Износ пар трения металл — полимер

ИЗНОС ПАР ТРЕНИЯ МЕТАЛЛ — ПОЛИМЕР [c.307]

Применение ингибиторов свободных радикалов. Уменьшению износа стальных деталей могут способствовать вводимые в состав полимерных антифрикционных материалов ингибиторы, взаимодействующие со свободными радикалами и тем самым уменьшающие их концентрацию на границе фаз металл — полимер. Такая возможность подтверждается тем, что износостойкость элементов пары трения металл — полимер оказывается более высокой при трении в воздушной среде, содержащей кислород, который является активным ингибитором свободных макрорадикалов [9]. Это иллюстрируется следующим примером. Образцы из отожженного армко-железа изнашивались в паре с фенолформальдегидными текстолитовыми образцами при скорости скольжения 0,314—1,57 м сек и нагрузке [c.314]

Исследование антифрикционных свойств плазменных покрытий при трении без смазки [28]. Определенный интерес представляет исследование трения пластмасс на основе высокополимеров по плазменным покрытиям, поскольку в этом случае можно ожидать отсутствия окислительного износа, характерного для пары трения металл — полимер. [c.130]

Не менее важна специфика условий работы силовых цилиндров. Долговечность узла трения зависит прежде всего от износостойкости антифрикционного материала. Полиамиды имеют очень хорощую износоустойчивость в различных условиях абразивного трения они изнашиваются значительно меньше, чем металлы и другие неметаллические материалы. При использовании полимерных материалов в подшипниках скольжения практически отсутствует износ сопряженных с полимером металлических деталей. Обязательным условием для малого износа полиамидных антифрикционных деталей, работающих в паре с металлом, является высокая чистота сопрягаемой металлической поверхности. Легче всего это достигается применением закаляемой стали, которая обязательно должна быть защищена от коррозии. Установлено, что чем чище металлическая поверхность, тем меньше износ пластических масс при работе с этими поверхностями. Износостойкость пластмассовых подшипников значительно выше, чем бронзовых [47]. Долговечность полимерных вкладышей и втулок в 10 раз больше, чем металлических, что сокращает время ремонта. [c.115]

Полимерные материалы для узлов трения. Полимеры обладают более низким коэффициентом трения, меньшим износом, не чувствительным к ударам и колебаниям, более дешевы и технологичны. Способность полимеров работать при смазке водой является важным их преимуществом перед металлами. Однако необходимо учитывать определенную специфику каждой отдельной конструкции. Известно, что пластмассы имеют склонность к набуханию в воде, невысокую теплостойкость, обладают ползучестью при нормальной температуре и низким модулем упругости. Все это показывает, что прямая замена металла полимерами не всегда целесообразна. Поэтому деталь из пластмассы не должна повторять металлическую, а должна конструироваться с учетом специфики полимерного материала. Сам же полимерный материал должен изготовляться с учетом конструкции детали и условий ее работы путем подбора рецептуры и создания необходимой макроструктуры. Следует заметить, что наиболее перспективны для узлов трения специальные комбинации полимеров с другими материалами, например, в полиамидные порошки вводят антифрикционные наполнители (графит, дисульфид молибдена, тальк и др.). [c.205]

Гипотеза аккумулирования энергии при трении [26]. При расчете износа пар трения (в том числе металл — полимер) иногда используют понятие плотности энергии трения в поверхностном слое. Накопление импульсов энергии происходит в так называемом аккумулирующем объеме. Под аккумулированием энергии понимается накопление внутренней потенциальной энергии в близкой к поверхности зоне пары трения. Когда в каком-либо участке накопленная энергия достигает критического уровня, происходит отделение частиц. Эксперименты показали, что износ зависит от критического числа импульсов. [c.203]

При анализе экспериментальных результатов и объяснении физических причин небольшого износа и силы трения при фрикционном взаимодействии некоторых металлов, в частности политетрафторэтилена с металлами, часто не учитывается такой важный момент, как способность полимеров к образованию жидкокристаллических структур. Сущность жидкокристаллического состояния (ЖКС) заключается в том, что некоторые вещества благодаря своему особому молекулярному строению при достижении температуры, соответствующей разрушению трехмерной кристаллической решетки, не переходят непосредственно в изотропную жидкость, а сохраняют упорядоченность во взаимном расположении молекул. [c.97]

Адгезионное изнашивание всегда связано с фрикционным переносом материала с одного тела на другое или с образованием прослоек. В некоторых случаях это может оказать благоприятное влияние на фрикционные характеристики пары, например при трении металлополимерной пары, когда полимер переносится на поверхность металла, образуя на ней мономолекулярный слой [2001. Однако при трении металлических пар адгезионное изнашивание приводит, как правило, к схватыванию контактирующих участков, глубинному вырыванию материала, переносу его с одной поверхности трения на другую и воздействию возникших неровностей на сопряженную поверхность. Этот вид износа относится к недопустимым видам повреждения, так как обладает высокой интенсивностью и приводит, как правило, к заеданию и отказу сопряжения. [c.237]

В настоящее время проведена широкая экспериментальная проверка расчетных соотношений (1.7) и (1.8) как на лабораторных образцах, так и па натурных деталях машин, испытанных на стендах и в условиях эксплуатации. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных по интенсивности износа показало [43], что корреляция значений Д с коэффициентом пропорциональности, близким к единице, имеет место в интервале Расхождение между экспериментальной и расчетной интенсивностями износа с вероятностью 95% не превышает трех раз и лишь в отдельных случаях достигает десяти раз. Аналитическая оценка интенсивности износа, основанная на представлении об усталостном разрушении поверхностей, была применена к самым различным классам материалов резинам, резино-металлическим уплотнениям, работающим всухую, полимерам, металлам, графитам, самосмазывающимся материалам. Эта теория была распространена для расчета износа при наличии свободного абразива в контакте [52]. Интересно отметить, что понятие усталостного износа как вида разрушения, при котором материал подвергается повторному действию сил, приводящих к накоплению в нем повреждений, в настоящее время используется и для анализа процесса, который классифицируется как адгезионный износ [53]. Это свидетельствует об известной общности представления об усталостном разрушении поверхностей трения. [c.20]

При сухом трении полимера по стали в большой степени проявляется действие адгезионных сил между металлом и пластмассой. В этом случае износ пластмассы происходит более ин- [c.60]

Исследования процесса трения пары фрикционный полимер — металл (сталь или чугун) в различных газовых средах (см. гл. 3) подтвердили рекомендации теории трения и износа. Положительное влияние оказали такие бескислородные среды как азот и углекислый газ (см. рис. 3.7 и 3.8). Как следует из этих рисунков, замена воздуха азотом и, в особенности, углекислым газом обеспечивает значительное повышение износостойкости полимерных фрикционных элементов. Использование этих газовых сред, принудительно подаваемых в зону трения в процессе эксплуатации тормозов и муфт, открывает принципиально новые возможности для направленного регулирования их рабочих характеристик. [c.320]

Как отмечено выше, снижение износа и потерь на трение в подвижных сопряжениях связано с образованием специфических поверхностных слоев из компонентов смазочного материала, продуктов трибохимических превращений и частиц изнашивания. Естественным является вопрос о том, не может ли материал для формирования износостойких поверхностных структур быть введен в смазочный материал. Многокомпонентные смазочные материалы, в первую очередь пластичные, с порошкообразными добавками графита и дисульфида молибдена известны уже более 30 лет. Несколько позднее начали применяться пластичные смазочные материалы (ПСМ) с порошками мягких металлов — олова, меди, свинца и др. Кроме этих порошков, в качестве дисперсных добавок используют аминокислоты (тальк, слюду и др.), некоторые йодиды, нитриды и бориды, а также полимеры [130]. [c.67]

Хорошими противоизносными и противозадирными присадками являются серусодержащие соединения осерненные минеральные масла, олефиновые полимеры, дисульфиды и полисульфиды и др. В условиях повышенных температур и нагрузок эти соединения взаимодействуют с металлом с образованием пленки сульфида железа на поверхностях трения, препятствующей износу и задиру. [c.52]

Кутьков А. А., Гольдман И. М. Исследование физико-химических, превращений в контакте трения металл — полимер. — В сб. Вопросы теории-трения, износа и смазки. Труды Новочеркасского политехнического ин-та,. [c.148]

Аналогичные результаты получены при исследовании влияния шероховатости металлических поверхностей на трение и изнашивание П. Т. Ф. Е. (тефлона) [136]. Показано, что состояние поверхности образцов из тефлона практически не оказывает влияния на коэффициент трения, поскольку тефлон быстро прирабатывается к сопряженному металлическому образцу. Зависимость коэффициента трения и величины весового износа тефлона от шероховатости металлических поверхностей имеет минимум, причем для обеих зависимостей положение минимума соответствует оптимальному значению параметра в пределах от 0,2 до 4 мкм (удельное давление 300 кг1см , скорость 1 м1сек). Таким образом, для пар металл — полимер так же, как для пар металл — металл, зависимость коэффициента трения и интенсивности изнашивания от степени шероховатости металлического контртела имеет минимум в некотором диапазоне изменения степени шероховатости. [c.9]

Для металлических трущихся пар одним из факторов, оценивающих антифрикционные свойства, является прирабатывае-мость. Этому фактору придается большое значение, так как от качества приработки зависит долговечность узла трения. Для полимерных материалов термин прирабатываемость теряет свой настоящий смысл, так как полимеры обладают высокой эластичностью и легко деформируются под неровностями цилиндра. В результате поверхность контакта получается значительной, высоких местных контактных напряжений не возникает. Интересно отметить, что полиамиды способны самосмазываться, т. е., по крайней мере, в течение некоторого периода работы поддерживать условия граничного трения за счет выделения некоторых жидких фракций смол и выпотевания из пор материала масел. Эти особенности полиамидов позволяют снизить износ, приходящийся на период пуска, изменить режим остановки машины и значительно увеличить срок службы сопряжений. Способность самосмазываться исключает образование заеданий в парах трения металл — пластмасса даже при временном перерыве в подаче масла. [c.115]

Нссле.ювания, проведенные в области граничного трения пар полимер — металл и полимер — керамика, привели к установлению интересного явления. Эксперименты показали, что в ряде случаев поверхностно-активные вещества типа ВЖК (высших жирных кислот), введенные в полярно-неактивную смазку, применяемую для смазывания трущихся поверхностей, не снижают, как это принято считать, а значительно повышают коэффициент трения. Можно предположить, что замеченное явление вызовет большой интерес как у исследователей, работающих в области трения и износа, так и у специалистов в области фнзико-химии высокополимеров. [c.83]

Система образования защитной полимерной пленки, В связи с тем, что граничная смазка минеральными маслами не обеспечивает необходимую защиту от износа, эксплуатационные свойства смазочных масел улучшают введением специальных противоиз-носных, антиокислительных и других присадок, что экономит расход масел и повышает долговечность машин. К этим присадкам относятся присадки на основе металлорганических соединений, что имеет некоторую аналогию с ИП. В 50-х годах была предложена смазка, содержащая компоненты полимеризующихся на контакте веществ [61]. Основой действия такой пленки являлось ее значительно большее сопротивление деформации и внедрению, чем таковое оказывает несущая жидкость. Предполагалось, что из-за нагрева участков контакта образование и схватывание пленки с металлом должно происходить на наиболее нагруженных участках, т. е. при огромных удельных давлениях, и на окисной пленке путем адсорбции или при каталитическом влиянии металла при износе окисной пленки на предельно высоких нагрузках. Как только полимерная пленка износится, увеличение трения и температуры приведет к наращиванию. новой пленки. В работе [61 ] предложен ряд маслорастворимых добавок, например смесь метилового эфира многоосновной кислоты и полиаминов, дающая полиамидный полимер трения, который эффективно снижает заедание на шестеренчатой испытательной машине Ридер . [c.15]

При трении пластиков о металл важно учитывать низкую теплопроводность пластиков и отсутствие различия в структуре поверхностных и глубинных слоев материала в сравнении с металлами. По-видимому, в условиях трения и износа пластиков их поверхностные слои под влиянием вынужденного взаимоперемеш,ения могут терять исходную ориентацию, изменять плотность упаковки и т. д. и тем самым резко увеличивать свободную энергию полимера [4]. Эта специфика свойств пластмасс должна сказываться и на поведении смазочных материалов, которое до сих пор изучено мало. Остается неизученной роль присадок к маслам при трении пластиков о металлы неизвестно, каким требованиям должны удовлетворять смазочные материалы, используемые при трении пластмасс о пластмассы. [c.81]

Экономичность эксплуатации. Ряд полимеров обладает большей стойкостью к адгезионному износу и более низким коэффициентом трения при полусухом и полужидкостном режимах трения, чем сплавы металлов, что позволяет применять меньшее количество смазки при эксплуатации подшипников, изготовленных из полимерных материалов, по сравнению с металлическими подшипниками. Кроме того, во многих случаях в качестве смазывающих материалов для подшипников из полимерных материалов можно использовать воду и другие несмазывающие жидкости. [c.215]

Установлено, что большинство полимеров обладают хорошей совместимостью с металлами, используемыми обычно в качестве сопряженных поверхностей в подшипниках. Под хорошей совместимостью понимается способность полимеров к трению по металлу под нагрузкой с небольшим износом, умеренным трением, без значительных поверхностных разрушений, вызванных локальной адгезией или сваркой двух поверхностей. Другими важными характеристиками полимерных материалов, используемых в подшипниках, является их низкая стоимость, мягкость по отношению к внедрению посторонних материалов, малый износ подложки, коррозионная стойкость, одинаковые статические и динамические коэффициенты трения, обуславливающие малые эффекты залипа-ния, биения подшипников при работе, а такнсе малое трение при высоких нагрузках и небольших скоростях скольжения. [c.386]

В настоящей работе изложены основные этапы развития триботехники в СССР и ее современные проблемы, исходя из задач, стоящих перед машиностроением. Для понимания процессов трения и механизма изнашивания рассмотрены вопросы качества и физикохимических свойств поверхностей деталей и их контактирования дано описание видов трения в узлах машин, освещена роль окисных пленок и твердых смазочных материалов. Рассмотрен механизм и стадии изнашивания металлов и полимеров, распределение суммарного износа между деталями. Приведена классификация видов разрушения рабочих поверхностей, описаны отдельные виды повреждений, даны некоторые их закономерности, намечены меры по уменьшению повреждений. Приведены сведения об основных видах повреждений поверхностей трения кавитации, эрозии, коррозии, фретгинг-коррозии, трещинообразовании, которые не являются в узком смысле слова видами изнашивания. Распознавание такого рода повреждений конструктором и технологом при обследовании технического состояния трущихся деталей машин часто бывает затруднительно, поскольку сведения о таких повреждениях имеются лишь в специальной литературе. [c.3]

Изучение в РЭМ дает возможность исследовать характер разрушения поверхностей трения металлополимерной пары в смазочном материале (рис. 2.17). Данные РЭМ показывают, что частицы стали в среднем мельче в паре ПММА — ста. 1Ь МС-20, чем в паре ПММА — сталь — чистое вазелиновое масло, что согласуется с данными Г. А. Гороховского по диспергированию металла в присутствии полимера и смазочного материала. Аналогичный эффект наблюдается для вазелинового масла с добавкой стеариновой кислоты. Фрагменты ПММА носят следы хрупкого разрушения уже при малых контактных нагрузках. В целом размеры фрагментов износа полимера в среднем меньше в масле, лучше смачивающем полимер, что может быть связано, видимо, с облегчением проникновения смазочного материала в дефектные зонь материала и интенсификацией процесса образования сети усталостных микротрещин. В паре ПЭ—сталь поверхность имеет следы пластического оттеснения и сдвига микрообъемов материала, что можно объяснить пластифицированием поверхностного слоя, понижением его сопротивления сдвигу и увеличением глубины внедрения жесткого контртела. Наиболее сильно эффект пластифицирования сказывается в контакте с чистым вазелиновым маслом, имеющим наибольшую степень совместимости с ПЭ. [c.58]

Известно, что применение полимеров в узлах трения в виде покрытий снижает тепловую напряженность сопряжений и повшает их работоспособность в сравнении с применением полиаеров в блоке. Антифрикционные свойства пары полимер-металл, включающие способность полиыера к переработке и многократным передеформированиям при трении и износе, связаны с его твёрдостью, деформационными и релаксационными характеристиками, во многом обусловленными технологической предысторией покрытий. [c.86]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...