Изнашивание полимерных материалов

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ИЗНАШИВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Механизм истирания полимерных материалов [c.106]

Знание механизма трения и изнашивания полимерных материалов, общих закономерностей этих явлений и их связи со свойствами и структурой [c.61]

Изнашивание полимерных материалов существенно зависит от параметра шероховатости стального контртела. Допустимой является шероховатость поверхности после токарной обработки с Ra = 0,63ч-1,25 мкм. Заметное влияние на изнашивание оказывает и направление штрихов обработки, которое должно совпадать с направлением скольжения. С увеличением шероховатости усталостное изнашивание может перейти в абразивное. При контакте очень гладких поверхностей усиливается адгезионное взаимодействие, в результате чего изнашивание может резко возрастать. [c.67]

Ряд интересных особенностей фрикционного взаимодействия связан с характером поведения тонких поверхностных слоев полимерных материалов при фрикционном взаимодействии. По-видимому, наиболее явно роль фрикционного переноса проявляется при трении и изнашивании полимеров и материалов на их основе [25]. Вид и кинетика образования пленок переноса у полимеров определяют их коэффициент трения и интенсивность изнашивания, в особенности в контакте с металлами, когезионная энергия которых значительно выше, чем у полимеров. При исследовании трения и изнашивания полимерных материалов выявлена связь фрикционных характеристик с такими фундаментальными характеристиками материалов, как энергия связи, спектры поглощения электромагнитного излучения и т. д. В этой связи чрезвычайно интересно открытие у полимерных материалов явления аномально низкого трения (Е. А. Духовской, А. А. Силин и др.), возникающего при облучении их поверхностных слоев частицами высокой энергии. Это открытие в явном виде обнаруживает связь основных характеристик фрикционного взаимодействия с энергетическим состоянием поверхностного слоя твердого тела. Указанная связь прослеживается и при обработке по>гр-хностных слоев такими высокоэнергетическими методами, как ионная имплантация, лазерное, электронное и ионное облучение. [c.30]

Изнашивание полимерных материалов. Специфическое строение полимерных материалов предопределяет их физическую природу разрушения и изнашивания [1, 2]. Известно, что полимеры состоят из цепных молекул, каждая из которых построена чередованием сотен - тысяч одинаковых или разнотипных звеньев (мономеров). Молекулы могут иметь линейную или пространственную структуру. Между звеньями мономеров существуют прочные химические связи, в то время как смежные цепи взаимодействуют со значительно меньшими силами межмолекулярного сцепления. Взаимное расположение молекулярных цепей не является совершенно случайным. Полимерный материал содержит надмолекулярные образования в виде глобул, пачек цепей, отдельных кристаллитов и т.д. [c.149]

ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИЗНАШИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.91]

Вследствие названных причин абразивная износостойкость эластичных полимеров (резин) в несколько раз выше износостойкости твердых полимеров (пластмасс). В среднем износостойкость полимерных материалов в условиях абразивного изнашивания в 5-10 раз ниже износостойкости сталей и сплавов. [c.130]

Внедрение полимерных материалов в ремонтном производстве сопровождалось широким исследованием пластмасс на изнашивание, а в конечном итоге были разработаны способы восстановления деталей пластмассами [127]. Кроме того, разработаны методики оценки проектируемых машин на ремонтную технологичность, а также основные направления по повышению надежности и долговечности машин в процессе их капитального ремонта. Эти работы весьма полезны для конструкторов и технологов, проектирующих новые машины, так как они способствуют созданию машин, эксплуатация которых обойдется значительно дешевле и даст возможность восстанавливать заданный уровень надежности в процессе ремонта. Все работы посвящаются конструктивно-технологическим основам создания надежных машин и развитию ремонтопригодности машин в свете проблемы надежности. Наибольший интерес среди этих работ представляет создание и исследование износостойкости прерывистых металло-пластмассовых поверхностей трения в узлах трения машин и механизмов. Результаты исследования таких поверхностей на изнашивание показали, что во многих узлах трения машин и механизмов с успехом можно заменить детали из цветных металлов чугунными в конструктивно-технологическом соединении с полимерными материалами, так как износостойкость последних во много раз выше, а следовательно, и срок службы их больше, что в значительной мере будет способствовать решению проблемы создания надежных машин и механизмов. [c.19]

Способность полимерных материалов, в частности мягких пластмасс, поглощать абразивные частицы и относительно хорошо сопротивляться абразивному изнашиванию обеспечивает повы- [c.85]

Полимерные материалы находят все большее применение в узлах трения машин, приборов и аппаратов. По ряду показателей трения и изнашивания они значительно превосходят металлы, позволяют снизить вибрационные и шумовые эффекты и обеспечить значительный технико-экономический эффект. [c.3]

В работах [3, 7, 12, 13] указывается, что при истирании любых полимерных материалов по шкурке их изнашивание пропорционально нагрузке М. [c.110]

Следовательно, (прочность и твердость полимерных материалов не определяют их сопротивления изнашиванию по шкурке [4]. [c.111]

Рис. 1.1. Сравнение интенсивности изнашивания антифрикционных полимерных материалов (цифры обозначают группы материалов по табл. 1.1)

В работе [38] приведены формулы для оценки интенсивности изнашивания материалов в зависимости от их поверхностных и усталостных свойств и параметров шероховатости. Основные положения теории усталостного изнашивания применительно к полимерным материалам нашли экспериментальное подтверждение [23]. [c.65]

Существует связь также между параметрами изнашивания и физико-механическими характеристиками полимерных материалов. Скорость абразивного изнашивания зависит от твердости и относительного удлинения. Для других видов изнашивания связь с физикомеханическими свойствами менее характерна. Изнашивание определяется прежде всего свойствами поверхностных слоев взаимодействующих материалов. [c.66]

Влияние усталостного и абразивного изнашивания при трении различных полимерных материалов показано на рис. 1.24 [49]. На отметке 100% по оси ординат условно находится точка полностью абразивного изнашивания, а на отметке О — точка полностью усталостного изнашивания. На оси абсцисс изображено изменение модуля упругости, а на оси ординат — виды изнашивания (ВИ, %). В направлении, указанном стрелкой, осуществляется увеличение модуля упругости материала. Зона I характерна для эластомеров, имеющих весьма малый модуль упругости и значительный процент усталостного изнашивания при трении. Зона II характерна для термопластов, которые могут одновременно подвергаться и усталостному, и абразивному изнашиванию. Зона III характерна для армированных термореактивных пластмасс, модуль упругости которых достаточно велик и роль абразивного изнашивания при трении особенно значительна. [c.66]

Таким образом, основное воздействие на процессы трения и изнашивания антифрикционных полимерных материалов оказывает температура, влияющая и на физико-механические свойства самих материалов, и на интенсивность протекания физико-химических процессов в зоне контакта полимера с металлом. Поэтому такое внимание уделяется расчетам температуры эксплуатации подшипниковых узлов, которая определяется величинами теплообразования на поверхностях трения и теплоотводом от них через вал и корпус узла. [c.67]

Окружающая газовая среда через щелевой и адсорбционный эффекты [19] оказывает существенное влияние не только на трение фрикционных полимерных материалов, но и на изнашивание. [c.230]

Если адгезия значительна, то разрушение возникаюш,ей связи возможно как по полимеру, так и по металлу. В итоге будет перенос материала с полимера на металл, с металла на полимер или одновременно с одной поверхности на другую. Это также объясняет наблюдаемое изнашивание более твердого металла более мягким полимерным материалом. [c.104]

Значительная часть кранов и конвейеров на металлургических и химических заводах работает в условиях повышенной загазованности. Промышленные газы ускоряют процесс коррозионного изнашивания металлических элементов машин и старения полимерных материалов. [c.202]

Кислород воздуха, попадая в зоны пластического деформирования металла контактирующих поверхностей деталей, окисляет микрообъемы металла и ускоряет процесс их механического изнашивания, вызывает старение полимерных материалов ( озонное старение полимеров). [c.203]

Износные отказы относятся к постепенным. Они являются результатом изнашивания элементов или старения полимерных материалов. [c.222]

Модель жесткопластического тела оказывается недостаточной для объяснения природы изнашивания хрупких тел и полимерных материалов. [c.148]

Влияние скорости, главным образом, сводится к фрикционному нафеву. Другое проявление скорости - возбуждаемые в результате движения вибрации, роль которых в процессах изнашивания при больших скоростях может оказаться существенной. Существен скоростной фактор и при изнашивании тел со сложной реологией, в частности из полимерных материалов. [c.151]

Карелин В, Я-, Применение полимерных материалов для защиты насосов от кавитационного и абразивного изнашивания, ВиСТ, 1966, ЛЬ 2, [c.208]

Влияние условий окружающей среды. На эксплуатационные свойства полимерных материалов большое влияние оказывает окружающая среда. Исследования показали, что важнейшими факторами являются тепловой, механический и химический. К тепловому фактору относят способ теплопередачи, скорость нагревания, время нагревания и общую тепловую нагрузку к механич кому фактору - нагрузку, изнашивание, вибрацию, силы инерции и др. к химическому фактору - процессы окисления, реакционную способность и пр. Значения каждого из параметров, характеризующих окружающую среду, могут изменяться в широких пределах в зависимости от областей применения уплотнений. [c.8]

Современное машиностроение требует создания надежных ГУ для неподвижных и подвижных соединений деталей машин. Кроме обеспечения герметичности, уплотнительные узлы должны обладать хорошими антифрикционными свойствами (обеспечивать незначительный износ контактирующих деталей) и достаточной термической и химической стойкостью. Это приводит к необходимости разработки новых полимерных материалов, изучению динамики машин, трения и изнашивания [44], механизма и условий герметизации. [c.21]

Механизм абразивного изнашивания полимерных материалов определяется степенью их эластичности. В высокоэластичный материал—резину, вулкаллан, полиуретановый вулканизат и другие абразивные частицы легко вдаливаются, не вызывая пластической деформации даже при глубоком внедрении. Абразивное зерно, перемещаясь по поверхности, прилагает к ней силы трения. Не касаясь сложной картины напряженного состояния в материале, нетрудно представить себе, что силы трения впереди зерна вызовут сжатие, а сзади него — растяжение. Под действием многократных растягивающих напряжений происходят микроразрывы, часть материала с поверхности уносится с образованием волнообразного рельефа из выступов и впадин в направлении, перпендикулярном движению абразива (рис. П16). Такая текстура наблюдалась рядом исследователей, например Ш. М. Биликом. [c.159]

Изнашивание полимеров при наличии абразива имеет специфические особенности, связанные с их деформационно-прочностными свойствами. Характерного влияния твердости на износостойкость не прослеживается. Для полимерных материалов более заметна связь износостойкости с модулем упругости, причем наблюдается тенденция к повышению износостойкости с уменьшением модуля упругости. Существенное влияние на изнашивание полимерных материалов оказывают температурновременные факторы, что еще раз подтверждает термоактивационный характер процесса их изнашивания. [c.157]

Материалы на основе фенолформальдегидных полимеров (ФФП). Фенолформальдегидные полимеры широко применяют при создании актифрикционных полимерных материалов ввиду их повышенной термической и химической стойкости и износостойкости. Для улучшения триботехнических свойств в ФФП вводят специальные наполнители (графит, свинец, M0S2, оксиды алюминия и меди, кремний, порошки алюминия, железа и меди, а также базальтовые, стеклянные и углеродные волокна, технический углерод, асбест, различные волокна), что позволяет получить самосмазывающиеся материалы с низкими коэффициентом трения без смазки (0,04-0,06) и интенсивностью изнашивания (10 -10 " ) для подшипников скольжения, уплотнений, направляющих, работающих при повышенных температурах. Известны самосмазывающиеся материалы на основе ФФП следующих марок АТМ-1, AMT-IE, Вилан-9Б, Синтек-2, АМАН-24. [c.37]

Рис. 4.9. Влнянме температуры на предел прочности а и интенсивность изнашивания J полимерных материалов

Изнаишвание более жестких и хрупких полимерных материалов происходит в основном в результате микрорезания. На интенсивность изнашивания сильно влияет характер надмолекулярной структуры материала. При трении с фаничной смазкой преобладание кристаллических областей в структуре полимера над аморфными обеспечивает его более высокую твердосп, и износостойкость. Между тем увеличение степени кристалличности снижает износостойкость полимера при абразивном изнашивании. Это объясняется тем, что даже при повышении твердости полимера за счет увеличения кристаллических областей она остается в несколько раз ниже твердости абразива, поэтому повышение твердости оказывается неэффективным. Уменьшение эластичности гюлимера создает более благоприятные условия для начала срезания абразивными частицами микрообъемов материала при срезе опреде- [c.129]

Многолетняя эксплуатация подшипников скольжения из рассматриваемых полимерных материалов позволила определить области применения различных типов полимерных подшипников. В узлах с периодической смазкой наибольшей нагрузочной способностью обладают подшипники из СФД, а в узлах с разовой смазкой — подшипники из АТМ-2. В узлах с ограниченной смазкой, в которых по требованиям к точности термопластичные подшипники не могут быть уста новлены, рекомендуется использовать металлофторопластовые подшипники Однако в этом случае необходимо проверить, обеспечат ли подшипники требуе мый срок службы, так как их нагрузочная способность сравнительно невелика Срок службы металлофторопластовых подшипников определяется интен сивностью их изнашивания. Для оценки их срока службы в узлах рекомендуется руководствоваться следующими данными [c.100]

Витки червяков и зубья червячных колес изготовляют чаще всего на металлорежущих станках. Для червяков применяют технологические процессы изготовления, описанные в гл. Ill, а также высокопроизводительный метод резь-бонарезания специальными фрезами на автомате. Зубья червячных колес нарезают фасонными фрезами на зубофрезерных станках и другими способами. Для уменьшения изнашивания зубьев колеса и быстрого прирабатывания их к виткам червяка (при значительных окружных скоростях) зубчатый венец колеса изготовляют из бронзы, латуни и полимерных материалов (капролона и др.). Зубчатый венец в этих случаях присоединяют к ободу болтами или шпильками, иногда запрессовывают и дополнительно крепйт винтами. Применение составных червячных колес позволяет уменьшить расход дорогостоящих материалов, так как все колеса, кроме зубчатого венца, выполняют из дешевой стали или чугуна. При использовании полимерных материалов часто применяют колеса с обедами (зубчатыми венцами), армированными втулками (ступицами) в пресс-формах. [c.199]

Вследствие того что древесина является естественным полимерным материалом, при трении ее по стальной поверхности при высокой температуре (выше 100 °С) выделяется водород, приводящий к водородному изнашиванию пары трения. Впервые это установил Б. И. Купчинов с сотрудниками [46]. Проведенный анализ газов, выделяющихся при трении ДП по стали, показал в них содержание водорода до 6% объема. Выделяющийся водород проникает в поверхностные слои стального вала, приводит к повышению концентрации внутренних напряжений, охрупчивает сталь и разрушает трущуюся поверхность. Это проявление водородного изнашивания, открытое Д. Н. Гаркуновым [24, 37], снижает срок службы трущейся пары. Для связывания водорода Б. И. Купчинов предложил пропитывать древесину [c.179]

Фрикционные полимерные материалы должны обладать стабильным значением коэффициента трения, высокой износостойкостью, термостойкостью. Коэффициент трения должен составлять 0,25-0,50. Интенсивность изнашивания не должна превышать I = к/Ь = (где Н — толш ина истертого слоя, Ь — путь трения) в условиях большого диапазона скоростей скольжения и нагрузок. Полимерные фрикционные материалы применяются для средних условий эксплуатации (температура на поверхности трения до 400—500 °С и в объеме тела не выше 200-250 °С). Из-за вредности продуктов истирания, содержащих асбест, применение фрикционных материалов сокращается, а в ряде стран запрещено. [c.795]

Гидроабразивная износостойкость чугу-нов изменяется в широких пределах. Наиболее износостойкими являются хромистые чугуны, карбидочугуны. При повышении твердости сплавов и наплавленных металлов наблюдается увеличение износостойкости с повышением твердости. Износ твердых сплавов и минеральных материалов зависит от угла атаки а, увеличиваясь при а —> 90°. Полимерные материалы слабо противостоят гидроабразивному изнашиванию. [c.159]

Создание полимерного композиционного материала, обладаюи1его максимал )Ной износостойкостью, возможно путем оптимизации вида и количества вводимых модификаторов. С этой целью проводили оптимизационные исследования влияния количества наполнителей на трибо-технические свойства композиционных материалов на основе ПТФЭ, выполняя факторный эксперимент типа N = 2 и рефессионный анализ результатов эксперимента. Было получено уравнение регрессии для параметра оптимизации У- скорости изнашивания [6] [c.232]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...