ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Приборы и методы исследования трения и износа из "Трение и износ полимеров" Из анализа теоретического и экспериментального материала, представленного в этой главе, могут быть сделаны определенные выводы, имеющие практическое значение. Инженеры и конструкторы, разрабатывающие и внедряющие изделия из полимеров, интересуются необходимыми условиями, обеспечивающими повышенное сопротивление износу. Следует сразу же сказать, что общих рецептов авторы книги дать не могут. Это, однако, не означает, что отсутствует принципиальная возможность практических рекомендаций. В ряде конкретных случаев это можно сделать. Рассмотрим подходы к выбору режима изнашивания и состава полимерной композиции. [c.195] Режим и тип изнашивания должны быть выбраны с учетом условий эксплуатации изделий, конструкционных особенностей и специальных требований к структуре полимера. [c.195] Состав полимерной композиции должен удовлетворять конструкционным требованиям и необходимой износостойкости. Тип износа изделий, как правило, без специального анализа определить трудно. Все же существует ряд морфологических и структурных тестов, позволяющих определить основной тип износа абразивный, усталостный, посредством скатывания . [c.195] Морфологическими тестами являются размеры и форма продуктов износа и картина поверхности истирания. По рисунку, картине истирания можно определить усталостный и абразивный износ. Поперечные полосы характеризуют усталостный износ, а продольные — абразивный. При абразивном износе продукты износа отделяются от основной массы полимера в виде крошки того или иного размера. При усталостном износе продукты износа — мелкие частицы, а поверхность износа — слегка шероховатая. [c.196] Структурные тесты позволяют определить изменение физикохимической структуры поверхности, роль деструкционных процессов влияние среды, изменения молекулярного веса полимера и другие подобные изменения. [c.196] Режим изнашивания должен выбираться с учетом типа износа и условий эксплуатации изделий. Известно, что изменения режима изнашивания приводят к изменению типа износа. Режим изнашивания характеризуется следующими параметрами давлением, температурой и скоростью скольжения. В ряде случаев нет необходимости исследовать образцы полимерного изделия при эксплуатационных параметрах. Так, например, при абразивном изнашивании в определенной области скоростей линейный износ не зависит от скорости, а зависимость от давления — линейная. При усталостном износе основным параметром является температура. [c.196] Изделия обычно работают в условиях постоянной деформации или силы (момента) трения. Износостойкость различных полимеров в этих режимах не одинакова более того, иногда закономерности противоположны. Так, например, износ наполненной резины с увеличением содержания наполнителя снижается в режиме заданной нагрузки и возрастает в режиме заданной силы трения [102]. [c.196] И все же некоторые рекомендации на основе анализа работ по износу могут быть даны. Общие рекомендации, в основе которых лежат представления о механизме износа полимеров и конкретные рекомендации по типам основных изделий и режимам их работы, следующие. [c.196] Согласно Крагельскому [3], при выборе износостойких материалов полезно пользоваться двумя правилами наличием положительного градиента механических свойств и минид1ального внедрения контактируемого тела в сопряженную поверхность. Наличие положительного градиента механических свойств препятствует глубинному вырыванию и приводит к снижению интенсивности изнашивания. [c.197] Минимальному внедрению взаимодействующих поверхностей способствует жесткость и гладкость твердой поверхности. Это условие способствует по существу и уменьшению доли абразивного изнашивания. [c.197] Понижению интенсивности изнашивания способствует уменьшение коэффициента трения. Способы его понижения рассмотрены в гл. 3 и 4. Коэффициент трения определяет не только общую износостойкость материала, но и тип изнашивания. От величины коэффициента трения зависит температурный режим, играющий большую роль в процессе износа. [c.197] Наиболее выгодным типом износа является усталостный. При этом обеспечивается наибольшая износостойкость полимерных изделий. Кроме того, при усталостном износе определяющим фактором является утомляемость полимера, достаточно хорошо изученная экспериментально и теоретически. [c.197] Износ как по абразивному, так и по усталостному механизму зависит от физико-механических характеристик полимера, основными из которых являются модуль упругости Е или твердость НВ, прочность Оц п относительное удлинение 8р при разрыве. Качественно износ пропорционален фактору х НВо. Особая роль вынужденной эластичности при износе пластмасс отмечалась нами ранее. [c.197] Некоторые частные рекомендации по выбору износостойких полимеров. могут быть сделаны в связи с типом износа, конструкцией изделия и режимом его работы. [c.197] Особенностью изнашивания полимеров является слабое влияние абразивных частиц на износ и тренне. При чисто абразивном износе полимеров их износостойкость значительно уступает износостойкости твердых металлов и сплавов. Поэтому наиболее широко полимерные изделия используются в условиях их скольжения по гладким тверды.м (.металлическим) поверхностям. Это не относится к специальной группе изделий — резиновым шинам, которые эксплуатируются в условиях как абразивного, так и усталостного изнашивания. [c.197] Наиболее распространены четыре группы изделий, работающих в условиях сухого трения шины, уплотнения, подшипники скольжения, пленки и пленочные покрытия. [c.197] Современные уплотнители [ИЗ—115] должны обеспечивать герметичность в условиях повышенных температур, давлений и скоростей скольжения. Износостойкость уплотнителей определяется в основном температурой [37, 46, 49, 50, 116—1191, а износ является усталостным. Оптимальная шероховатость, обеспечивающая лучшую работоспособность уплотнения, равна V 9. Так как решающим фактором является температура, развивающаяся в области контакта, то необходимо идти по пути улучшения теплоотвода и уменьшения коэффициента трения. [c.198] Большое распространение получили подшипники скольжения на основе твердых полимеров и их композиций [120—125], в особенности на основе тефлона, полиамидов, текстолитов и графитопластов. [c.198] Износостойкость подшипников скольжения зависит от контактной температуры, зависящей в свою очередь от типа полимера и условий эксплуатации скорости скольжения, давления и смазки, а также от конструкционных параметров диаметра, толщины стенки, характера поверхности металла и пластмассы и величины зазора в соединении. [c.198] Улучшения работоспособности подшипников скольжения можно добиться применением пластмасс с низким коэффициентом трения (тефлон), введением в пластмассы наполнителей, обеспечивающих повышение теплопроводности, выбором оптимальной толщины антифрикционного покрытия и других условий, позволяющих снизить коэффициент трения (см. гл. 4). [c.198] Вернуться к основной статье