR w Szczecinie,

Recenzenci: dr hab. inż. Czesław Rzeźnik, prof. nadzw. AR Poznań,

dr hab. inż. Stanisław Laber, prof. nadzw. Uniwersytet Zielonogórski.


4

c) Studia podyplomowe:

Studia z zakresu „Bezpieczeństwo i higiena pracy” – ukończone 16.02.2012 r.

Oeconomicus - Wyższa Szkoła Zawodowa, PTE w Szczecinie,

tytuł pracy dyplomowej: Analiza przyczyn międzywojewódzkiej zmienności częstości

wypadków rolniczych w rolnictwie indywidualnym

Studia z zakresu „Kształcenie kadry akademickiej do roli wykładowców przedmiotu

ochrona własności intelektualnej”– ukończone 16.06.2015 r.

Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie

3.INFORMACJE O DOTYCHCZASOWYM ZATRUDNIENIU W JEDNOSTKACH

NAUKOWYCH:

1.02.2007 – 31.07.2007 Stanowisko: asystent

Zakład Eksploatacji Systemów Technicznych


Akademia Rolnicza w Szczecinie

1.08. 2007– 31.12.2008 Stanowisko: adiunkt

Zakład Eksploatacji Systemów Technicznych


Akademia Rolnicza w Szczecinie

1.01. 2009– do chwili obecnej Stanowisko: adiunkt

Katedra Inżynierii Systemów Agrotechnicznych

(od września 2018 zmiana nazwy katedry; aktualnie

Katedra Inżynierii Odnawialnych Źródeł Energii)


Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny

w Szczecinie

4.WSKAZANIE OSIĄGNIĘCIA WYNIKAJĄCEGO Z ART. 16. UST. 2 USTAWY Z

DNIA 14 MARCA 2003 R. O STOPNIACH NAUKOWYCH I TYTULE

NAUKOWYM ORAZ O STOPNIACH I TYTULE W ZAKRESIE SZTUKI (DZ.

USTAW NR 65, POZ. 595, ZE ZMIANAMI: DZ. U. Z 2005 NR 164, POZ. 1365,

ORAZ DZ. U. Z 2001 R., NR 84, POZ. 455):


5

4.1. OKREŚLENIE OSIĄGNIĘCIA

a) tytuł osiągnięcia naukowego/artystycznego

Procesy zużywania elementów skrawających glebę w aspekcie doskonalenia ich

konstrukcji

Osiągnięcie naukowe dokumentuje cykl 9 publikacji powiązanych tematycznie, wydanych

po uzyskaniu przez wnioskodawcę stopnia naukowego doktora.

b) publikacje wchodzące w skład osiągnięcia naukowego:

O1: Kostencki P., Stawicki T., 2014. Wzrost temperatury lemieszy płużnych wywołany

tarciem gleby podczas ich użytkowania. Tribologia, Nr 1, s. 11-25

(7 pkt.*;15 pkt.

**)

O2: Kostencki P., Stawicki T., 2015. Temperatura warstwy wierzchniej elementów

roboczych narzędzi rolniczych przeznaczonych do uprawy gleby. Część I - Obiekty

badań i ich warunki. Tribologia, nr 2, s. 41-58

(15 pkt.*;15 pkt.

**)

O3: Kostencki P., Stawicki T., Sędłak P., 2015. Temperatura warstwy wierzchniej

elementów roboczych narzędzi rolniczych przeznaczonych do uprawy gleby. Część II

– Pomiary termowizyjne. Tribologia, nr 2, s. 59-73

(15 pkt.*;15 pkt.

**)

O4: Kostencki P., Stawicki T., Białobrzeska B., 2016. Durability and wear geometry of

subsoiler shanks provided with sintered carbide plates. Tribology International, 104,

pp.19-35

(35 pkt.*; 35 pkt.

**; IF – 2.259)

O5: Stawicki T., Białobrzeska B., Kostencki P., 2017. Tribological properties of plough

shares made of pearlitic and martensitic steels. Metals,7, 139, pp. 1-20

(30 pkt.*;30 pkt.

**IF – 1.704)

O6: Stawicki T., 2018. Limit wear of working parts of subsoil shanks with regard to their

design solutions. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering”,

Vol. 63(1), pp. 115-120

(12 pkt.*; 12 pkt.

**)

O7: Stawicki T., Kostencki P., Białobrzeska B., 2018. Wear resistance of selected

cultivator coulters reinforced with sintered-carbide plater. Archives of Civil and

Mechanical Engineering, Vol. 18, Issue 4, pp. 1661-1678

(30 pkt.*; 30 pkt.

**; IF 2.763)


6

O8: Stawicki T., Kostencki P., Białobrzeska B., 2018. Roughness of Ploughshare Working

Surface and Mechanisms of Wear during Operation in Various Soils. Metals, 8, 1042,

pp. 1-18

(30 pkt.*;30 pkt.

**IF – 1.704)

O9: Stawicki T. 2019. Zastosowanie wybranych technik pomiarowych w badaniach

elementów roboczych skrawających glebę. [w:] Улучшение Эксплуатационных

Показателей Сельскохозяйственной Энергетики. Монография под научной

редакцией профессора В.Г. Мохнаткина и профессора В. Романюка. Киров, s.

16-29

(5 pkt.*; 5 pkt.

**)

Łącznie w ramach osiągnięcia naukowego:

*Punkty według wykazów MNiSW zgodnie z rokiem wydania publikacji:179

**Punkty według wykazu MNiSW zgodnie z obowiązującą listą czasopism: 187

Impact factor (zgodnie z rokiem opublikowania): 8,43

Wkład wnioskodawcy w powstanie ww. publikacji obejmował autorstwo koncepcji

badawczych, wykonanie doświadczeń, opracowanie wyników badań i ich dyskusję oraz

przygotowanie manuskryptów. Oświadczenia współautorów wraz z określeniem ich

indywidualnego wkładu w powstanie prac zawarte są w załączniku III.

4.2. OMÓWIENIE CELU NAUKOWEGO I OSIĄGNIĘTYCH WYNIKÓW WRAZ Z

OMÓWIENIEM ICH EWENTUALNEGO WYKORZYSTANIA

4.2.1.Wprowadzenie do problematyki badawczej

Eksploatacja technicznych środków produkcji w rolnictwie charakteryzuje się

określoną specyfiką, m.in. determinowaną warunkami pracy oraz potrzebami terminowej

realizacji celów produkcyjnych. W dużej mierze dotyczy to maszyn i narzędzi

uprawowych, od zdatności użytkowej których uzależnione jest wykonanie, w możliwie

optymalnym terminie, wymaganych zabiegów agrotechnicznych. W związku z tym od

obiektów tych oczekuje się wysokiego poziomu niezawodności, jak również dużej

trwałości elementów roboczych. Niebagatelne przy tym znaczenie ma fakt dążenia

użytkowników do minimalizacji ponoszonych nakładów finansowych na produkcję, w tym

związanych z obsługą techniczną polegającą na zakupie i wymianie elementów, które

zużywają się w czasie pracy w glebie. W takiej sytuacji użytkownicy maszyn i narzędzi

rolniczych stają przed dylematem wyboru, z szerokiego wachlarza oferty handlowej

różnych producentów, oryginalnych i będących ich zamiennikami elementów roboczych.

Dla decydentów jest to o tyle istotny problem, że najwyższa cena elementów roboczych


7

nie gwarantuje jednocześnie najbardziej optymalnego zakupu. Wynika to w głównej

mierze z niepewności co do przydatności użytkowej danego rozwiązania konstrukcyjnego,

którego poprawność wykonania jest najczęściej oceniana dopiero w procesie eksploatacji.

Jeśli uwzględni się przy tym bardzo dużą zmienność warunków eksploatacyjnych, w

praktyce bardzo trudno jest użytkownikowi dokonać obiektywnej oceny jakości elementów

roboczych o różnych, a nawet takich samych, wariantach konstrukcyjnych. Wynika stąd

zapotrzebowanie na realizację badań ukierunkowanych na ocenę zużywania się elementów

roboczych maszyn i narzędzi uprawowych, które weryfikowałyby przydatność użytkową

tych elementów.

W trakcie wykonywania zabiegów uprawowych elementy robocze obrabiające glebę

poddawane są oddziaływaniu masy ściernej, w składzie której znajdują się m.in. cząsteczki

kwarcu i korundu. Cząsteczki te charakteryzują się większą twardością od materiału

elementów roboczych przyczyniając się do ich zużywania ściernego, prowadzącego do

stopniowego ubytku masy i zmiany wymiarów liniowych [34, 41, 47]. Należy zaznaczyć,

że pomimo wielu lat badań mechanizm zużywania ściernego nie jest w pełni poznany.

Dotychczasowe prace badawcze koncentrowały się m.in. na systematyce tego procesu [1,

5, 30, 44, 46, 48], opracowaniu jego modeli teoretycznych [9, 25, 45], czy też opisie

mechanizmów zachodzących w kontakcie tarciowym, będących bezpośrednią przyczyną

ubytku materiału [6, 15, 18, 19, 49, 53]. Zużycie ścierne stanowi szczególnie istotny

problem w odniesieniu do maszyn i narzędzi uprawowych, co wynika ze złożoność

oddziaływań zachodzących pomiędzy glebową masą ścierną a elementami ją

obrabiającymi. Prowadzone w tym zakresie doświadczenia badawcze dotyczyły między

innymi opisu geometrii cząstek stanowiących glebową masę ścierną, czy też oceny

parametrów środowiska pracy, opisywanych składem granulometrycznym gleby, jej

wilgotnością i zwięzłością, udziałem części szkieletowych, odczynem itd. [14, 23, 26, 33,

34, 38, 39, 60, 51]. Rozpatrywano również współzależność zużywania ściernego od

mechanicznych właściwości gleby, w kontekście wywieranych przez nią nacisków na

powierzchnię roboczą elementu o określonej konstrukcji i zadanych parametrach pracy

(głębokość i prędkość uprawy) [22, 42, 47].

Wskazane powyżej kierunki badań dotyczą głównie kwestii poznawczych zużywania

ściernego, przy dominującym udziale doświadczeń laboratoryjnych i opisie teoretycznym

tego zjawiska. Ze względu na złożoność oddziaływań zachodzących w glebowej masie

ściernej, za nieodzowne dla oceny przydatności użytkowej elementów pracujących w

glebie uznaje się jednak badania polowe [29, 57]. Wykonana w tym zakresie analiza

dostępnych pozycji źródłowych wykazała pewien deficyt takich badań. Dotyczy to w


8

szczególności oceny trwałości elementów roboczych, w konstrukcji których zastosowano

materiały o korzystniejszych właściwościach tribologicznych w stosunku do materiału

bazowego części. Wyjątek w tym zakresie stanowią, wielokrotnie prowadzone w

warunkach polowych, badania trwałości elementów wzmocnionych przez napawanie.

Rozwiązanie to oceniano w przypadku lemieszy płużnych [16, 17, 32, 35, 40], jak również

w odniesieniu do redlic i łap kultywatora [2, 56, 58]. Do aktualnie popularnych rozwiązań,

jednak ocenianych głównie w testach laboratoryjnych, należy zaliczyć wzmacnianie

elementów roboczych takimi materiałami jak ceramika tlenkowa i spieki węglików [12, 31

36, 37].

Sposoby zwiększania trwałości elementów pracujących w glebie nie ograniczają się

jedynie do ich wzmacniania w obszarach najbardziej narażonych na destrukcyjne

oddziaływanie gleby, co ma miejsce w przypadku napawania i zastosowania płytek ze

spieku węglików. Dotyczą one również doskonalenia elementów materiałowo

jednorodnych, które modyfikuje się poprzez zastosowanie nowych, technologicznie

dopracowanych materiałów oraz wprowadzanie zmian wymiarów konstrukcyjnych. W

takim ujęciu wykonywane były badania, w których analizowano wpływ geometrii

elementów roboczych na przebieg ich zużywania, jakość uprawy i opory jej towarzyszące.

Przykładowo Fielke i Natsis doszli do wniosku, że grubość ostrza elementu roboczego ma

istotny wpływ na wartość siły uciągu oraz siły oddziałującej na element pionowo w górę

[11, 38]. Wyniki badań Fielke, uzyskane techniką modelowania DEM (the Discrete

Element Modelling), zostały potwierdzone i jednocześnie rozwinięte w badaniach 3D,

ukierunkowanych na prognozowanie współoddziaływania gleby i elementu roboczego o

określonej geometrii [55]. W przypadku doskonalenia materiałów konstrukcyjnych na

elementy robocze pracujące w glebie, praktykowano m.in. z żeliwem ADI [27, 28, 43],

staliwem chromowo-niklowo-molibdenowym [43], czy też stalami zawierającymi

mikrododatek boru i stalami naborowanymi [3, 8, 54].

Przedstawiony, syntetyczny przegląd tematyki badawczej związanej ze zużywaniem

elementów pracujących w glebie wskazuje na wieloaspektowość tego zagadnienia, jak

również na fakt nierozwiązanego dotychczas problemu dużej intensywności zużywania

elementów roboczych narzędzi uprawowych. Za szczególnie cenne kierunki badań należy

uznać te, których wyniki mogą być przydatne dla praktyki eksploatacyjnej, przykładowo

dostarczając użytkownikowi obiektywnych informacji na temat jakości oferowanych na

rynku elementów roboczych. W odczuciu wnioskodawcy, popartym przeglądem oferty

handlowej oraz doświadczeniami wynikającymi z dotychczas zrealizowanych badań

eksploatacyjnych, mamy aktualnie do czynienia z dynamicznym postępem technicznym w


9

zakresie modyfikacji konstrukcyjnej elementów roboczych. Za postępem tym nie nadążają

jednak prace badawcze, czego konsekwencją jest wprowadzanie do obrotu handlowego

elementów roboczych w wielu wariantach rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych, o

często eksperymentalnie niepotwierdzonej przydatności użytkowej. W dużej mierze

dotyczy to elementów roboczych, w konstrukcji których producenci stosują wzmocnienie

w postaci płytek ze spieku węglików. Bez wątpienia spieki węglików należą do materiałów

perspektywicznych, które mają szansę być stosowane na coraz szerszą skalę, co z kolei

uzasadnia potrzebę badań elementów w konstrukcji których występuje takie wzmocnienie.

Podejmując się badań zrealizowanych w ramach osiągnięcia naukowego za

uzasadnione uznano prowadzenie prac eksperymentalnych, zwłaszcza o charakterze badań

polowych, dotyczących zużywania się w glebie elementów roboczych narzędzi

uprawowych. Złożoność oddziaływań zachodzących w glebowej masie ściernej oraz duża

zmienność warunków eksploatacyjnych stanowią o trudności w prognozowaniu trwałości i

niezawodności elementów skrawających glebę, co przy dynamice wprowadzanych zmian

konstrukcyjno-materiałowych tych elementów, stanowi również o aktualności podjętej

problematyki. Uznano przy tym, że postulowany kierunek badań jest szczególnie pożądany

w przypadku elementów o skomplikowanej konstrukcji, w budowie których zastosowano

materiały o różnych charakterystykach tribologicznych. Łączenie takich materiałów w

całość reprezentowaną przez element roboczy o określonych parametrach geometrycznych

może skutkować dużą zmiennością przebiegu ich zużywania, zarówno co do mechanizmu,

jak i intensywności tego procesu. Uznano również, że o przebiegu zużywania

niejednorodnych materiałowo elementów roboczych może decydować poprawność samego

ich rozwiązania konstrukcyjnego, wynikająca np. z umiejscowienia płytek ze spieku

węglików, ich parametrów geometrycznych, trwałości połączenia z materiałem bazowym,

lokalizacja i grubość warstw napawanych i in. Na podstawie wykonanej analizy

problematyki zużywania się w glebie elementów roboczych narzędzi uprawowych

sformułowano następujące problemy badawcze:

1. Czy dzięki zastosowaniu wybranych metod oceny stanu powierzchni i zmian geometrii

elementów roboczych po ich użytkowaniu w glebie uzyska się możliwość określenia,

odpowiadających rzeczywistym warunkom użytkowania, mechanizmów oraz

intensywności zużywania materiałów zastosowanych w ich budowie?

2. Czy zastosowane metody pomiarowe i narzędzia analityczne umożliwią weryfikację

poprawności konstrukcyjnej i przydatności użytkowej obiektów badań?

3. Czy wyniki badań będą przydatne dla procesu doskonalenia konstrukcji elementów

roboczych skrawających glebę?


10

4.2.2.Cel badań

Wykonana analiza problematyki zużywania elementów pracujących w glebie stanowiła

podstawę do sformułowania celu poznawczego i utylitarnego badań omówionych w cyklu

powiązanych tematycznie publikacji O1-O9. Generalnie w każdej z publikacji

udokumentowane są wyniki badań eksploatacyjnych, które dostarczają informacji na temat

natury zużywania elementów pracujących w glebie, stwarzając podstawę teoretyczną i

praktyczną do oceny jakości rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych tych elementów.

Celem poznawczym badań było określenie, odpowiadających rzeczywistym warunkom

użytkowania w glebie, mechanizmów i intensywności zużywania wybranych elementów

roboczych narzędzi uprawowych.

Cel utylitarnym była ocena przydatności użytkowej badanych elementów roboczych

oraz uzyskanie danych przydatnych dla procesu doskonalenia ich rozwiązań materiałowo-

konstrukcyjnych.

4.2.3.Materiały i metody

Realizacja poznawczego i utylitarnego celu badań wymagała opracowania

odpowiedniej metodyki, z uwzględnieniem kwalifikacji elementów roboczych do badań

polowych, opisu glebowych warunków ich użytkowania oraz zastosowania aktualnie

dostępnych technik pomiarowych, stwarzających podstawę do wnioskowania o przebiegu

zużywania materiału tych elementów oraz opisu ich zmian geometrycznych, zachodzących

w następstwie zużywania w glebie. Dokonując wyboru obiektów badań uwzględniano

aktualne trendy w technologii upraw, jak i w konstrukcji elementów roboczych narzędzi

uprawowych. Należy zaznaczyć, że w warunkach polskiego rolnictwa podstawowym

zabiegiem uprawowym jest orka, przy wzrastającej popularności takich zabiegów, jak

głęboszowanie. W związku z powyższym badaniom poddano, wykonane w różnych

wariantach materiałowo-konstrukcyjnych, takie elementy robocze jak: lemiesze płużne,

dłuta głębosza oraz redlice kultywatora.

Jedną z zastosowanych technik pomiarowych było obrazowanie termowizyjne,

wykonane dla różnych elementów roboczych, w rzeczywistych warunkach ich

użytkowania. Wykonane pomiary termowizyjne miały na celu określenie do jakich

wartości temperatur nagrzewają się elementy robocze skrawające glebę oraz identyfikację

ich obszarów najbardziej obciążonych przez glebę. Wyniki i dyskusję omawianych badań

zaprezentowano w pracach O1-O3 oraz O9.

Do oceny stanu powierzchni roboczych badanych elementów oraz identyfikacji

mechanizmu ich zużywania zastosowano elektronową mikroskopię skaningową (pomiary


11

SEM) oraz pomiary profilografometryczne (pomiary chropowatości). Zestawienie obu

technik pomiarowych miało na celu uzyskanie możliwości oceny stanu powierzchni

roboczych, tj. oceny jakościowej na podstawie SEM oraz oceny ilościowej na podstawie

wartości wytypowanych parametrów chropowatości. Wyniki pomiarów chropowatości

wykorzystano ponadto w analizie statystycznej. Przywołane techniki pomiarowe

zastosowano w badaniach omówionych w pracach O4-O5 oraz O7-O8.

W celu określenia intensywności zużywania materiałów konstrukcyjnych dłut głębosza

i redlic kultywatora oraz wywoływanych zużywaniem zmian ich geometrii, zastosowano

skanowanie optyczne 3D. Na podstawie porównania obrazów graficznych elementów

nowych i po ich użytkowaniu w glebie, w oparciu przyjętą siatkę punktów i przekrojów

pomiarowych, określano m.in. jednostkowe intensywności ubytku materiału elementów w

funkcji uprawionego przez nie areału lub w odniesieniu do przebytej przez te elementy

drogi tarcia. Wyznaczone w ten sposób intensywności zużywania, jak również analiza

jakościowa obrazów 3D obiektów badań, posłużyły do wnioskowania o jakości ich

rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych (prace O4, O6, O7 i 09).

4.2.4. Syntetyczne omówienie prac

Zasadnicza część badań, których wyniki przedstawiono w cyklu publikacji

dokumentujących osiągnięcie naukowe, realizowana była w warunkach polowych w latach

2014-2017. Przyjęty sposób realizacji badań, ze względu na specyfikę doświadczeń

eksploatacyjnych, wiązał się z brakiem możliwości wpływania na warunki glebowe, a co

za tym idzie cechował się zmiennością warunków pracy badanych elementów roboczych.

Ponieważ w toku badań, które przeważnie trwały od kilku do kilkunastu dni, warunki

glebowe ulegały zmianom, dokonywano ich kontroli. W celu scharakteryzowania

warunków pracy badanych elementów ustalano: gatunek uprawianych gleb (określany na

podstawie danych z map glebowo-rolniczych obszaru badań), uziarnienie gleby, udział

żwiru i zawartość próchnicy, wilgotność i gęstość objętościową gleby, zwięzłość gleby

oraz naprężenia ścinające glebę. Dodatkowo kontrolowano warunki związane z

wykonywanymi zabiegami agrotechnicznymi, w tym prędkość przemieszczania się

narzędzia uprawowego i głębokość uprawy (ustalano w badaniach wszystkich elementów

roboczych), szerokość uprawy (określano w badaniach lemieszy płużnych), drogę tarcia

i/lub areał uprawy (określane w zależności od przyjętego celu badań i rodzaju elementu

roboczego).


12

Prace O1, O2, O3

Elementy robocze narzędzi uprawowych, w trakcie ich użytkowania w glebie, podlegają

procesom tarcia i zużywania. Następstwem tych procesów są określone oddziaływania

energetyczne, w tym wydzielając się w strefie kontaktu tarciowego ciepło. W badaniach

własnych uznano, że ciepło wydzielające się w trakcie skrawania gleby przez element

roboczy, akumulowane będzie w materiale jego warstwy wierzchniej, prowadząc do

wzrostu jej temperatury, pośrednio wskazując na intensywności wymienionych procesów

oraz na stan obciążenia powierzchni roboczej przez glebę.

W pracach O1-O3 przedstawiono wyniki badań, w których zastosowano pomiary

stykowe i termowizyjne temperatury powierzchni roboczych, takich elementów jak:

lemiesze płużne, dłuta głębosza oraz redlice i skrzydła łap kultywatora. Zasadniczym

celem podjętych badań było sprawdzenie w warunkach polowych do jakich temperatur

nagrzewają się elementy obrabiające glebę. Założono przy tym, że zarejestrowane kamerą

obrazy termalne umożliwią identyfikację najbardziej obciążonych przez glebę obszarów

powierzchni roboczych badanych elementów. Należy zaznaczyć, że pomiary termowizyjne

znalazły szerokie zastosowanie w wielu pracach badawczych, jednak w odniesieniu do

techniki rolniczej wykorzystywane są sporadycznie, np. w diagnostyce zespołów

roboczych [4, 7, 52], a w zakresie w jakim wykonano badania własne należą do

pionierskich, podobnie jak sama koncepcja pomiaru temperatury elementów pracujących w

glebie.

W pracy O1 zamieszczono wyniki badań wykonanych na polach dwóch przedsiębiorstw

rolnych, przy czym dążono do przeprowadzenia doświadczenia polowego na glebach

różniących się uziarnieniem. Wstępnie przyjęto założenie, że wykonywanie orki w różnych

warunkach glebowych (warunki I i II) może skutkować różnicami w temperaturach do

jakich będą nagrzewały się badane lemiesze. Na podstawie wykonanych badań

stwierdzono różnice w wartościach temperatur ustalonych w przyjętych miejscach

pomiarowych oraz generalnie wyższą temperaturę powierzchni lemiesza (maksymalnie o

8,7 oC) w stosunku do temperatury gleby. Wskazuje to na zmienność pracy tarcia jaka

zachodzi pomiędzy glebą a powierzchnią roboczą lemiesza, a co za tym idzie na różny stan

obciążenia powierzchni lemiesza. Przyjęty sposób realizacji badań termowizyjnych nie

umożliwił jednak określenia rozkładu temperatury na całej powierzchni lemiesza, co

wynikało z przyjętej metodyki pomiaru. Ze względu na dużą refleksyjność materiału

lemiesza zdecydowano się na pomiary miejscowe, przy zastosowaniu samoprzylepnego

papieru o znanej emisyjności względnej. Na rys. 1 zamieszczono obraz termalny

fragmentu lemiesza z naklejonym papierem (pole A), w celu przybliżenia problemu


13

metodycznego związanego z określeniem rozkładu temperatury na powierzchni całego

obiektu badań. Komentowany obraz termalny części dziobowej lemiesza nie odzwierciedla

rzeczywistego rozkładu temperatury.

Rys. 1. Wybrany termogram fragmentu lemiesza z naklejonym papierem stosowanym przy

pomiarach termowizyjnych wraz z ustalonymi temperaturami w obszarach naklejonego

papieru (miejsca A) oraz gleby zalegającej w otworach na śruby montażowe (miejsca A1,

A2)

Widoczne na termogramie obszary o różnej temperaturze (jaśniejsze i ciemniejsze obszary

odsłoniętej powierzchni części dziobowej), są efektem dużej refleksyjności lemiesza i

zmienności natężenia sygnału pomiarowego, wywołanej różnokierunkowym odbiciem

promieniowania podczerwonego od jego nieregularnej powierzchni.

W toku badań uzyskano porównywalne wartości temperatur określanych za pomocą

termometru stykowego i kamery termowizyjnej, wykazując stosunkowo niewielki przyrost

temperatury badanych części w stosunku do temperatury gleby. Podkreślono również, w

obszernym podsumowaniu publikacji, że zmierzone wartości temperatur stanowią

wypadkową kumulowania ciepła w całej objętości materiału lemieszy, będącego

następstwem procesów tarcia i zużywania zachodzących w mikroobszarach styku ziaren

gleby i powierzchni lemiesza. Lokalny wzrost temperatury w styku tarciowym może być

zdecydowanie większy, prowadząc do zmian parametrów wytrzymałościowych materiału

warstwy wierzchniej i przyczyniając się do intensyfikacji zużywania ściernego. Naturalnie

takie założenie ma charakter spekulatywny i wynika z braku metod pomiarowych

temperatur do jakich nagrzewa się materiał w styku tarciowym, które dałyby podstawę do

bardziej pewnego wnioskowania.

W wydanych pod tytułem „Temperatura warstwy wierzchniej elementów roboczych

narzędzi rolniczych przeznaczonych do uprawy gleby” publikacjach O2 i O3, zawarto

wyniki stanowiące rozwinięcie badań zaprezentowanych w pracy O1. Celem badań było

ustalenie, w przyjętych miejscach pomiarowych, wartości temperatury materiału warstwy

wierzchniej lemieszy płużnych, dłut głębosza oraz redlic i skrzydeł łap kultywatora

użytkowanych w warunkach uprawy gleby.


14

Podobnie jak w badaniach opisanych w pracy O1, do stykowego pomiaru temperatury

w badanych elementów zastosowano cyfrowy termometr CHY 502, natomiast w

pomiarach termowizyjnych kamerę Hotfind-Lxt, o czułości termicznej 0,08ºC. Pomiary

termometrem stykowym wykonywano bezpośrednio po zakończeniu pracy i uniesieniu

narzędzi uprawowych oraz oczyszczeniu elementów roboczych z gleby. Czas przystąpienia

do wykonywania pomiarów wynosił kilka do kilkunastu sekund, a czas do ich zakończenia

nie przekraczał minuty. Pomiary powtarzano kilkakrotnie, każdorazowo po przejeździe

narzędzia z jednego końca pola na drugi i z powrotem. W pomiarach termowizyjnych

dążono do określenia rozkładu temperatury na powierzchniach roboczych badanych

elementów, czego nie udało się osiągnąć we wcześniejszych badaniach. W tym celu

dokonano zmian metodycznych w ich przebiegu. Pomiary wykonywano bezpośrednio po

zakończeniu przejazdu roboczego, po uprzednim pokryciu elementów roboczych cienką

warstwą oleju wymieszanego z talkiem (całkowity czas pomiaru wynosił około pół

minuty). Przygotowana mieszanina wyeliminowała nadmierną refleksyjność powierzchni

roboczych elementów, podnosząc ich emisyjność do wartości 0,93 (wartość ustalona

laboratoryjnie). Zgodnie z wykonanym oszacowaniem teoretycznym, przyjęty sposób

realizacji badań skutkował wychłodzeniem elementów o około 0,01ºC na każdy stopień

różnicy temperatur mieszaniny oleju z talkiem i materiału lemiesza. Należy przy tym

zaznaczyć, że w przypadku ustalania rzeczywistej wartości temperatury obiektów badań,

pewniejszych wyników dostarczał pomiar stykowy niż termowizyjny (błąd pomiaru przy

zastosowaniu termometru wynosił 0,2 oC, natomiast dla pomiaru termowizyjnego ±2

oC).

Rys. 2. Termogramy: a,b -lemiesz płużny, c- dłuto głębosza, d - redlica kultywatora

c) d)

a) b)


15

Zastosowanie kamery termowizyjnej, w opisanych powyżej warunkach pomiarów,

umożliwiło jednak przeanalizowanie rozkładu temperatury na powierzchniach roboczych i

wnioskowanie na tej podstawie o stanie ich obciążeń ze strony gleby. Na rys 2.

przedstawiono wybrane termogramy elementów roboczych, ilustrując w ten sposób

korzystne efekty pokrywania ich powierzchni mieszaniną, którą przygotowywano dla

potrzeb badań.

Na podstawie wykonanych pomiarów stwierdzono, że rozkład temperatury materiału

warstwy wierzchniej badanych elementów jest różny w zależności od ich geometrii.

Największe wartości temperatury zarejestrowano w przypadku lemieszy płużnych,

użytkowanych w glebie o małej wilgotności (~ 8,4%) oraz dłut głębosza oddziałujących

głęboko na glebę (głębokość uprawy ~ 35 cm), pomimo jej wilgotności wynoszącej około

16%. W odniesieniu do lemieszy płużnych wykazano dużą zgodność wskazań temperatur

ustalanych za pomocą kamery termowizyjnej i termometru stykowego, przy czym

najwyższe jej wartości występowały na części dziobowej lemiesza. Taki rozkład

temperatury powiązano ze stanem obciążenia powierzchni roboczych lemiesza, tzn.

największym oporem pracy w obszarze części dziobowej, co przekłada się na wyższą

intensywność jej zużywania w stosunku do zużywania materiału części trapezowej. Nie

uzyskano natomiast zgodności wskazań temperatur dla pozostałych badanych elementów.

W pomiarach stykowych najwyższe temperatury ustalono na początku elementów, tj. w

obszarach najgłębiej oddziałujące na glebę, a w przypadku termografii w części środkowej

elementów. Stwierdzone różnice nie były duże i najprawdopodobniej wynikają z geometrii

opisywanych elementów. Zarówno dłuta głębosza, jak również redlice, cechują się

zakrzywioną, wklęsłą powierzchnią natarcia. W przypadku obrazowania termowizyjnego

obiektów o wklęsłym kształcie może dochodzić do wzrostu natężenia sygnału

pomiarowego pochodzącego z centralnego ich obszaru, tzw. efekt samoopromieniowania

[24]. Uzyskane wyniki badań wskazują na ich przydatność do wyznaczania w elementach

pracujących w glebie obszarów najbardziej obciążonych przez glebę, a więc takich które w

sposób szczególny powinny cechować się dużą odpornością ścierną, np. wzmacnianych

przez napawanie.

Prace O4, O6, O7

Oferowane w obrocie handlowym elementy robocze narzędzi uprawowych

charakteryzują się wielowariantowością rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych.

Obserwuje się przy tym wzrastający, wobec elementów materiałowo jednorodnych, udział


16

elementów zawierających wzmocnienia materiału bazowego przez jego napawanie i/lub

zastosowanie płytek ze spieku węglików. W odniesieniu do elementów, w budowie

których zastosowano materiały cechujące się różną odpornością ścierną, szczególnego

znaczenia nabierają badania weryfikujące ich przydatność użytkową oraz ich poprawność

konstrukcyjną. Ważne jest przy tym by zastosowane metody badawcze, dały podstawę do

obiektywnego, odpowiadającego rzeczywistym warunkom użytkowania, określenia form i

mechanizmów zużywania materiałów rozpatrywanych elementów.

W publikacjach O4 i O6 przedstawiono wyniki badań, których celem było ustalenie

przydatności użytkowej wybranych dłut głębosza, ocena mechanizmu ich zużywania oraz

analiza zmian geometrycznych, którą wykonywano w kontekście weryfikacji poprawności

konstrukcji testowanych typów dłut. Porównywano ze sobą dłuta dwustronne, które były

materiałowo jednorodne (13 elementów oznaczonych w badaniach typem A) oraz dłuta

wyposażone w płytki wykonane ze spieku węglików (11 elementów typu B) i dodatkowo

wzmacniane przez napawanie (dłuta typu B – 11szt. i C– 2szt.). Zastosowane warianty

konstrukcyjne dłut nie były wcześniej weryfikowane pod względem przydatności

użytkowej w innych pracach badawczych. Ponadto dłuta B występowały od niedawna w

obrocie handlowym, natomiast dłuta C stanowiły rozwiązanie prototypowe, niedostępne na

rynku.

W pracy O4 w szczegółowy sposób opisano warunki glebowe, przy których

realizowano badania, dokonano charakterystyki obiektów badań przez zamieszczenie

składu chemicznego i obrazów mikrostruktury materiałów zastosowanych w konstrukcji

dłut, ponadto zilustrowano i scharakteryzowano wymiarowo budowę testowanych dłut.

Weryfikacji przydatności użytkowej dłut dokonywano na podstawie oceny ich trwałości

wyrażonej przebytą drogą tarcia i areałem uprawionej gleby przypadającymi na element do

chwili jego wymiany. Decyzję o chwili wymiany podejmowano w warunkach polowych na

podstawie oceny wizualnej elementów, dążąc do tego by ich stan odpowiadał bądź był

zbliżony do zużycia granicznego, określonego przez wystąpienie uszkodzenia awaryjnego

(złamanie elementu) lub nadmiernego ubytku długości (zmiana długości zagrażająca

zużywaniem materiału grządzieli, na której mocowane były dłuta). Takie podejście

odpowiadało oczekiwaniom użytkownika, który zainteresowany jest możliwie pełnym

wykorzystaniem potencjału trwałościowego elementów roboczych. Jedynie dłuto

prototypowe poddano szybszemu demontażowi, ze względu na znaczący ubytek materiału

w centralnej jego części, co zagrażało złamaniem i w konsekwencji utratą obiektu do

dalszych badań (testowano dwa dłuta C, z czego jedno zostało zgubione w trakcie uprawy,

prawdopodobnie na skutek zerwania śrub montażowych).


17

Istotną częścią badań była ocena intensywności zużywania materiału badanych dłut,

wykonana na podstawie zmian wymiarów liniowych, tj. grubości, szerokości i długości

dłut w wybranych miejscach i przekrojach pomiarowych. Analizę zmian wymiarowych

dłut wykonano dzięki zastosowaniu skanera 3D oraz oprogramowania ATOS Professional

do obróbki danych. Uzyskane wyniki pomiarów 3D posłużyły do wyznaczenia

jednostkowego ubytku długości dłut, w odniesieniu do przebytej drogi tarcia i areału

uprawy.

Zużywanie w glebowej masie ściernej, podobnie jak inne procesy zużywania

tribologicznego, charakteryzuje się destrukcją materiału warstwy wierzchniej w

następstwie zjawisk zachodzących w strefie kontaktu tarciowego. Stąd w badaniach

wykonanych w ramach publikacji O4 za uzasadnione uznano wykonanie oceny stanu

mikrogeometrii powierzchni roboczych elementów pracujących w glebie, jako

przydatnych w identyfikacji zachodzących mechanizmów zużywania. W tym celu

oceniano stan powierzchni roboczych materiału bazowego dłut, napoiny oraz płytek ze

spieku węglików. Wspomnianej oceny dokonywano na podstawie wartości wybranych

parametrów chropowatości opisujących profil badanych powierzchni, przy czym wybrano

następujące parametry: średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej Ra,

całkowitą wysokość profilu chropowatości Rt, głębokość największego wgłębienia Rv,

wysokość najwyższego wzniesienia Rp. Warto zaznaczyć, że badania mikrogeometrii

powierzchni elementów roboczych narzędzi uprawowych nie należą do często

stosowanych w praktyce, a w zasadzie są pomijane w ocenie mechanizmów ich zużywania.

Wykonane prace analityczne pozwoliły na wnioskowanie, że zastosowanie spieku

węglików w postaci płytek może stanowić skuteczne wzmocnienie dłut głębosza.

Wskazuje na to przykład dłuta C, którego trwałość wyrażona areałem uprawy i drogą tarcia

była kilkakrotnie większa od trwałości dłut typu A i B. Należy przy tym zaznaczyć, że w

pierwszym etapie badań polowych głębosz uzbrojony był w 2 dłuta C i 11 dłut B, przy

czym w początkowej fazie badań doszło do zerwania jednego dłut C, na co wskazywano

już wcześniej. Dłuta B i C użytkowane były równocześnie do chwili zużycia dłut B,

poczym dłuto C użytkowano łącznie z dłutami A i po ich zużyciu, z innymi elementami

roboczymi, które nie były objęte badaniami. Ze względu na przyjęty sposób realizacji

badań za w pełni uprawnione uznano, pomimo braku większej ilości dłut C, wnioskowanie

o możliwości takiego zastosowania spieków węglików, które może skutecznie poprawić

trwałość dłut głębosza.

W przypadku dłut typu B nie potwierdzono korzyści użytkowych z zastosowania spieku

węglików, co wynikało z ujawnionego w toku badań mechanizmu ich zużywania.


18

Mechanizm ten nie należy jednak wiązać z wadliwością materiałową płytek ze spieku

węglików, a z przyczynami leżącymi w niedoskonałości konstrukcyjnych dłut B. W trakcie

uprawy gleby dochodziło do wykruszeń płytek (rys. 1), co skutkowało skróceniem

długości elementów, a w konsekwencji potrzebą ich wymiany po wykonaniu pracy

porównywalnej z pracą dłut niewzmocnionych (demontaż po wykonaniu porównywalnych

dróg tarcia i areałów uprawy). Do pękania i wykruszania płytek w dłutach B dochodziło na

skutek uderzeń o zalegające w glebie kamiennie, przy czym procesowi temu zapewne

sprzyjała mniej masywna konstrukcja początkowej części dłuta, na której osadzono płytki.

Dłuta C, choć wykonane z tego samego materiału bazowego co dłuta B, cechowały się

większymi wymiarami w przekroju poprzecznym w miejscu mocowania płytek, co

zapewniło większą sztywność elementu i skuteczniejsze przenoszenie obciążeń udarowych

przy kontakcie z kamieniami.

W badaniach wykazano dużą odporność ścierną spieków węglików, na co wskazywały

niewielkie ubytki grubości dłuta C w obszarze mocowania płytek, natomiast ocena zmian

grubości dłut B wykazała korzystny wpływ zastosowania napawania, które wpłynęło na

ograniczenie zużywania materiału bazowego w obszarze wzmocnionej w ten sposób

powierzchni natarcia. W przypadku napoin ujawniły się ich wady spawalnicze, mianowicie

zaobserwowano pory, stanowiące pozostałość po pęcherzach gazowych powstałych

podczas ich nakładania. Za odsłoniętymi w następstwie zużywania materiału napoin

porami, uwidoczniły się wyżłobienia (rys. 2), będące wynikiem ułatwionego skrawającego

oddziaływania cząstek gleby, co wpływa na obniżenie ich odporność ściernej.

Interesujących informacji dostarczyły również pomiary stanu mikrogeometrii

powierzchni roboczych elementów, na podstawie których wnioskowano o stanie obciążeń

powierzchni roboczych dłut oraz o mechanizmie zużywania ich materiału. Przykładowo

stwierdzono większą chropowatość powierzchni płytek ze spieku węglików od

chropowatości powierzchni napoiny, pomimo większej twardości i odporności na

Rys. 1. Dłuta typu B z widocznym wykruszeniem płytek wykonanych ze spieku węglików

stan początkowy


19

zużywanie spieku węglików. Wskazuje to na wykazywany w literaturze przedmiotu [37]

specyficzny mechanizm zużywania spieku węglików na skutek destrukcji osnowy spieku,

czego następstwem jest osłabienie i wykruszanie się osadzonych w niej węglików.

Potwierdzono w ten sposób przydatność pomiarów chropowatości do opisu mechanizmów

zużywania materiałów elementów roboczych pracujących w glebie.

W pracy O6 przedstawiono wyniki analiz laboratoryjnych stanowiących uzupełnienie

badań, w których oceniano przydatność użytkową dłut głębosza o różnej konstrukcji, tj.

dłut w wariantach konstrukcyjnych A, B i C (publikacja O4). Głównym kryterium oceny

dłut nie była ich trwałość, którą wyznaczono w badaniach polowych (praca O4) lecz ocena

stanu geometrii dłut zużytych granicznie, w kontekście weryfikacji ich poprawności

konstrukcyjnej, m.in. ocena skuteczności zastosowanego wzmocnienia w postaci spieku

węglików i nałożonej napoiny.

Do oceny geometrii dłut zastosowano optyczny skaner Atos Triple Scan firmy GOM,

natomiast do obróbki danych oprogramowanie ATOS Professional V8.0. Określano ubytki

materiału dłut w ich przekroju wzdłużnym (zmiana długości w osi symetrii elementów)

oraz ubytki materiału dłut w obszarze powierzchni natarcia (powierzchnia prostopadła

względem kierunku uprawy) i przyłożenia (powierzchnie boczne dłut). Dodatkowo

dokonano analizy porównawczej zmian geometrii dłut w przekroju porzecznym,

prostopadłym do osi wzdłużnej elementów i usytuowanym w połowie ich długości, przy

czym wykorzystano program Matlab do wyznaczenia względnego ubytku materiału dłut w

tym przekroju.

W badaniach wykazano przydatność obrazowania 3D oraz funkcjonalność środowiska

Matlab do realizacji przyjętych postulatów badawczych. Należy zaznaczyć, że sama tylko

ocena jakościowa, wykonana na podstawie analizy obrazów 3D obiektów badań, dostarcza

informacji na temat jakości danego rozwiązania dłut, ale również może być przydatna do

doskonalenia ich konstrukcji (rys. 3).

Rys. 2. Pęcherze gazowe odsłonięte przy ścieraniu się materiału napoiny: a) - makrostruktura stali

z nałożoną napoiną, widoczny duży pęcherz gazowy

a)


20

W omawianej publikacji zamieszczono m.in. konkluzję o potrzebie realizacji badań

polowych, weryfikujących przydatność użytkową elementów roboczych cechujących się

różną konstrukcją. Doświadczalnie określony stan graniczny dłuta A związany był

wprawdzie z ubytkiem jego długości (~104 mm, rys. 3), co zapewne odpowiadało

założeniom konstrukcyjnym, gdyż w elemencie tym przewidziano największy zapas

materiału na takie zużywanie. Natomiast inaczej należy ocenić stan zużycia dłut B i dłuta

C, których odmienność geometrii po ich użytkowaniu w glebie wskazuje na postulowaną

nieodzowność realizacji badań polowych.

Rys. 3. Zmiana geometrii elementów typu A, B i C wywołana zużyciowym oddziaływaniem gleby

(kolorem szarym zobrazowano zarys dłut nowych)

Pomimo zasadniczo podobnej konstrukcji, w zakresie wzmocnienia dłut spiekami

węglików i przez zastosowanie napawania, potrzeba ich demontażu wynikała z różnych

przyczyn. Granicznie zużyte dłuta B cechowały się ubytkiem długości wynoszącym około

46 mm, przy jednocześnie niewielkim ubytku grubości napoiny nałożonej za płytkami ze

spieku węglików. Wykazano w ten sposób wadliwość ich rozwiązania - szybki ubytek

~104 ~46

18

,7

mm

największy ubytek materiału

w przekroju poprzecznym dłuta C

Element typu A Element typu B

Element typu C

ubytek materiału dłut

zagrażający zużywaniem

ich obsady

niewielkie

zużycie

średnie

zużycie

największe

zużycie

ubytek materiału dłut

zagrażający zużywaniem

ich obsady


21

długości elementów spowodowany wykruszeniami płytek poskutkował nieefektywnym

wykorzystaniem materiału napoiny zastosowanej jako dodatkowa forma wzmocnienia.

Zgoła inaczej oceniono konstrukcję dłuta C, dla którego potwierdzono skuteczność

zastosowania płytek ze spieku węglików. Spieki węglików skutecznie zapobiegły ubytkom

długości dłuta, a potrzeba jego demontażu wynikła z dużego ubytku materiału w

centralnym jego obszarze.

W pracy O7 przedstawiono wyniki badań z 2017 roku, których część eksploatacyjna

realizowana była w warunkach uprawy na polach firmy Agrochleb z siedzibą w

Chlebówku. Badania wykonano w ramach porozumienia zawartego we wrześniu 2016 r.,

w zakresie współpracy dotyczącej badań odporności na zużycie elementów roboczych

narzędzi uprawowych. Za cel badań przyjęto ocenę odporności na zużywanie redlic

kultywatora wykonanych w trzech różnych wariantach konstrukcyjnych. Obiektami badań

były redlice materiałowo jednorodne (redlice C), redlice w których jako wzmocnienie

zastosowano płytki ze spieku węglików (redlice A) oraz redlice wzmacniane spiekami

węglików z dodatkowo nałożoną napoiną w obszarach narażonych na intensywne

zużywanie ścierne (redlice B).

W opracowaniu zwrócono uwagę na aktualnie obserwowany w rolnictwie trend

odchodzenia od konwencjonalnego, płużnego systemu uprawy gleby na rzecz

minimalizacji zabiegów uprawowych. Odpowiada to koncepcji rolnictwa konserwującego,

promowanego m.in. przez Food and Agriculture Organization (FAO). Zgodnie z danymi

FAO w 2015 roku w systemie tym użytkowanych było 157 Mha pól (11% całkowitego

obszaru pól) [10], przy czym w zakresie tym zwraca uwagę duża dynamika zmian: na

początku XX w. areał upraw konserwujących przyrastał w tempie 7 Mha/r [13, 21], a po

sezonie 2008/09 - nawet 10 Mha/r [20]. Wysnuto stąd konkluzję, że istnieje szczególne

zapotrzebowanie na prowadzenie badań dotyczących przydatności użytkowej,

oferowanych aktualnie na rynku, elementów roboczych takich narzędzi uprawowych jak:

kultywatory, agregaty uprawowe, brony talerzowe i in. Wyniki badań przedstawione w

pracy O7 odpowiadają temu nurtowi.

Metodyka badań w dużej mierze odpowiadała sposobowi realizacji prac

eksperymentalnych przyjętemu w badaniach opisanych w publikacji O4. W opracowaniu

opisano glebowe warunki użytkowania redlic kultywatora, dokonano ich charakterystyki

materiałowo-konstrukcyjnej oraz przedstawiono sposób oceny, wywołanych zużyciem,

zmian geometrii. W oparciu o wyniki obrazowania 3D, dla wybranych przekroi

pomiarowych, wyznaczono ubytki długości i szerokości redlic oraz dla wybranych miejsc

pomiarowych: ubytki grubości materiału bazowego redlic, obszaru nałożenia napoiny i


22

płytek wykonanych ze spieku węglików. Uzyskane wyniki posłużyły do wyznaczenia

intensywności zużywania materiału redlic, którą określano w stosunku do drogi tarcia

ustalonej na podstawie wskazań licznika długości przejazdu kultywatora (licznik

fabrycznie zamontowany na kultywatorze). W wybranych miejscach pomiarowych

określono również chropowatość powierzchni roboczych redlic oraz przeprowadzono ich

obserwację z zastosowaniem elektronowego mikroskopu skaningowego JEOL JSM-

5800LV sprzężonego z mikroanalizatorem promieniowania rentgenowskiego Oxford

LINK ISIS-300. Metodyka opracowania wyników badań podporządkowana była

identyfikacji mechanizmów i intensywności zużywania materiałów zastosowanych w

budowie redlic oraz określeniu ich przydatności użytkowej.

Na podstawie laboratoryjnych prac pomiarowych stwierdzono zróżnicowany stan

zużycia redlic w zależności od ich wariantu konstrukcyjnego, wskazując na przyczyny ich

demontażu wynikające z osiągnięcia stanu zużycia granicznego. Redlice A i B po testach

polowych charakteryzowały się dużym ubytkiem grubości, prowadzącym do zmniejszenia

wartości wskaźnika wytrzymałości przekroju na zginanie. W konsekwencji osiągały one

stan zużycia granicznego na skutek złamania w miejscu najsilniej osłabionego przekroju,

przy czym nie dotyczyło to wszystkich poddanych badaniom elementów. Inną przyczyną

utraty zdatności użytkowej redlic B, również wynikającą z ubytku grubości elementów,

było ich przecieranie się na powierzchni natarcia prowadzące do osłabienia mocowania.

Redlice C osiągały stan zużycia granicznego w następstwie ubytku długości, co w

przypadku elementów materiałowo jednorodnych, uznano za zgodne z założeniami

konstrukcyjnymi. W zakresie oceny jakości rozwiązań konstrukcyjnych redlic A i B,

stwierdzono większą podatność na wykruszanie się płytek ze spieku węglików w redlicach

B, co jednak nie stanowiło bezpośredniej przyczyny utraty ich zdatności użytkowej. W

przypadku redlic A wykruszanie się płytek ze spieku węglików było sporadyczne, co

powiązano z większą sztywnością części bazowej tego elementu. W ocenie

podsumowującej uznano, że zastosowanie spieków węglików w konstrukcji redlic A i B

przyniosło wymierne korzyści w postaci ograniczenia tempa zużywania redlic. Pozytywnie

oceniono również zastosowanie napawania w redlicach B, które wpłynęło w obszarze jej

nałożenia na ograniczenie tempa ubytku grubości i szerokości elementów. Zastosowanie

wzmocnień w redlicach A i B wpłynęło na dłuższą ich żywotność – wyrażona drogą tarcia

trwałość była blisko dwukrotnie większa niż redlic niewzmocnionych C.

W odniesieniu do oceny tribologicznej obiektów badań wykazano, że głównymi

mechanizmami zużywania materiału bazowego redlic było mikroskrawanie i bruzdowanie.

Dominującym mechanizmem zużywania materiału napoiny było mikroskrawanie,


23

natomiast płytek wykonanych ze spieku węglików: pękanie węglików, ich wyłupywanie i

kruszenie. Proces ubytku materiałów zastosowanych w konstrukcji dłut przebiegał z różną

intensywnością, przy najmniejszej jednostkowej intensywności zużywania płytek ze spieku

węglików i największej intensywności zużywania materiałów bazowych. Ze względu na

powyższe oraz różnice konstrukcyjne, zużyte granicznie redlice cechowały się odmienną

geometrią. Analiza stanu geometrycznego zużytych redlic A i B stanowiła podstawę do

wnioskowania o możliwości ich udoskonalenia konstrukcyjnego. Za zasadne uznano

wzmocnienie materiału bazowego redlic w obszarach największego ubytku grubości, np.

przez zastosowanie napawania.

Praca O5

Zużywanie tribologiczne elementów roboczych narzędzi uprawowych stanowi

konsekwencję ściernego oddziaływania ziaren gleby. Obserwowane makroskopowo ubytki

masy i zmiany geometrii tych elementów wynikają ze zjawisk, które zachodzą w strefie

kontaktu tarciowego, prowadząc do destrukcji materiału warstwy wierzchniej. Zatem,

ocena stanu powierzchni roboczych elementów skrawających glebę może dostarczyć

informacji o mechanizmie i intensywności zużywania ich materiału.

W pracy O5 przedstawiono wyniki badań polowych lemieszy płużnych. Celem badań

była ocena tribologiczna lemieszy wykonanych ze stali o strukturze perlitycznej i

martenzytycznej. Materiałem wyjściowym do produkcji lemieszy wykonanych ze stali

perlitycznej były wycofane z użytkowania szyny kolejowe, stanowiące tanią alternatywę

dla testowanych lemieszy ze stali martenzytycznej, pochodzących od uznanego i obecnego

od wielu lat na rynku maszyn rolniczych producenta.

Badania wykonano w sierpniu 2016 r. na polach Spółdzielczej Agrofirmy Witkowo, w

okolicy współrzędnych geograficznych: 53°25'N, 15°16'E. Zastosowano siedmioskibowy

pług obracalny, dzięki czemu uzyskano możliwość porównania lemieszy w tych samych

warunkach uprawy – elementy wykonane ze stali perlitycznej montowano na jednej stronie

pługa, a wykonane ze stali martenzytycznej na drugiej. W badaniach użyto po dwa

komplety części dziobowych (14 elementów ze stali martenzytycznej i 14 ze stali

perlitycznej) oraz po jednym komplecie części trapezowych (po 7 ze stali martenzytycznej

i perlitycznej).

W opracowaniu dokonano charakterystyki konstrukcyjno-materiałowej badanych

lemieszy. Za pomocą analizy spektralnej z zastosowaniem spektrometru z wyładowaniem

jarzeniowym określono skład chemiczny stali przeznaczonej na lemiesze. Dla próbek

materiału lemieszy wykonano badania mikroskopowe, przy użyciu mikroskopu


24

metalograficznego sprzężonego z kamerą cyfrową CCD. Wykonano również pomiary

twardości, udarności, wytrzymałości na rozciąganie Rm, umownej granicy plastyczności

przy wydłużeniu nieproporcjonalnym Rp0.2 i wydłużenia procentowego po rozerwaniu

A5.65. Twardości mierzono metodą Brinella (wg PN-EN ISO 6506-1:2014-12) z

zastosowaniem twardościomierza Zwick/Roell. Próbę udarności przeprowadzono metodą

Charpy’ego (wg PN-EN ISO 67 148-1:2010), wykorzystując w analizie powierzchni

przełomów próbek elektronowy mikroskop skaningowy JEOL JSM-5800LV sprzężony z

mikroanalizatorem promieniowania rentgenowskiego Oxford LINK ISIS-300. Parametry

wytrzymałościowe określano na maszynie wytrzymałościowej MTS 810 (wg PN-EN ISO

6892-1:2016-09).

Obiekty badań oceniano pod względem intensywności zużywania się stosując

następujące miary: jednostkowe zużycie masowe oraz jednostkowe zmiany obrysu i

grubości, które wyznaczono na podstawie bezwzględnego zużycia badanych elementów

występującego po uprawie określonego areału przypadającego na lemiesz. Zmiany obrysu

elementów określano za pomocą suwmiarki w przyjętych liniach i miejscach

pomiarowych, przy zastosowaniu układu mocowania elementów umożliwiającego ich

powtarzalne pozycjonowanie oraz wykonywanie pomiaru od stałych baz pomiarowych.

Pomiarów grubości lemieszy dokonywano mikrometrem.

W zakresie oceny zużyciowej stwierdzono, że lemiesze ze stali perlitycznej cechowały

się większą intensywnością ubytku masy i zmian wymiarów liniowych. W odniesieniu do

jednostkowego zużycia masowego, w oparciu o wyniki oceny statystycznej, wykazano

istotne większe wartości tego parametru dla elementów wykonanych ze stali perlitycznej

(przy istotności p = 0.00025 i 0.007 odpowiednio dla części dziobowych i trapezowych).

W przypadku ubytku grubości elementów, w każdym przyjętym do porównań miejscu

pomiarowym (4 dla części dziobowych, 9 dla części trapezowych), stwierdzono większą

wartość jednostkowego ubytku grubości części wykonanych ze stali perlitycznej – od 0.03

do 0.20 mm/ha przy częściach dziobowych i od 0.04 do 0.11 mm/ha –1 przy częściach

trapezowych. Przy częściach trapezowych ze stali perlitycznej, we wszystkich miejscach

pomiarowych, występowały statystycznie potwierdzone większe wartości jednostkowego

ubytku grubości (p = 0.0000005 - 0.0042). Natomiast dla części dziobowych istotne

różnice stwierdzono jedynie w dwóch miejscach.

Powierzchnie robocze lemieszy ze stali perlitycznej charakteryzowały się również

większą chropowatością, szczególnie w zakresie wysokości najwyższego wzniesienia

profilu chropowatości Rp. Na podstawie wyników pomiarów profilografometrycznych

oraz wykonanej mikroskopii skaningowej, wnioskowano o większej podatności na


25

deformację plastyczną materiału warstwy wierzchniej lemieszy ze stali perlitycznej, co

powiązano ze znacznie mniejszą jej twardością od stali martenzytycznej. Pomimo

wykazanej mniejszej odporności ściernej, w odniesieniu do trwałości wyrażonej

uprawionym areałem przypadającym na element, lemiesze ze stali perlitycznej nie

ustępowały lemieszom wykonanym ze stali martenzytycznej. Taki stan rzeczy wynikał

jednak z faktu przyjętego konstrukcyjnie większego zapasu materiału na zużywanie –

lemiesze ze stali perlitycznej były grubsze od elementów ze stali martenzytycznej (o 1-3

mm przy dziobach i o 0.5-2 mm przy częściach trapezowych). Należy przy tym zaznaczyć,

że mimo większej masywności lemieszy ze stali perlitycznej w końcowej fazie ich

użytkowania dochodziło do wyginania się części dziobowych i trapezowych, czego nie

zaobserwowano przy elementach ze stali martenzytycznej. Uznano, że wyginanie się

elementów ze stali perlitycznej wynikało z gorszych parametrów wytrzymałościowych (Rm

i Rp0,2 odpowiednio 2 i 3 krotnie mniejsze niż dla stali martenzytycznej) oraz wywołanego

ubytkami grubości zmniejszenia przekroju poprzecznego elementów. W opracowaniu

wnioskowano o możliwości zwiększenia wytrzymałości na zginanie lemieszy ze stali

perlitycznej, pod warunkiem zwiększenia ich grubości. Wskazano również na fakt, że taki

kierunek modyfikacji lemieszy podlega ograniczeniom wynikającym z konstrukcji pługa,

jak również wymaga sprawdzenia eksperymentalnego, czy większa grubość elementów nie

wpłynie na pogorszenia agrotechnicznej jakości uprawy.

O mechanizmach zużywania badanych lemieszy wnioskowano na podstawie

mikroskopii skaningowej oraz wyników pomiarów profilografometrycznych. W badaniach

SEM ustalono, że powierzchnia natarcia lemieszy ze stali perlitycznej w stosunku do

powierzchni natarcia lemieszy ze stali martenzytycznej, charakteryzuje się obecnością

głębszych i bardziej różnokierunkowo zorientowanych rys oraz większą ilości defektów w

postaci odprysków materiału i wżerów. W pomiarach chropowatości wykazano, że

powierzchnie robocze lemieszy ze stali perlitycznej cechują się większą chropowatością

niż powierzchnie lemieszy ze stali martenzytycznej. Różnice w wartościach parametrów

chropowatości potwierdzono statystycznie.

Praca 08

Zużywanie ścierne elementów skrawających glebę uzależnione jest od warunków

prowadzenia uprawy (głównie prędkości i głębokości zabiegu), stanu fizyko-chemicznego

gleby (m.in. wilgotności, zwięzłości, odczynu gleby i in.), jak również od parametrów

związanych z samymi elementami roboczymi (m.in. geometrii narzędzi, czy też

właściwości tribologicznych materiałów konstrukcyjnych). Do czynników określających


26

warunki uprawy należy zaliczyć również skład granulometryczny gleby. Znaczące różnice

w udziale procentowym poszczególnych frakcji gleby mogą determinować odmienne,

elementarne formy zużywania materiałów elementów roboczych.

W opracowaniu O8 opisano badania zrealizowane w 2018 roku, w których

wykorzystując mikroskopię skaningową (SEM) i pomiary chropowatości, poddano

ocenienie stan powierzchni roboczych lemieszy płużnych użytkowanych w dwóch glebach

różniących się składem granulometrycznym. Na podstawie zastosowanych metod oceny

stanu powierzchni lemieszy zmierzano do określenia mechanizmów zużywania ich

materiału, charakterystycznych dla danych warunków glebowych, określanych w pracy O9

warunkami A i B. W warunkach A gleba charakteryzowała się następującym składem

granulometrycznym: frakcja piasku 70.6 %, pyłu – 25.5 %, gliny – 3.9 %, natomiast w

warunkach B uprawiana gleba cechowała się zwiększonym udziałem frakcji pyłu 39.7 %,

przy udziale piasku i gliny, odpowiednio 52.4 % i 7.9 %. W badaniach wykorzystano

nienapawane lemiesze płużne, składające się z oddzielnej części dziobowej i części

trapezowej.

Z wykorzystaniem elektronowego mikroskopu skaningowego JEOL JSM-5800LV

sprzężonego z mikroanalizatorem promieniowania rentgenowskiego Oxford LINK ISIS-

300 dokonano oceny jakościowej stanu powierzchni roboczej lemieszy. Do pomiaru

chropowatości powierzchni lemieszy zastosowano profilografometr Hommel Tester

T1000, przy czym wyniki pomiarów posłużyły do oceny ilościowej stanu powierzchni

lemieszy, na podstawie następujących parametrów chropowatości: średniego

arytmetycznego odchylenia profilu od linii średniej Ra, całkowitej wysokość profilu

chropowatości Rt, wysokości największego występu nierówności Rp oraz głębokości

największego wgłębienia Rv. W oparciu o wartości wyszczególnionych parametrów

chropowatości wykonano analizę statystyczną, ukierunkowaną na określenie różnic w

stanie powierzchni lemieszy użytkowanych w warunkach A i B. Zastosowano

parametryczne testy istotności dla wartości średnich oraz analizę rozkładu częstości

występowania wartości pomiarowych, dla poszczególnych parametrów chropowatości.

Analiza wyników pomiarów SEM ujawniła różnice w mechanizmach zużywania

ściernego między glebowymi warunkami pracy lemieszy. W warunkach A głównym

mechanizmem zużywania materiału lemiesza było mikroskrawanie i bruzdowanie,

natomiast w warunkach B, cechujących się zwiększonym udziałem drobnych frakcji gleby,

dominowało mikroskrawanie. Różnice w przebiegu zużywania materiału lemieszy

użytkowanych w warunkach A i B potwierdzono również w pomiarach

profilografometrycznych. Lemiesz zastosowany w warunkach A cechował się ogólnie


27

większą chropowatością, co dotyczyło jego części dziobowej i trapezowej, jak również

powierzchni ścianki polowej i powierzchni przyłożenia części dziobowej. Analiza

statystyczna wyników pomiarów chropowatości wykazała istotnie większą chropowatość

powierzchni natarcia lemiesza użytkowanego w warunkach A w stosunku do powierzchni

lemiesza zastosowanego w warunkach B, co dotyczyło parametrów Ra, Rt i Rp. Lemiesz

płużny użytkowany w warunkach A cechował się również większą wartością średnią

parametru Rv, jednak statystycznie nie potwierdzoną. Należy zaznaczyć, że chropowatość

powierzchni ścianki polowej i powierzchni przyłożenia części dziobowej lemiesza, opisana

parametrami Ra, Rt, Rp i Rv, była istotnie większa dla warunków A w odniesieniu do

warunków B.

W opracowaniu wnioskowano m.in. o tym, że wyniki badań

profilografometrycznych i wykonywanych techniką mikroskopii skaningowej, dostarczają

komplementarnych informacji na temat stanu powierzchni roboczych lemieszy płużnych.

Analiza fotografii SEM dostarczyła jakościowych informacji na temat stanu powierzchni

badanych lemieszy, natomiast badania profilografometryczne stworzyły możliwość

wykonania oceny ilościowej.

Praca O9

W pracy O9 dokonano omówienia wybranych wyników badań, które były realizowane

w latach 2014-2017 i stanowiły przedmiot wcześniejszych publikacji wchodzących w

zakres osiągnięcia naukowego (prace O1-O7). Intencją autora było przedstawienie

opublikowanych wyników badań, ich uzupełnienie o dane niepublikowane oraz określenie

dotychczasowego stanu wykonanych prac eksperymentalnych w kontekście

sformułowanych w pracy O9 postulatów badawczych, leżących u podstaw podjętej w

ramach osiągnięcia naukowego problematyki zużywania się w glebie elementów

roboczych narzędzi uprawowych. Przyjęty w opracowaniu sposób prezentacji wyników,

ich analiza i wnioskowanie, stanowią próbę oceny sposobu realizacji badań, a ściślej

przydatności zastosowanych technik pomiarowych do realizacji postulatów badawczych.

Wykonane dotychczas badania polowe i laboratoryjne rozpatrywano m.in. w

odniesieniu do realizacji postulatu identyfikacji, odpowiadających rzeczywistym

warunkom użytkowania, mechanizmów i intensywności zużywania materiałów

zastosowanych w budowie elementów roboczych narzędzi uprawowych. Dokonano

prezentacji wyników badań dłut głębosza oraz redlic kultywatora, przy czym w celu

określenia intensywności zużywania i wykonania oceny porównawczej materiałów

konstrukcyjnych badanych elementów, zastosowano nowy sposób opracowania wyników


28

(uzupełnienie badań opisanych w pracach O4 i O7). Analizę porównawczą wykonano dla

jednostkowych ubytków grubości materiału bazowego, napoiny i płytek ze spieku

węglików, wyznaczonych w miejscach oznaczonych punktami na obrazach graficznych

badanych elementów (rys. 1). Ubytki grubości odnoszono następnie do przebytej przez

elementy drogi tarcia, w celu określenia intensywności zużywania poszczególnych

materiałów użytych w budowie elementów.

Rys. 1. Podstawowe cechy konstrukcyjne i miejsca pomiarowe poddanych badaniom dłut głębosza

i redlic kultywatora: a – dłuto jednorodne materiałowo (wariant konstrukcyjny A), b i c –

dłuta wzmocnione napawaniem oraz płytkami ze spieku węglików (odpowiednio, warianty

konstrukcyjne B i C), d – redlica jednorodna materiałowo (wariant A), e – redlica

wzmocniona napawaniem i płytkami ze spieku węglików (wariant B), f – redlica

wzmocniona płytkami ze spieku węglików (wariant C): 1– płytki ze spieku węglików, 2 –

napoina pasmowa, 3 –napiona powierzchniowa

a) c)

63

90

43

5 70

b)

38

0

7

0

2

1

3

39

0

70

1

2

340

325

300

80

80 80

90

d) e) f)

1 1

3

a1-a5 b1-b5 c1-c5

d1 f1 e1

e2

e3

f3 f2 f4

f5

e5 e4

e7 e6

dłuto A dłuto B dłuto C

redlica C redlica B

redlica A


29

Wcześniej opublikowane wyniki badań redlic kultywatora (praca O7) rozszerzono

również o opracowanie statystyczne pomiarów chropowatości powierzchni natarcia, które

wykonywano w miejscach przyjętych do porównań jednostkowych ubytków grubości

(rys. 1: d, e, f). Na podstawie wyników pomiarów skaningowych (SEM) oraz analizy

statystycznej wyników pomiarów chropowatości dokonano jakościowej i ilościowej oceny

stanu powierzchni natarcia materiału redlic, wnioskując również o mechanizmach ich

zużywania. Zwrócono uwagę na fakt, że spieki węglików po użytkowaniu w glebie

charakteryzują dużą chropowatością w stosunku do pozostałych materiałów redlic, jednak

ulegają zdecydowanie najwolniejszemu zużywaniu. Taki stan powierzchni spieku

węglików odpowiadał badaniom SEM, w których ujawniono wykruszanie się ziaren

węglików, co wpłynęło na wzrost chropowatości powierzchni, wykonanych z nich płytek.

W związku z tym wnioskowano o tym, że destrukcja spieku węglików zachodzi z mniejszą

dynamiką niż elementarne procesy zużywania ściernego napoiny i materiału bazowego

badanych redlic kultywatora.

W publikacji O9, uzyskane dotychczas wyniki badań rozpatrywano również w

kontekście oceny poprawności rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych poddanych

badaniom elementów roboczych. Autor podkreślił w tym względzie nieodzowność

realizacji badań polowych, jako ostatecznie weryfikujących przydatność użytkową

elementów roboczych, a w szczególności takich w budowie których przewidziano

zastosowanie materiałów cechujących się różną odpornością ścierną i własnościami

wytrzymałościowymi. Na podstawie wybranych wyników badań dłut głębosza i redlic

kultywatora zwrócono uwagę na przyczyny utraty zdatności użytkowej badanych

elementów. W oparciu o analizę granicznego stanu zużycia oraz w odniesieniu do

trwałości rozpatrywanych elementów, wnioskowano o ich poprawności konstrukcyjnej.

W omawianej pracy dokonano również weryfikacji przydatności zastosowanych technik

pomiarowych do oceny stanu powierzchni i zmian geometrycznych badanych elementów

roboczych, z uwzględnieniem możliwości wykorzystania uzyskanych wyników w celu

doskonalenia ich konstrukcji. Wskazano na główne założenie badań termowizyjnych,

opisanych w pracach O1-O3 – założenie, że wartość temperatury oraz jej rozkład na

powierzchniach elementów roboczych, w sposób pośredni mogą wskazywać na obciążenie

tych powierzchni przez glebę. Zatem zakładano, że oprócz aspektów czysto poznawczych

wynikających z możliwości wypełnienia luki badawczej (braku doniesień literaturowych

na temat obciążeń termicznych elementów roboczych narzędzi uprawowych), wyniki

badań mogą być przydatne do identyfikacji tych miejsc w elementach roboczych, które

powinny być szczególnie odporne na zużywanie. W opracowaniu zamieszczono


30

niepublikowane wcześniej wyniki badań termowizyjnych lemiesza płużnego oraz dłut

głębosza, które badano w 2015 roku (publikacja O4). Na zamieszczonych termogramach

uwidoczniono rozkłady temperatury na powierzchniach natarcia lemiesza i dłut głębosza

oraz na powierzchni przyłożenia lemiesza i powierzchniach bocznych dłut (rys. 2). W

przypadku dłuta wykazującego największe zużycie zwrócono uwagę na fakt występowania

najwyższej temperatury w obszarze powierzchni jego przyłożenia (skutek tarcia elementu

o dno bruzdy). Rozkład temperatury wskazuje na zasadność poszukiwania sposobów

umacniania powierzchni przyłożenia w elementach obrabiających glebę.

Rys. 2. Zdjęcia termowizyjne dłut głębosza i lemiesza płużnego

37.1ºC

18.5 ºC

32.8 ºC

28.0 ºC

23.1 ºC

45.7 ºC 46.4 ºC

46.9 ºC 52.3 ºC

48.6 ºC dłuto A – widok

z boku 46.6 ºC

43.4 ºC

38.3 ºC

33.1 ºC

27.9 ºC

22.7 ºC max 48.6 ºC

max 50.0 ºC

42.2 ºC

36.4 ºC

30.6 ºC

24.8 ºC

max 48.2 ºC

43.1 ºC

39.0 ºC

35.0 ºC

30.9 ºC

35.0ºC

23.4 ºC

32.9 ºC

29.0 ºC

26.1 ºC

max 39.6 ºC max 36.7 ºC

lemiesz – powierzchnia natarcia

lemiesz – powierzchnia

przyłożenia

max 50.9 ºC

43.7 ºC

38.7 ºC

33.7 ºC

28.7 ºC

23.7 ºC

max 55.9 ºC

max 48.5 ºC

46.8 ºC

39.9 ºC

33.1 ºC

26.2 ºC

41.3 ºC

35.7 ºC

30.2 ºC

24.6 ºC

dłuto A –

powierzchni

a natarcia

dłuto B – widok

z boku

dłuto C – widok

z boku

dłuto B –

powierzchni

a natarcia

dłuto C –

powierzchni

a natarcia


31

4.2.5.Podsumowanie

W niniejszym autoreferacie dokonano syntetycznego omówienia wyników badań

wchodzących w zakres osiągnięcia naukowego. Zarówno autoreferat, jak również

całościowo rozpatrywane prace O1-O9, nie wyczerpują problematyki związanej ze

zużywaniem elementów pracujących w glebie. Dotychczas wykonane badania

eksploatacyjne i laboratoryjne uzupełniają zakres wiedzy w zakresie przebiegu zużywania

się w glebie elementów roboczych narzędzi uprawowych. Zastosowane techniki

pomiarowe, narzędzia analityczne, a przede wszystkim oceniane w warunkach polowych

obiekty badań, w sposób bezpośredni dotyczą praktyki użytkowej w rolnictwie i jako

przedmiot naukowych dociekań wpisują się w aktualnie kreowane trendy postępu

technicznego w budowie elementów pracujących w glebie. Na podstawie dotychczas

zdobytych doświadczeń można wnioskować o tym, w jakim stopniu wykonane prace

eksperymentalne umożliwiły realizację przyjętych celów osiągnięcia naukowego.

1. Przyjęty sposób realizacji badań umożliwił identyfikację mechanizmów zużywania

materiałów zastosowanych w budowie, poddanych badaniom elementów roboczych

narzędzi uprawowych. Do oceny elementarnych procesów zużywania materiałów

konstrukcyjnych obiektów badań zastosowano skaningową mikroskopię elektronową i

pomiary profilografometryczne, uzyskując możliwość jakościowej i ilościowej oceny

stanu badanych powierzchni roboczych (prace O4-O5, O7-O9). Na podstawie wyników

pomiarów chropowatości uzyskano również możliwość oceny statystycznej różnic w

stanie powierzchni roboczych badanych elementów. Należy zaznaczyć, że wkład

wnioskodawcy polega na dostarczeniu deficytowych informacji na temat oddziaływań

zachodzących między glebową masą ścierną, a materiałami które na coraz szerszą skalę

wykorzystywane są w konstrukcji elementów roboczych narzędzi uprawowych. Przede

wszystkim dotyczy to spieków węglików, które z jednej strony uchodzą za

perspektywiczny materiał w doskonaleniu konstrukcji elementów roboczych, z drugiej

zaś jak dotychczas najczęściej badanych w warunkach laboratoryjnych.

2. Przy udziale analizy wymiarowej 3D (prace O4, O6, O7, O9) oraz pomiarów typowymi

narzędziami mierniczymi (suwmiarka, mikrometr – praca O5) określono intensywność

zużywania materiałów zastosowanych w budowie badanych elementów roboczych oraz

związaną z tym dynamikę zmian ich wymiarów liniowych. Dla wyznaczonych

jednostkowych wartości ubytków długości, szerokości i grubości, odniesionych do

wykonanej przez elementy drogi tarcia bądź areału uprawy, stosowano narzędzia

analizy statystycznej. Zastosowane metody pomiarowe i narzędzia analityczne

umożliwiły wykonanie oceny porównawczej charakterystyk tribologicznych: lemieszy


32

płużnych wykonanych ze stali o strukturze perlitycznej i martenzytycznej (praca O5),

materiałów bazowych, napoiny i spieku węglików, które zastosowane były w

konstrukcji dłut głębosza (praca O4) i redlic kultywatora (O7).

3. Obiektami badań były elementy robocze różnych narzędzi uprawowych o często

wcześniej nieweryfikowanej eksperymentalnie poprawności konstrukcyjnej. Ocena

trwałości wybranych obiektów badań, którą wykonywano w oparciu o testy polowe,

wpisuje się w utylitarny cel bań. Dostarcza mianowicie informacji na temat

przydatności użytkowej poszczególnych wariantów elementów roboczych do ich

zastosowania w warunkach uprawy. W badaniach polowych wykazano m.in. wadliwość

jednego z rozwiązań konstrukcyjnych dłut głębosza, które wyposażone były w płytki ze

spieków węglików. Ujawnioną w badaniach dużą podatność płytek na wykruszenia,

powiązano z niedostateczną sztywnością elementu bazowego, co zarazem wskazuje na

możliwy kierunek poprawy ich konstrukcji.

4. O zaletach utylitarnych i poznawczych można mówić w przypadku badań kiedy

przedmiotem zainteresowania wnioskodawcy były wywoływane zużywaniem w glebie

zmiany geometryczne elementów roboczych oraz pomiary termowizyjne,

ukierunkowane na identyfikację obszarów powierzchni najbardziej obciążonych przez

glebę. W odniesieniu do takiego kierunku badań, ponownie dużymi zaletami wykazały

się pomiary 3D, na podstawie których wnioskowano o przydatności użytkowej oraz

poprawności konstrukcyjnej poddanych badaniom elementów (prace O4, O6, O7, O9).

Wizualizacja stanu geometrii elementów zużytych umożliwiła identyfikację obszarów

elementów roboczych, które limitują ich trwałość i wymagają dopracowania

konstrukcyjnego. Wykonane pomiary termowizyjne (O1-O3, O9), szczególnie po

dopracowaniu sposobu ich wykonywania (prace O2-O3, O9), umożliwiły dokonanie

oceny rozkładu temperatury na powierzchniach roboczych badanych elementów. Na ich

podstawie wnioskowano o możliwości identyfikacji obszarów elementów roboczych,

które ze względu na największe obciążenie ze strony gleby wymagają dużej odporności

ściernej.

4.2.6.Wykaz pozycji źródłowych

1. Avery H.S., 1977. Classification and precision of abrasion of materials. ASME, New

York, s. 148-157.

2. Bartkowski D., Kinal G., Dudziak B., Piasecki A., Matysiak W., 2015. Microstructure

and wear resistance of stellite-6/WC metal matrix composite coatings, J. Res. Appl.

Agr. Eng., 60(2), s. 21-25.


33

3. Białobrzeska B., Kostencki P., 2015. Abrasive wear characteristics of selected low-

alloy boron steels as measured in both field experiments and laboratory tests. Wear,

328-329, s. 149-159.

4. Bieniek J., Banasiak J., Komarnicki P., 2006. Zastosowanie termowizji w badaniach

eksploatacyjnych maszyn rolniczych. Inżynieria Rolnicza, 12, s. 17–24.

5. Burwell J.T., 1958. Survey of possible wear mechanisms. Wear, vol.1, s. 119-141.

6. Challen J.M., Oxley P.L.B., 1997. An explanation of the different regimes of friction

and wear using asperity deformation models. Wear, vo1.53, s. 229-243.

7. Dudek K., Banasiak J., Bieniek J., 2003. Diagnostyka węzłów kinematycznych w

kosiarkach rotacyjnych. Eksploatacja i Niezawodność, 4, s. 17–21.

8. Er U., Par B., 2006. Wear of plowshare components in SAE 950C steel surface

hardened by powder boriding. Wear, 261(3-4), s. 251-255.

9. Evans A.G., Wildshaw T.R., 1976. Quasi-static solid particle damage in brittle solids –

I. Observations, analysis and implications. Acta Metallurgica, 24(10), s. 939-956.

10. FAO, 2018. CA Adoption Worldwide, Fao Aquastat Database. Internet:

http://www.fao.org/ag/ca/6c.html.

11. Fielke. J . M, 1996. Interactions of the Cutting Edge of Tillage Implements with Soil.

Journal of Agricultural Engineering Research, 63, s. 61-72.

12. Foley A.G., Lawton P.J., Barker A.W., McLees V.A., 1984. The use of alumina

ceramic to reduce wear of soil-engaging components. J. Agr. Eng. Res., 30, s. 37-46.

13. Friedrich T., Derpsch R., Kassam A., 2012. Global overview of the spread of

Conservation Agriculture, Field Act. Sci. Rep., 6:1–7. Internet:

http://factsreports.revues.org/1941.

14. Hamblin M.G., Stachowiak G.W., 1996. Description of abrasive particle shape and its

relation to two-body abrasive wear. Tribology Transactions, 39, s. 803-810.

15. Hokkirigawa K., Kato K., 1988. An experimental and theoretical investigation of

ploughing, cutting and wedge formation during abrasive wear. Tribology International,

vol.21, (1), s. 51-57.

16. Horvat Z. , Filipovic D., Kosutic S., Emert R., 2008. Reduction of mouldboard plough

share wear by a combination technique of hardfacing, Tribol. Int.; 41(8), s. 778–782.

17. Hrab P., Müller M., 2013. Research of overlays influence on ploughshare lifetime, Res.

Agr. Eng.; 59(4), s. 147–152.

18. Hutchings I.M., 1992. Tribology: Friction and Wear Engineering Materials. Edvard

Arnold, ss. 273.


34

19. Ikranov V., 1985. Abrasive wear mechanism. Proc. Of the 4th European Tribology

Congress Eurotrib '85, vol.4, (5), France, s. 189-196.

20. Kassam A., Friederich T., Derpsch R., Kienzle J., 2015. Overview of the worldwide

spread of conservation agriculture, Field Act. Sci. Rep., 8:1–13. Internet:

http://factsreports.revues.org/3966.

21. Kertész A., Madarász B., 2014. Conservation agriculture in Europe, Int. Soil Water

Conserv. Res., 2(1), s. 91–96.

22. Kostencki P., Borowiak P., Nowowiejski R., 2012. Statyczny i dynamiczny nacisk

wywierany przez glebę pylastą na powierzchnię roboczą lemiesza płużnego.

Tribologia, 6 (246), s. 61–73.

23. Kostencki P., Nowowiejski R., 2006. Wytrzymałość ścierna wybranych lemieszy

płużnych podczas uprawy pyłu zwykłego o dwóch stanach nawilgocenia. Tribologia, 2,

s. 123-142.

24. Kostowski E., 2009. Promieniowanie cieplne. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.

Gliwice, ss. 205.

25. Kragelski I.V., Dobycin M.N., Kombalov V.S., 1977. Osnovyracetov na trenie i iznos.

Masinostrojenie, Moskva.

26. Łabęcki M., 1995. Określenie wpływu stopnia zwięzłości, wilgotności i zakamienienia

gleby na zużycie lemieszy do pługów ciągnikowych. Opracowanie Przemysłowego

Instytutu Maszyn Rolniczych w Poznaniu TT-5/95.

27. Łabęcki M., 2004. Badania laboratoryjne oraz eksploatacyjne wybranych elementów

roboczych maszyn rolniczych pracujących w glebie, wykonanych z nowoczesnych

żeliw ADI. Cz. 2. Badania eksploatacyjne. J. Res. Appl. Agr. Eng., 49(4), s. 41-46.

28. Łabęcki M., Gościański M., Pirowski Z., Olszyński J., 2004. Badania laboratoryjne

oraz eksploatacyjne wybranych elementów roboczych maszyn rolniczych pracujących

w glebie, wykonanych z nowoczesnych żeliw ADI. Cz. 1. Badania laboratoryjne, J.

Res. Appl. Agr. Eng., 49(4), s. 35-40.

29. Mann P.S., Brar N.K., 2015. Tribological aspects of agricultural equipments: A review.

International Research Journal of Engineering and Technology, vol. 02 Issue: 03, s.

1704-1708.

30. Misra A., Finnie I., 1980. A classification of 3-body abrasive wear and design of a new

tester. Wear, 60(1), s. 111-121.

http://factsreports.revues.org/3966


35

31. Müller M., Chotěborský R., Valášek P., Hloch S., 2013. Unusual possibility of wear

resistance increase research in the sphere of soil cultivation, Tehnički Vjesnik; 20(4), s.

641-646.

32. Nalbant, M., Palali A.T., 2011. Effects of different material coatings on the wearing of

plowshares in soil tillage. Turkish Journal of Agriculture, vol. 35, s. 215-223.

33. Napiórkowski J., 1997. Wpływ odczynu gleby na intensywność zużycia elementów

roboczych. Tribologia, 5–6, s. 793–801

34. Napiórkowski J., 2005. Zużyciowe oddziaływanie gleby na elementy robocze narzędzi

rolniczych. Inżynieria Rolnicza 12 (72). Rozprawa habilitacyjna, ss. 171.

35. Napiórkowski J., Kołakowski K., 2010. Wpływ rodzaju warstwy wierzchniej na

przebieg zużywania dłut lemieszy płużnych, Inż. Rol.; 4(122), s. 171-178.

36. Napiórkowski J., Ligier K., 2014. Wear testing of α-Al2O3 oxide ceramic in a diverse

abrasive soil mass. Tribologia, 1, s. 63-74.

37. Napiórkowski J., Ligier K., Pękalski G, 2014. Właściwości tribologiczne węglików

spiekanych w glebowej masie ściernej (Tribological properties of cemented carbides in

abrasive soil mass). Tribologia, 2, s. 123-134.

38. Natsis A., Papadakis G., Pitsilis J., 1999. The Influence of Soil Type, Soil Water and

Share Sharpness of a Mouldboard Plough on Energy Consumption, Rate of Work and

Tillage Quality. Journal of Agricultural Engineering Research, 72, s. 171-176.

39. Natsis A., Petropoulos G., Pandazaras C., 2008. Influence of local soil conditions on

mouldboard ploughshare abrasive wear. Tribology International, 41, s. 151–157.

40. Novák P., Müller M., Hrabě P., 2014. Research of a material and structural solution in

the area of conventional soil processing, Agronomy Res.; 12(1), s. 143–150.

41. Owsiak Z., 1998. Narzędzia skrawające glebę. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej

we Wrocławiu nr 348. Monografie XV. Wydawnictwo Akademii Rolniczej we

Wrocławiu. Wrocław, ss. 90.

42. Pawlik A., 1964. Opory orki w świetle pomiaru ciśnienia skiby na powierzchnię

roboczą korpusu pługa. Biuletyn Prac Naukowo-Badawczych IMER, 3, s. 105–180.

43. Pirowski Z., Olszyński J., Turzyński J., Gościański M., 2006. Elementy maszyn

rolniczych pracujących w glebie wykonane z nowoczesnych tworzyw odlewniczych.

Motorol, 8, s. 169-180.

44. Rabinowicz E., 1965. Friction and Wear of Materials. John Wiley and Sons, New York

vol. 32, s. 168-177.

45. Rabinowitcz E., Mutis A., 1965. Effect of abrasive particle size on wear. Wear, vol.8, s.

381-390.


36

46. Toporov G.V., 1960. The influence of structure on the abrasive wear of cast iron.

Friction and Wear of Machinery, (12), ASME, New York, s. 39-59.

47. Sevierniev M. (red.), 1972. Iznos detalej sel´skohozâjstviennyh mašin. Kolos,

Leningrad, s. 36-40.

48. Solski P., 1968. Zużycie cierne metali. WNT, Warszawa, ss. 226.

49. Stachowiak G.W., Batchelor A.W., 2005. Engineering Tribology. Butterworth-

Heineman, ss. 832.

50. Stabryła J., Starczewski L. 2006. Oddziaływanie wodoronośnych składników gleby na

zużycie ścierne narzędzi rolniczych. Problemy Eksploatacji, nr 1, s. 199–207.

51. Stabryła J., 2007. Research on the degradation process of agricultural tools in soil.

Problemy Eksploatacji, 4, s. 223-232.

52. Stawicki T., Sędłak P. 2015. Thermal imaging studies on grain harwester belt

transmissions. Diagnostyka vol. 16, No.2; s. 37-42.

53. Suh N.P., 1973. The delamination theory of wear. Wear, vo1.25, s. 111-124.

54. Tian Z., Sun W., Shang M., Jiang X., Han W., Li. L., 1989. Application of boronizing

technology on ploughshares and study on the abrasive wear characteristics under low

stress of boronized layer. [in]: M. Wang (eds.) Proceedings of the International

Symposium on Agricultural Engineering (89-ISAE). International Academic

Publishers, Beijing; s. 248-249.

55. Ucgul M., Fielke J. M., 2015. Saunders Ch. Defining the effect of sweep tillage tool

cutting edge geometry on tillage forces using 3D discrete element modeling.

Information Processing in Agriculture 2, s. 130-141.

56. Yilmaz B., 2006. Reduction of wear via hardfacing of chisel ploughshare, Trib. Int., 39,

s. 570–574.

57. Yu H.-J., Bhole S.D., 1990. Development of a prototype abrasive wear tester for tillage

tool materials. Tribology International, vol. 23, Issue 5, s. 309–316.

58. Zhang J., Kushwaha R.L., 1995. Wear and draft of cultivator sweeps with hardened

edges, Can. Agr. Eng., 37(1), s. 41-47.

5.OMÓWIENIE POZOSTAŁYCH OSIĄGNIĘĆ NAUKOWO–BADAWCZYCH

5.1.Osiągnięcia naukowo-badawcze przed uzyskaniem stopnia doktora

Od chwili rozpoczęcia studiów doktoranckich, tj. od roku 2001,moje zainteresowania

naukowe skupiały się na problematyce związanej z eksploatacją maszyn i urządzeń


37

rolniczych, w kontekście ich trwałości i niezawodności. Wiedzę w tym zakresie

zdobywałem głównie pod kierunkiem promotora mojej pracy doktorskiej dr hab. inż.

Edwarda Dreszczyka prof. AR w Szczecinie, ówczesnego kierownika Zakładu Technologii

i Organizacji Napraw, jak również pozostałych, bardziej ode mnie doświadczonych

pracowników Zakładu. Efektem podjętej współpracy i wymiany doświadczeń było

wypracowanie autorskiej koncepcji możliwości wpływania na trwałość elementów

współpracujących tarciowo, na etapie odpowiednio sterowanego procesu obróbki tarciowej

ich powierzchni. Koncepcja ta stanowiła zarazem podstawową tezę badawczą,

prezentowaną na konferencjach naukowych i rozwijaną w autorskich opracowaniach

naukowych (K1, K2, K3, B1, B2, D1, D2), a zwieńczoną pracą doktorską na temat „Wpływ

modyfikacji powierzchni roboczych na cechy użytkowe łożysk ślizgowych wybranych

maszyn rolniczych”. W badaniach wykonanych w ramach pracy doktorskiej wykazano, że

dzięki wykorzystaniu pracy tarcia rolki (próbka) współpracującej w atmosferze aktywnego

medium smarowego z płytką ze spieku węglików, można osiągnąć efekt przyspieszonego

wygładzenia powierzchni próbek materiałowo odpowiadających czopom wału korbowego.

W innym teście tarciowym wykazano, że ukonstytuowane na powierzchniach rolek

warstewki graniczne czynnika smarowego, wpływają na ograniczenie intensywności

zużywania tribologicznego powierzchni przeciw-próbek stalowych, współpracujących z

tymi rolkami w warunkach tarcia suchego. Uzyskane, pozytywne wyniki badań stanowiły

zachętę do rozwijania opisywanej problematyki w oryginalnych pracach naukowych,

opublikowanych po uzyskaniu doktoratu.

5.2.Osiągnięcia naukowo-badawcze po uzyskaniu stopnia doktora

Od czasu uzyskania doktoratu do chwili obecnej, moim głównym spektrum

zainteresowań naukowych pozostaje szeroko pojęta problematyka eksploatacji obiektów

technicznych w rolnictwie, przy czym głównym nurtem dociekań naukowy są zagadnienia

związane ze zużywaniem tribologicznym elementów roboczych maszyn i narzędzi

uprawowych. Znalazło to odzwierciedlanie w publikacjach wchodzących w zakres

osiągnięcia naukowego. Wśród opracowań publikacyjnych, które nie wchodzą w zakres

osiągnięcia naukowego, natomiast dotyczą rozpatrywanej problematyki znajdują się prace

poświęcone prezentacji wyników badań zrealizowanych w ramach doktoratu (D3, D5,K4,

K8, B4), jak również stanowiące ich rozwinięcie (D6, D20,K10, B6). W artykule D6

przedstawiono wyniki badań tribologicznych wykonane w układzie pary tarcia

modelującej węzeł ślizgowy czop-panewka. Zastosowane elementy cierne stanowiły

odwzorowanie materiałowe, a w przypadku rolek, również geometryczne części


38

rzeczywistych. Przyjęta metodyka badań miała na celu weryfikację hipotezy o istotnym

wpływie początkowego stanu mikrogeometrii czopa na tempo zużywania materiału

panewkowego, w warunkach tarcia granicznego. Opracowanie statystyczne wyników

badań stanowiło potwierdzenie przyjętej hipotezy jak również słuszności, formułowanych

we wcześniejszych autorskich opracowaniach (D3, D5), postulatów zakładających

potrzebę standaryzacji stanu początkowego części nowych i po naprawie. Standaryzacja ta

powinna dotyczyć zarówno wymiarów liniowych i kształtu geometrycznego części jak

również odpowiedniego przygotowania ich powierzchni tarcia. Wynika stąd potrzeba

realizacji odpowiedniej jakości procesu konstytuowania technologicznej warstwy

wierzchniej (TWW), ale również przyjęcia odpowiednich kryteriów oceny uzyskanych

efektów. Zagadnieniu temu poświęcono opracowanie D20, w którym zaprezentowałem

wyniki badań stanu mikrogeometrii powierzchni roboczych czopów wału korbowych

jednostek napędowych różnych ciągników rolniczych. Badaniom poddano wały nowe,

wały po ich obróbce wykańczającej w procesie naprawy, jak również uznane za dotarte

(trafiające do naprawy, a nie wykazujące na powierzchniach czopów objawów zużycia

patologicznego). Do opisu stanu powierzchni zaproponowano m.in. alternatywne

parametry chropowatości w postaci wartości współczynników kierunkowych prostych

opisujących charakterystyczne odcinki krzywej udziału materiałowego. Wykonana analiza

porównawcza wykazała przydatność, zaproponowanych przez wnioskodawcę, parametrów

oceny właściwości użytkowych powierzchni roboczych czopów wałów korbowych.

Uzupełnieniem opisywanych badań jest publikacja D22, w której przedstawiono wyniki

dotyczące analizy wymiarowej pasowań początkowych czopów wałów korbowych

silników ciągników rolniczych. Na podstawie rozkładu pól tolerancji średnic czopów

(czopy po ich obróbce regeneracyjnej szlifowaniem) i grubości nowych panewek,

przewidzianych dla danego wymiaru naprawczego wału korbowego, wnioskowano o

rzeczywistych wartościach luzów montażowych. Stwierdzono asymetrię rozkładu średnic

czopów w kierunku mniejszych wartości średnic niż przeciętna wynikająca z szerokości

pola tolerancji oraz występującą asymetrię rozkładu wymiarów panewek w kierunku

mniejszych niż przeciętna ich grubości. W ten sposób wykazano, że w procesie naprawy

uzyskuje się przeciętne i maksymalne luzy montażowe, większe niż wynika to założeń

konstrukcyjnych. Oznacza to mniejszy zapas materiału części współpracujących na

zużywanie się i tym samym wskazuje na mniejszą żywotność całego łożyska.

Do innych oryginalnych prac naukowych o kierunku eksploatacyjnym, w których mam

znaczący twórczy udział, należą opracowania poświęcone ocenie warunków pracy

ciągników rolniczych i kombajnów zbożowych oraz występującym w procesie eksploatacji


39

zmianom jakościowym olejów silnikowych i (D8, D9, D11, D14, D21, K6, K11, K14, B3,

B7). W artykułach D8 i D9 analizowano warunki pracy ciągnika rolniczego i kombajnu

zbożowego, poddając ocenie dane pomiarowe o stanach pracy ich jednostek napędowych.

Do rejestracji stanów pracy maszyn wykorzystano system TRS (Tractor Recording

System), opracowany w Katedrze Podstaw Techniki Akademii Rolniczej w Szczecinie. Na

podstawie wykonanej analizy stanu obciążeń silnika ciągnika rolniczego U 912,

stwierdzono małą efektywność wykorzystania jego mocy w trakcie użytkowania w ramach

prowadzonej działalności produkcyjnej w gospodarstwie rolnym, w którym realizowano

badania. Układ pomiarowy TRS zastosowano ponadto do analizy stanów pracy jednostek

napędowych ciągnika U 912 (badania z lat 2006-2008) oraz kombajnu zbożowego Bizon

Super Z056 (wyniki z lat 2009-2011), w rzeczywistych warunkach eksploatacji tych

maszyn. Zgodnie z przyjęta metodyką badań zmierzano do określenia częstości

występowania nieustalonych stanów pracy silników, charakterystycznych dla ich rozruchu

i wyhamowania (zatrzymań), kiedy na skutek niskich prędkości obrotowych wału

korbowego występują niesprzyjające warunki do realizacji smarowania płynnego

łożyskowań mechanizmu korbowego. W takich sytuacja może dochodzić do kontaktu

współpracujących elementów i intensyfikacji zużywania tribologicznego w

mikroobszarach styku tarciowego. Na podstawie analizy statystycznej wyników

stwierdzono dużą częstość występowania niekorzystnych warunków do realizacji

smarowania na sposób hydrodynamiczny. Uzyskane wyniki zestawiono z badaniami

tribologicznymi zrealizowanymi w układzie imitującym węzeł tarcia czop-panewka.

Wykazano, że charakterystyczne dla rozruchu silnika prędkości względne czopa i panewki

odpowiadają prędkościom względnym, dla których w trakcie testów laboratoryjnych

odnotowywano wzrost intensywności zużywania materiału panewkowego próbek. Główna

konkluzja z badań sprowadzała się do stwierdzenia, że charakterystyczne dla obiektów

badań częste rozruchy i zatrzymania mogą w znacznej mierze przyczyniać się do

ograniczenia żywotności łożyskowań mechanizmu korbowego. Prawidłowa praca

rozpatrywanych łożysk ślizgowych uzależniona jest również od właściwości olejów

smarnych, a przede wszystkim od parametrów lepkościowych tych olejów. Zagadnieniom

tym poświęcono opracowania D11 i D21, w których badano, zachodzące w procesie

eksploatacji, zmiany lepkości dynamicznej olejów silnikowych. Przyjmując za kryterium

oceny przydatności użytkowej oleju jego lepkość dynamiczną stwierdzono, że zalecenia

producentów co do terminu wymiany oleju, szczególnie w przypadku silników

wykorzystywanych w transporcie (D11 - badania porównawcze olejów smarowych

silników rolniczych i samochodów ciężarowych), często nie odpowiadają rzeczywistym


40

potrzebom. W publikacji D14 przedstawiono natomiast wyniki badań eksploatacyjnych, w

których zastosowano pomiary termowizyjne w diagnostyce pracy przekładni pasowych

kombajnów zbożowych. Potwierdzono istotną zaletę tego typu pomiarów, mianowicie

możliwość ich realizacji bez wstrzymywania ruchu obiektu badań (pomiar bezstykowy), co

miało miejsce w przypadku ocenianych przekładni pasowych. Uzyskane wyniki pomiarów

stanowiły potwierdzenie przydatności obrazowania termowizyjnego do oceny stanu

technicznego łożyskowań kół pasowych – ocena na podstawie rozkładu temperatury

obiektu badań.

W moim dorobku naukowym znajdują się również opracowania wykraczające poza

zakres problematyki użytkowania i obsługi maszyn i urządzeń rolniczych, jednak

wpisujące się w nurt badań eksploatacyjnych (F12, B8). W pracy F1 przedstawiono wyniki

badań, w których oceniano wpływ oleju użytego do smarowania układu tnącego

łańcuchowej pilarki spalinowej na jej wybrane cechy użytkowe. Należy zaznaczyć, że

pilarki łańcuchowe zyskują na popularności i są coraz chętniej stosowane w

indywidualnych gospodarstwach rolnych, np. do przygotowania drewna opałowego.

Zastosowanie tych maszyn rodzi określone zagrożenia, w tym środowiskowe, wynikające z

konstrukcyjnie przyjętego otwartego układu smarowania piły łańcuchowej. W badaniach

własnych zastosowano trzy oleje do smarowania układu tnącego pilarki, wykorzystanej do

przerzynki drewna bukowego. Porównywano odpowiednio zmodyfikowany przez autorów

olej rzepakowy, z dwoma olejami dostępnymi w obrocie handlowym (dedykowane do

zastosowanej pilarki). Wykazano istotne różnice w zakresie ilościowego zużycia paliwa i

oleju smarowego układu tnącego pilarki Husqwarna 357 XP, w zależności od rodzaju

zastosowanego czynnika smarowego, przy czym najmniejsze zużycie płynów

eksploatacyjnych miało miejsce przy smarowaniu piły łańcuchowej, zmodyfikowanym

przez autorów, olejem rzepakowym.

Szczególne miejsce w moim dorobku naukowym przypisuję zagadnieniom związanym

z bezpieczeństwem pracy w gospodarstwach indywidualnych. Podjęcie tej problematyki

badawczej wynikało z posiadanych własnych doświadczeń i zainteresowań, jak również

było dodatkowo uzasadnione przygotowaniem do wykonywanej pracy dydaktycznej

(przedmioty: ergonomia i bhp oraz bezpieczeństwo i higiena pracy). W tym zakresie

odbyłem również studia podyplomowe, zwieńczone pracą dyplomową dotyczącą analizy

zmienności stanu wypadkowego w poszczególnych województwach Polski. Efektem

moich dociekań naukowych jest szereg oryginalnych prac twórczych (F3, D7, D10, D15-

18, D25, K15, B10): analitycznych dotyczących warunków pracy w rolnictwie oraz

bazujących na danych statystycznych KRUS i danych epidemiologicznych. Do prac


41

analitycznych zalicza się przykładowo publikacja D7, w której poddano ocenie

przydatności procedury Risk Score do oceny ryzyka zawodowego w rolniczym środowisku

pracy i przebywania. W opracowaniu zwrócono uwagę na specyfikę zawodu rolnika, a w

zasadzie wynikającą z różnego rodzaju wykonywanych prac i obowiązków,

wielozawodowość rolników indywidualnych. W odniesieniu do szeregu występujących

zagrożeń w rolniczym środowisku pracy i przebywania, scharakteryzowano narzędzie

metodyczne jakim jest procedura Risc Score, ze wskazaniem na jej zalety i możliwości

rozwinięcia wyników oceny o prawo V. Pareto. Większość komentowanych pozycji

publikacyjnych, w sposób bezpośredni dotyczy bliższego rozpoznania przyczyn zdarzeń

wypadkowych generowanych przy udziale technicznych środków produkcji. Należy

zaznaczyć, że wśród ogółu zdarzeń wypadkowych w rolnictwie te związane z obsługą i

użytkowaniem obiektów technicznych nie stanowią największego udziału, jednak

dominują kiedy rozpatruje się wypadki ciężkie oraz śmiertelne. Wskazuje to na zasadność

podejmowania badań zmierzających do rozpoznania przyczyn takiego stanu rzeczy i

opracowywania, w oparciu o zdobytą wiedzę, przydatnych dla praktyki prewencyjnej

narzędzi metodycznych minimalizujących ryzyko wypadkowe w rolnictwie. Taki kierunek

badań przyjęto w pracy D17, gdzie na podstawie ogólnie dostępnych danych

statystycznych KRUS, opracowano graf ryzyka wypadkowego oparty na metodzie drzewa

błędów (metoda stosowana w ocenie ryzyka zawodowego). Zasadniczą ideą zastosowania

grafu ryzyka jest inne niż stosowane przez KRUS zestawienia danych wypadkowych

(ujmowane tabelarycznie), dające możliwość poszukiwania związków przyczynowo–

skutkowych pomiędzy wypadkami, a zdarzeniami je inicjującymi, w celu identyfikacji

głównych kierunków działań prewencyjnych. W opracowaniu tym zaproponowano

również narzędzie analityczne w postaci wskaźnika ryzyka wypadkowego do typowania

obiektów technicznych, z zastosowaniem których związane jest największe ryzyko

wypadkowe. Wskaźnik ten bazuje na bezwzględnej liczbie wypadków zachodzących przy

udziale danych maszyn, odniesionej do liczby tych maszyn oraz czasu ich użytkowania w

ciągu roku. Takie podejście stwarza możliwość wytypowania obiektów technicznych,

których obsługa i użytkowanie niesie ze sobą największe ryzyko wypadkowe, czego nie

umożliwiają same dane bezwzględne dotyczące liczby wypadków. W opracowaniu

zamieszczono tok postępowania przy wyznaczaniu wartości wskaźnika ryzyka

zawodowego dla wybranych maszyn i urządzeń rolniczych. W publikacjach D16 i D18

dokonano oceny narażenia zawodowego związanego z użytkowaniem i obsługiwaniem

ciągników rolniczych. Przeanalizowano dane KRUS z lat 2004-2013 (10 lat poczynając od

roku wejścia Polski do struktur UE) dotyczące liczby zdarzeń wypadkowych zachodzących


42

przy udziale ciągników oraz dane CEPIK dotyczące zmian wyposażenia gospodarstw

indywidualnych w ciągniki rolnicze. Między innymi wykazano, że odnowa parku

ciągnikowego w województwie zachodniopomorskim wyniosła około 13% ogółu

eksploatowanych w nim ciągników, co przy uwzględnieniu funkcjonowania programów

wsparcia funduszami unijnymi (preferencyjne kredyty, wsparcie finansowe dla młodych

rolników) należy uznać za mało zadowalający wynik. Przy porównaniu danych z kolejnych

lat, nie stwierdzono wyraźnej korelacji pomiędzy liczbą rejestrowanych nowych

ciągników, a liczbą zdarzeń wypadkowych, która w analizowanym okresie utrzymywała

się na podobnym poziomie. Wnioskowano zatem o tym, że dynamika zmian wyposażenia

gospodarstw rolnych w nowe ciągniki, o wyższym standardzie bezpieczeństwa i ergonomii

pracy, nie przekłada się bezpośrednio na poprawę stanu wypadkowego w gospodarstwach

indywidualnych województwa.

Ryzyko pogorszenia stanu zdrowia w następstwie narażenia na materialne czynniki

środowiska pracy nie sprowadza się w rolnictwie jedynie do prawdopodobieństwa

poniesienia uszczerbku na zdrowiu na skutek zdarzeń wypadkowych. Istotną kwestią jest

uwzględnienie czynników szkodliwych, których oddziaływanie może prowadzić do

stopniowego pogorszenia stanu zdrowia i chorób zawodowych. W takim ujęciu można

rozpatrywać omawianą już pracę F1, w której wskazuję na możliwość skażenia środowiska

olejami smarowymi układu tnącego pilarek spalinowych. Szerzej na temat czynników

szkodliwych traktuje opracowanie D25, w którym analizowałem zapadalność na boreliozę

wśród rolników indywidualnych województwa zachodniopomorskiego w latach 2005-

2014. Na podstawie danych pozyskanych z powiatowych stacji epidemiologicznych

ustalono, że w badanym okresie wystąpiło ogółem 46 przypadków boreliozy, które w

trybie decyzji administracyjnej zostały uznane za patologię zawodową u rolników

indywidualnych. Zmienność liczby przypadków orzeczonej choroby zawodowej

cechowała się przy tym tendencją wzrostową, przy przeciętnym rocznym wzroście

współczynnika zapadalności na boreliozę wynoszącym 2,38 przypadku na 100 tyś.

pracujących w rolnictwie. Stwierdzono również, że choć wyniki wskazują na wzrastające

ryzyko wystąpienia boreliozy u pracujących w rolnictwie, jednak interpretacja

oszacowanych miar narażenia nie jest jednoznaczna. Wynika to z faktu, że obserwowana

dynamika zmian stanu epidemiologicznego może być efektem realnego wzrostu narażenia

zawodowego w rolnictwie (np. w następstwie zmian środowiskowych), ale również

następstwem wzrastającej świadomości rolników i skuteczniejszej diagnostyki medycznej.

W następstwie spotkań dydaktycznych ze studentami zaocznymi TRiL, z których wielu

świadczyło pracę w Lasach Państwowych, zrodził się pomysł na publikację F3. W


43

opracowaniu tym analizowałem zapadalność na boreliozę z Lyme u pracowników

leśnictwa w województwie zachodniopomorskim w latach 2005-2014. Badaniami objęto

wytypowaną grupę pracowników sektora leśnego, tj. zatrudnionych na stanowiskach

nierobotniczych w jednostkach organizacyjnych Lasów Państwowych z siedzibami

leżącymi w granicach administracyjnych województwa zachodniopomorskiego. Przy

życzliwej pomocy Regionalnej Dyrekcji Lasów Państwowych w Szczecinie pozyskano

informację o stanie zatrudnienia w RDLP Szczecin, RDLP Szczecinek oraz RDLP Piła,

przy czym dane te dotyczyły zatrudnienia według wskazanego miejsca świadczenia pracy,

tj. siedzib nadleśnictw terytorialnie odpowiadających administracyjnym granicom

województwa zachodniopomorskiego. Miało to na celu odniesienie danych o zatrudnieniu

do danych o zapadalności na boreliozę, które pozyskano z poszczególnych Powiatowych

Stacji Sanitarno-Epidemiologicznych (PSSE) województwa zachodniopomorskiego.

Przyjęcie takiego sposobu postępowania miało na celu zobiektywizowanie uzyskanych

wartości współczynnika zapadalności, dzięki odpowiedniemu doborowi danych

wyjściowych, co w odniesieniu do innych opracowań z tego zakresu (inne rejony Polski,

bądź dane ogólnokrajowe) należy uznać za unikatowe. W innych opracowaniach regułą

jest odnoszenie danych o zapadalności na boreliozę do ogółu zatrudnionych, co jest

obarczone dużą niepewnością, ze względu na przyjmowanie szacunkowych danych o

zatrudnieniu w leśnictwie. Uzyskano, znacznie większe niż u innych autorów, wartości

współczynnika zapadalności na boreliozę z Lyme, co wskazuje na to, że dotychczas

publikowane informacje dla sektora leśnictwa mogą nie oddawać w pełni rzeczywistej

skali ryzyka zawodowego. O stanie bezpieczeństwa pracy w lasach traktuje również

opracowanie D15, gdzie zmierzano do ustalenia zależności pomiędzy poziomem

wyszkolenia operatora maszyny wielooperacyjnej do prac leśnych, a stanem

bezpieczeństwa w miejscu pracy. Badania przeprowadzono metodą wywiadu kierowanego

na celowo dobranej grupie operatorów maszyn, tj. 22 operatorów harwesterów oraz 19

operatorów forwarderów, którzy realizowali zadania na terenie RDLP Szczecin w okresie

2013-2014. Wyniki porównywano z ofertą rynkową dla osób zamierzających uzyskać

uprawnienia do kierowania takimi maszynami, zwracając uwagę na ich zbieżność z

wymaganiami w obszarze kompetencji operatora. Na podstawie zgromadzonych danych

stwierdzono m.in., że oferta rynkowa kursów szkoleniowych, głównie ze względów na

stosunkowo mała liczbę godzin nauki praktycznej, jest nie wystarczająca do osiągnięcia

przez kursantów pożądanych wymagań kwalifikacyjnych.


44

Inne twórcze osiągnięcia naukowe.

Posiadaną wiedzę i doświadczenia badawcze z zakresu problematyki tarcia i zużywania

typowych elementów maszynowych (elementy robocze pracujące w glebie, łożyskowania

mechanizmu korbowego) miałem szansę rozwinąć o zagadnienia dotyczące materiałów

polimerowych, jako perspektywicznej grupy tworzyw konstrukcyjnych, możliwych do

szerszego zastosowania w maszynach i urządzeniach rolniczych. Aktualnie tworzywa te

stosowane są do budowy niskoobciążonych, bezobsługowych węzłów ślizgowych, jednak

poszukuje się możliwości ich doskonalenia tak by mogły spełniać bardziej wymagające

zadania. W pracach F2 i F4 przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych polipropylenu,

który testowano pod względem jego przydatności na elementy ślizgowe. Ogólnym celem

badań było sprawdzenie właściwości tribologicznych polipropylenu nasączanego różnymi

olejami, przy założeniu, że można dzięki jego wysyceniu płynną substancją smarową

uzyskać korzystne efekty ograniczenia siły tarcia i zużywania materiału. W opracowaniu

F2 zamieszczono wyniki badań tribologicznych próbek polipropylenu nasączanych

olejami: roślinnym RME, silnikowym oraz przekładniowym, które porównywano z testami

tarciowymi próbek wykonanych z czystego polipropylenu. Dla stałej wartości obciążenia

węzła testowego wynoszącej 343 N, drogi tarcia równej 1840 m oraz zmiennych prędkości

poślizgu (od 0,13 do 1 m ∙ s-1

) wykazano korzystne efekty procesu nasączania próbek, tj.

spadek wartości momentu tarcia, mniejsze wartości temperatury węzła tarcia i zużycia

materiału, w porównaniu z próbkami czystego polipropylenu. W opracowaniu F4 opisano

wyniki tribologicznych badań polipropylenu czystego, teflonu, poliamidu (PA 6.6, PA

MoS2) oraz polipropylenu nasączanego olejami: roślinnym RME, silnikowym oraz

przekładniowym. Testy badawcze wykonywano dla narastającej wartości obciążenia węzła

tarcia (od 0 – 1030 N: przyrost 2,16 N ∙ s-1

), prędkości poślizgu (od 0,13 do 0,62 m ∙ s-1

) i

drodze tarcia (od 62,4 do 297,6 m), przy czym rejestrowano wartości momentu tarcia,

temperaturę węzła tarcia oraz zużycie liniowe próbek. Zastosowano również technikę

skaningowej mikroskopii elektronowej do opisu wiodących mechanizmów zużywania

materiałów próbek. Dla zastosowanych niskich prędkości poślizgu i obciążeń uzyskano

niejednoznaczne wyniki nie dające podstawy do tego by wnioskować o korzystnym

wpływie modyfikacji polipropylenu na jego parametry tribologiczne. Natomiast przy

największych wartościach wymuszeń (szczególnie przy największych prędkości ślizgania),

w przypadku nasączanych próbek polipropylenu, wykazano korzystniejsze jego

właściwości tribologiczne w porównaniu do pozostałych poddanych badaniom materiałów.

W zakresie identyfikacji mechanizmów zużywania stwierdzono dla polipropylenu, że przy

niskiej prędkości liniowej dominuje zużycie adhezyjne. Ze wzrostem prędkości poślizgu


45

generowane były większe ilości ciepła, co prowadziło do mechanicznego zużywania

próbek. W przypadku pozostałych badanych polimerów najważniejszym mechanizmem

zużycia była adhezja. Zaobserwowano również objawy zużycia zmęczeniowego oraz

odkształceń plastycznych. Badania nad nasączaniem materiałów polimerowych rozwinięto

o zastosowanie różnych olejów pochodzenia naturalnego (oleje roślinne) i mineralnego,

przy jednoczesnym doskonaleniu samego zabiegu nasączania. Efektem finalnym badań jest

patent P 409170 „Sposób otrzymywania materiału polimerowego do wytwarzania

elementów par ślizgowych”.

Od stosunkowo niedawna zajmuję się również zagadnieniami związanymi z energią

odnawialną. Zainteresowanie tą tematyką wynika z faktu jej aktualności oraz stanowi

podstawę mojego przygotowania merytorycznego do prowadzenia zajęć na kierunku

studiów OZE. Do oryginalnych prac naukowych, w których mam wkład twórczy, należy

kilka opracowań (F3, D12, D19, K13). W pracy F3podjęto problem oceny ekotoksycznego

wpływu odpadów powstających w procesie zgazowania biomasy. Dokonano

charakterystyki procesu zgazowania masy drzewnej zwracając uwagę na fakt powstawania,

w trakcie konwersji energii chemicznej zgromadzonej w drewnie do postaci paliwa

gazowego (proces uzyskiwania gazu syntezowego), strumienia substancji odpadowych w

postaci popiołu i smoły. Jednym ze składników substancji odpadowych są

wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, stanowiące trwały odpad organiczny,

łatwo wiążący się z powierzchniową warstwą gleby. Węglowodory te mogą gromadzić się

w roślinach, których włączenie w łańcuch pokarmowy człowieka może skutkować

zagrożeniem zdrowia i życia. W opracowaniu przedstawiono wyniki testów

laboratoryjnych ukierunkowanych na określenie toksycznego wpływu na glebę dwóch

produktów ubocznych będących pochodnymi procesu gazyfikacji. Pierwszą z badanych

substancji pozyskano z procesu, w którym zanieczyszczenia gromadziły się w filtrze

suchym i miała ona postać smoły pogazowej. Druga pochodziła z filtra zawierającego na

dnie olej, na powierzchni którego wytrącały się zanieczyszczenia z gazu procesowego

(mieszanina smoły i oleju silnikowego). Wpływ zanieczyszczeń na glebę oceniano na

podstawie wskaźników jej aktywności biologicznej, wzrostu i rozwoju jęczmienia jarego

oraz zmianę parametrów fizjologicznych rośliny. Stwierdzono bardziej negatywne

oddziaływanie na glebę mieszaniny smoły z olejem silnikowym niż samej smoły.

Generalnie obecność zanieczyszczeń w glebie wpłynęła na ograniczenie wzrostu korzeni i

nadziemnych części jęczmienia jarego, ponadto zarejestrowano pogorszenie efektywności

fotosyntezy na syntezę pigmentu asymilacyjnego i zawartość wody w roślinie. W

publikacji D12 przedstawiono wyniki badań efektywności wykorzystania promieniowania


46

słonecznego do przygotowania ciepłej wody użytkowej, na potrzeby Ośrodka Energii

Odnawialnej należącego do Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego

w Szczecinie. Niejako tłem dla podjętych badań były założenia polityki energetycznej

kraju oraz planowane zmiany w zakresie oceny efektywności energetycznej budynków. W

artykule zwrócono uwagę na zasadność stosowania w budownictwie instalacji OZE, w

perspektywie wówczas zakładanych zmian legislacyjnych. Aktualnie obowiązujące

przepisy determinują potrzebę poprawy standardów budownictwa energooszczędnego,

poprzez zastosowanie odnawialnych źródeł energii – konieczność spełnienia wzrastających

wymagań w zakresie obniżenia wartości wskaźnika EP (ujmuje zapotrzebowanie na

nieodnawialną energię pierwotną). Na podstawie wykonanych badań wykazano, że

przyjęta wielkość kolektorów oraz ich usytuowanie, umożliwiają uzyskanie niezbędnej dla

potrzeb ośrodka ilości c.w.u., w miesiącach od kwietnia do września. Efektywny czas

pracy w tym okresie wyniósł około 1020 godz., przy przeciętnym czasie pracy kolektorów

w ciągu dnia 5,6 godz. W pracy D19 przedstawiono wyniki badań, których celem było

zweryfikowanie możliwości obniżenia energochłonności procesu suszenia trocin

drzewnych wykorzystywanych do produkcji pelletów. W tradycyjnym sposobie produkcji

pelletów istotną rolę odgrywa proces suszenia surowca drzewnego do technologicznie

wymaganej wilgotności. Zabieg ten przyczynia się do zwiększenia kosztów produkcji i

skutkuje podniesieniem ceny produktu finalnego. W opisywanych badaniach sprawdzano

czy poddanie materiału drzewnego procesowi zgniatania, przed jego suszeniem,

spowoduje usunięcie części wody. Stwierdzono, że wstępne zgniatanie może skrócić czas

potrzebny do suszenia trocin, jednak ze względu na uproszczoną metodykę i dużą liczbę

zmiennych (wartość siły zgniatającej, rozdrobnienie materiału drzewnego, początkowa

wilgotność, czasu trwania zgniotu, grubości warstwy zgniatanej, gatunek drewna),

efektywność tego procesu jest trudna do oszacowania.


47

6.PODSUMOWANIE DOROBKU NAUKOWO-BADAWCZEGO

Efektem prowadzonych przeze mnie badań jest dorobek, na który składa się łącznie 39

oryginalnych prac naukowych (bez streszczeń zjazdowych i konferencyjnych, prac w

suplementach czasopism i in. nieujętych w wykazach MNiSW). Zestawienia informacji na

temat mojego dorobku naukowo dokonano w tab. 1, ujmującej publikacje w czasopismach

znajdujących się w bazie JCR oraz w tab. 2, stanowiącej zestawienie podsumowujące

dotychczasowy dorobek publikacyjny.

Tabela 1. Publikacje w czasopismach znajdujących się w bazie JCR

Czasopismo Rok wydania Zgodnie z rokiem wydania

Impact Factor Punktacja MNiSW

Drewno 2016 0.642 15

Iranian Polymer

Journal 2016 1.806 25

Tribology

International 2016 2.259 35

Metals 2017 1.704 30

Environmental

Science and Pollution

Research

2017 2.800 30

Medycyna Pracy 2017 0.610 15

International Journal

of Polymer Science 2017 1.718 25

Archives of Civil and

Mechanical

Engineering

2018 2.763 30

Metals 2018 1.704 30

Suma - 16.006 235


48

Tabela 2. Łączny dorobek naukowy

Kategorie publikacji Liczba

publikacji

Punktacja

MNiSW

wg roku wydania

Punktacja MNiSW

aktualnie obowią-

zująca (2018 r.)

Artykuły w czasopismach

znajdujących się w bazie JCR 9 235 235

Artykuły ujęte na liście B

wykazu czasopism

punktowanych MNiSW

21 188 176

Rozdziały w monografiach

wydanych w języku polskim 6 24 24

Rozdziały w monografiach

wydanych w językach

obcych

3 13 15

Oryginalne prace w

materiałach

pokonferencyjnych oraz

publikacje

popularnonaukowe

15 0 0

Suma 54 460 450

Szczecin 15.02.2019 r.

Dr inż. Tomasz Stawicki · Dr inż. Tomasz Stawicki Autoreferat Załącznik II 4 c) Studia...

Documents

Transcript of Dr inż. Tomasz Stawicki · Dr inż. Tomasz Stawicki Autoreferat Załącznik II 4 c) Studia...