Topography of rolling bearings cooperating surfaces measured with an atomic force microscope

W niniejszej pracy autorzy przedstawiają wyniki pomiaru topografii powierzchni współpracujących elementów w łożyskach tocznych przeprowadzone na mikroskopie sił atomowych (AFM). Badaniu topografii powierzchni poddano elementy toczne (kulki, rolki) oraz bieżnie łożysk tocznych przepracowanych i nowych. Badania zostały przeprowadzone na mikroskopie sił atomowych typu NT-206 firmy MTM z Białorusi. Zaprezentowane w pracy wyniki topografii powierzchni zawierają również wyliczone wartości chropowatości Ra i Rq oraz wartość maksymalnej odległości pomiędzy najniższą a najwyższą nierównością. Dzięki programowi komputerowemu SurfaceXplorer topografię powierzchni przedstawiono w pracy w trzech postaciach: mapy powierzchni, trójwymiarowego obrazu chropowatości powierzchni i profilu przez wybrany przekrój powierzchni. Dodatkowo zaprezentowano również rozkłady wysokości chropowatości. Uzyskane wyniki pozwalają na dokonanie oceny stopnia i rodzaju zużycia badanych elementów w skali mikro, pomogą również w projektowaniu takiej warstwy wierzchniej elementów współpracujących, aby uzyskiwać jak najlepsze efekty tribologiczne.In this paper authors present measurements results of the surface topography of the cooperating surfaces of rolling bearings conducted with an atomic force microscope (AFM). Measurements of surface topography were made for rolling elements (balls, rollers) and races of non-used and used rolling bearings. In the investigations, the authors used the Atomic Force Microscope NT-206 produced in MTM in Minsk, Republic of Belarus. The presented results of surface topography measurements include calculated values of profile roughness parameters Ra and Rq and the distance between maximum peak height and maximum valley depth. The application SurfaceXplorer was used for processing obtained data and the visualization of surface topography in the three forms: a surface roughness map, a three-dimensional surface topography plot and a profile graph in selected cross-section. Furthermore distribution functions graphs of peaks and valleys heights, tilt and orientation are presented. The results and information about surface topography allows one to evaluate the degree and type of wear in microscale and will help to design surface layers with improved tribological properties