CC BY
28<Тешетневс^ие чтения. 2016
Стойка 6 крепится в пазу подвижной платформы 7, закрепленной на вертикальной оси. Стойку 6 можно перемещать по криволинейному пазу для задания произвольных углов а, шкала которых 9 нанесена вдоль паза. Изгибающий момент, необходимый для расчета динамического модуля, определяется по весу грузов 8, уравновешивающих положение платформы 7. Платформа установлена в термокамере, ограничивающей объем, указанный на рис. 1 пунктиром. Установка обеспечивает задание угла а до 90о (деформации до а = 0,3), частоту вращения до 6000 об/мин и температуру в камере до 150 °С.
В результате экспериментальных исследований получены зависимости динамического модуля, модуля внутреннего трения и тангенса угла потерь от частоты вращения для пяти составов бутадиен-нитрильных резин (рис. 2).
Библиографические ссылки
1. Ашейчик А. А., Полонский В. Л. Экспериментальное исследование эластомеров и полимеров для нефтяной промышленности. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2015. 236 с.
2. Ашейчик А. А. О методике испытаний эластомеров на устойчивость к взрывной декомпрессии // Фундаментальные исследования в технических университетах : материалы XI Всерос. конф. по проблемам науки и высшей школы, 2007. С. 247-248.
3. Ашейчик А. А., Ахметшин Т. Д. Испытание эластомеров при знакопеременном изгибе с вращением // XL Неделя науки СПбГПУ : сб. материалов науч.-практ. конф. Т. 4. СПб. : Изд-во СПбГПУ, 2011. C. 156-157.
4. Ашейчик А. А., Полонский В. Л. Прогнозирование изменения физико-механических свойств эластомеров при термическом старении // Современное машиностроение. Наука и образование. 2013. № 3. C. 265-272.
5. Чулкин С. Г., Ашейчик А. А., Селин С. Н. Использование композитных материалов в узлах трения нефтяного оборудования - шаровой запорной арматуры и в кабелях-толкателях // Вопросы материаловедения. 2012. № 4 (72). С. 240-244.
6. Ашейчик А. А. Детали машин и основы конструирования. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2014. 111 с.
7. Ашейчик А. А. Стенд для исследования динамического модуля и модуля внутреннего трения эластомеров // Фундаментальные исследования в технических университетах : материалы XIV Всерос. конф. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2010. Т. 1. С. 140-141.
References
1. Asheichik A. A., Polonskii V. L. Eksperimental'noe issledovanie elastomerov i polimerov dlya neftyanoi promyshlennosti. [Experimental research of elastomers and polymers for petroleum industry]. St.-Petersburg. St.-Petersburg polytechnical university publ., 2015. 236 p. (In Russ).
2. Asheichik A. A. [A study of the dynamic modulus and internal friction module elastomers] // Fundamental'nye issledovaniya v tekhnicheskikh universitetakh. Materialy XI Vserossiiskoi konferentsii po problemam nauki i vysshei shkoly. [Materials XI All-Russian Conference on Science and Higher Education], 2007. P. 247-248. (In Russ).
3. Asheichik A. A., Akhmetshin T. D. [Testing of elastomers with alternating bending with rotation] // XL Nedelya nauki SPbPU [XL Science week of SPbPU]. St.-Petersburg. St.-Petersburg polytechnical university publ., 2011. P. 156-157. (In Russ).
4. Asheichik A. A., Polonskii V. L. [The prediction of change of physic-mechanical properties of elastomers at thermal ageing]. Modern engineering. Science and education. 2013. P. 265-272. (In Russ).
5. Chulkin S.G., Asheichik A.A., Selin S.N. [Use of composit materials in subassembly of a friction of the oil equipment]. Materials Questions. 2012. № 4 (72). P. 240-244. (In Russ).
6. Asheichik A. A. Detali mashin i osnovy konstruirovaniya. [The machine elements and base of design]. St.-Petersburg. St.-Petersburg polytechnical university Publ., 2014. 111 p. (In Russ).
7. Asheichik A. A. [Stand for investigation of dynamic modulus and internal friction module elastomers] // Fundamental'nye issledovaniya v tekhnicheskikh universitetakh. Materialy XI Vserossiiskoi konferentsii po problemam nauki i vysshei shkoly. [Materials XI All-Russian Conference on Science and Higher Education]. 2010. Vol. 1. P. 140-141. (In Russ).
© Ашейчик А. А., Полонский В. Л., 2016
УДК 62-762.4, 62-762.8, 678
ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ВЫСОКИХ И НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
А. А. Ашейчик, В. Л. Полонский
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Российская Федерация, 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29 E-mail: aseichik52@mail.ru
Приведены результаты экспериментальных исследований коэффициентов трения покрытий из ксиланов в широком диапазоне температур.
Ключевые слова: коэффициент трения, антифрикционные покрытия, температура, исследования.
Технология и ме%атронщр в машиностроении
RESEARCH OF FRICTION COEFFICIENTS OF FLUORINATED COVERINGS AT HIGH AND LOW TEMPERATURES
A. A. Asheichik, V. L. Polonsky
Peter the Great St. Petersburg polytechnic university 29, Polytechnicheskaya Street, St. Petersburg, 195251, Russian Federation E-mail: aseichik52@mail.ru
The article presents the results of experimental research of friction coefficients of coverings containing xylans in a wide range of temperatures.
Keywords: friction coefficient, antifrictional coverings, temperature, research.
В узлах ракетной и космической техники широко используются детали, на поверхности которых наносятся антифрикционные покрытия различных типов [1; 2]. В этом случае важно знать, как влияют на коэффициент трения покрытия отрицательные и положительные температуры. В данной работе экспериментально исследовались коэффициенты трения ряда фторсодержащих покрытий типа XYLAN [3; 4]. Исследования проводились в диапазоне температур от -40 до +120 оС и давлений на поверхности от 0,8 до 50 МПа. Испытания проводились на машине торцевого трения при одностороннем вращательном движении плоских образцов [5; 6].
Покрытия наносились на торцевую поверхность нижнего образца из стали. Исследовались три типа покрытий: XYLAN P5211, XYLAN 5250/000, XYLAN 1014/748. На торцевую поверхность верхнего стального образца наклеивались под углом 120° три пластинки резины HNBR (рис. 1). Толщина этих пластинок составляла 2,5 мм, а их общую площадь изменяли от 25 до 100 мм2 в зависимости от исследуемого диапазона нагрузок.
При испытаниях на поверхность образцов наносился пластичный смазочный материал (Фиол-1), и они помещались в установку. Затем проводилось на-гружение образцов минимальным усилием, создава-
лась требуемая температура для испытаний и осуществлялось трение образцов со скоростью скольжения 0,2 м/с.
При этом записывались величина силы трения и температура в зоне трения. Затем нагрузка на образцы увеличивалась до следующего ее значения, и после выдержки в покое в течение 0,5 часа вновь проводилось измерение силы трения. Результаты экспериментальных исследований коэффициентов трения скольжения резины HNBR по покрытию XYLAN 1014/748 при различных давлениях представлены на рис. 2.
Рис. 1. Внешний вид образцов с покрытиями из XYLAN
Рис. 2. Зависимость коэффициентов трения скольжения от температуры при трении резины HNBR по покрытию типа XYLAN 1014/748 при различных давлениях
Решетневс^ие чтения. 2016
Полученные экспериментальные зависимости вносятся в окна программы для расчета деталей методом конечных элементов [7].
Проведенные экспериментальные исследования показали следующее:
1. При трении резин HNBR по XYLAN при снижении температуры с +20 до -40 оС коэффициент трения увеличивается в 3-4 раза во всем исследованном диапазоне нагрузок.
2. Повышение температуры с +20 до +120 оС не вызывает значительного изменения коэффициента трения, особенно при больших нагрузках.
3. При увеличении давления на поверхности трения от 0,8 до 50 МПа коэффициент трения для всех покрытий из XYLAN уменьшается.
Библиографические ссылки
1. Ашейчик А. А., Полонский В. Л. Влияние распределения контактных напряжений на утечки через торцевое уплотнение // Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16, № 3. С. 705-713.
2. Ашейчик А. А. О методике испытаний эластомеров на устойчивость к взрывной декомпрессии // Фундаментальные исследования в технических университетах : материалы XI Всерос. конф. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2007. С. 247-248.
3. Ашейчик А. А., Полонский В. Л. Экспериментальное исследование эластомеров и полимеров для нефтяной промышленности. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2015. 236 с.
4. Чулкин С. Г., Ашейчик А. А., Селин С. Н. Использование композитных материалов в узлах трения нефтяного оборудования - шаровой запорной арматуры и в кабелях-толкателях // Вопросы материаловедения. 2012. № 4 (72). С. 240-244.
5. Ашейчик А. А. Детали машин и основы конструирования. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2014. 111 с.
6. Ашейчик А. А. Стенд для исследования трибо-логических свойств материалов // Фундаментальные исследования в технических университетах : материалы XIV Всерос. конф. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2010. Т. 1. С. 139-140.
УДК 62.752; 621.01; 534-16
7. Лазарев С. О., Полонский В. Л., Ашейчик А. А. Вычислительная механика. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та. 2007. 122 с.
References
1. Asheichik A. A., Polonskii V. L. [Influence of contact stress distribution for leakage through mechanical seal] // Vestnik SibGAU. 2015. Vol. 16, № 3. P. 705-713. (In Russ.)
2. Asheichik A.A. [A study of the dynamic modulus and internal friction module elastomers]. Fundamental'nye issledovaniya v tekhnicheskikh universitetakh // Materialy XI Vserossiiskoi konferentsii po problemam nauki i vysshei shkoly» [Materials XI All-Russian Conference on Science and Higher Education]. St.-Petersburg, St.-Petersburg polytechnical university publ., 2007. P. 247-248. (In Russ.)
3. Asheichik A. A., Polonskii V. L. Eksperimental'noe issledovanie elastomerov i polimerov dlya neftyanoi promyshlennosti. [Experimental research of elastomers and polymers for petroleum industry]. St.-Petersburg, St.-Petersburg polytechnical university publ., 2015, 236 p. (In Russ.)
4. Chulkin S. G., Asheichik A. A., Selin S. N. [Use of composit materials in subassembly of a friction of the oil equipment] // Materials Questions. 2012. № 4. P. 240-244. (In Russ.)
5. Asheichik A. A. Detali mashin i osnovy konstruirovaniya. [The machine elements and base of design]. St.-Petersburg, St.-Petersburg polytechnical university publ., 2014. 111 p. (In Russ.)
6. Asheichik A. A. [Stand for investigation of tribological properties of materials]. Fundamental'nye issledovaniya v tekhnicheskikh universitetakh. Materialy XIV Vserossiiskoi konferentsii po problemam nauki i vysshei shkoly» [Materials XIV All-Russian Conference on Science and Higher Education]. St.-Petersburg, St.-Petersburg polytechnical university publ., 2010. Vol. 1. P. 139-140. (In Russ.)
7. Lazarev S. O., Polonskii V. L., Asheichik A. A. Vychislitel'naya mekhanika. [The computing mechanics]. St.-Petersburg. St.-Petersburg polytechnical university publ., 2007. 122 p. (In Russ.)
© Ашейчик А. А., Полонский В. Л., 2016
О СВЯЗИ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЖЕСТКОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ С ЧАСТОТНЫМ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИМ УРАВНЕНИЕМ
С. В. Белокобыльский1, В. Б. Кашуба1, С. В. Елисеев2
!Братский государственный университет Российская Федерация, 665709, г. Братск, ул. Макаренко, 40
2Иркутский государственный университет путей сообщения Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15 E-mail: rector@brstu.ru
Предлагается метод определения динамической жесткости механической колебательной системы и ее фрагментов на основе использования частотного характеристического уравнения.
Ключевые слова: динамическая жесткость системы, передаточная функция, характеристическое уравнение, квазипружина.
