CC BY
32
УДК 62-762.4, 62-762.8, 678
ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ
ГРАФЕЛОНА
А. В. Белов
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Российская Федерация, 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29
E-mail: sanya_beloww@mail.ru
Получены экспериментальные зависимости коэффициента трения и интенсивности изнашивания графелона при трении в морской воде по титану.
Ключевые слова: графелон, интенсивность изнашивания, коэффициент трения, возвратно-поступательное движение.
NVESTIGATION OF FRICTION FACTOR AND WEAR RESISTANCE GRAFELONA
A. V. Belov
Peter the Great St.-Petersburg polytechnical university 29, Polytechnicheskaya Str., St.-Petersburg, 195251, Russian Federation E-mail: sanya_beloww@mail.ru
The experimental dependence of the coefficient of friction and wear rate grafelona by friction in the sea water on titanium.
Keywords: grafelon, wear resistance, coefficient of friction, reciprocating motion.
В узлах аэрокосмической техники широко применяются композитные полимерные материалы, армированные различными наполнителями [1-3]. К таким композитным материалам относятся полиэфирэфиркетоны (PEEK), в частности, графелоны, которые состоят из PEEK 450PF с армирующим наполнителем из измельченного волокна углеродной ткани. Графелоны относятся к антифрикционным композитным материалам на основе термопластичных полимеров и могут использоваться при изготовлении высоконапряженных узлов трения.
Целью данной работы являлось исследование антифрикционных характеристик графелона при трении по титану в морской воде без примесей и с примесями при нагрузках до 5 МПа.
Исследование износа и коэффициента трения образцов из графелона проводилось на стенде возвратно-поступательного движения [4-7]. При испытаниях образцы из графелона (2 штуки), изготовленные в виде цилиндров диаметром 8 мм, закреплялись в неподвижном верхнем держателе стенда. Нижний подвижный образец изготавливался в виде пластины толщиной 2,5 мм. и находился в ванне заполненной искусственной морской водой, или искусственной морской водой с примесями. Износ образцов из графелона определялся методом искусственных баз. При этом на торцевой поверхности образцов из графелона на специальном устройстве [8] нарезалась лунка шириной 0,1 мм. Длина лунки до испытаний на трение и после них измерялась на координатном столике под микроскопом с 16- кратным увеличением с точностью 0,01 мм.
Результаты исследования коэффициентов трения графелона при трении по титану в при скорости скольжения 0,08 м/c в двух смазочных средах приведены на рис. 1.
Результаты исследования интенсивности изнашивания графелона при трении по титану в двух смазочных средах приведены на рис. 2.
На рис. 1 приведены средние значения коэффициентов трения, полученные по результатам пяти одинаковых опытов, после измерения установившейся силы трения через 60 мин после
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1
начала испытаний при номинальных давлениях на контакте 0,24; 1,75; 2,86; 3,97 и 5 МПа. Температура смазочного материала в ходе испытаний не повышалась более чем на 3 °С. На графиках рис.2 приведены средние значения установившейся интенсивности изнашивания графелона, полученные по результатам пяти одинаковых опытов в процессе 4-х часовых испытаний.
/
0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05
С примеся ми
Без примесей
р, МПа
Рис. 1. Зависимости коэффициента трения от номинального давления при трении графелона по титану при смазывании морской водой
Л10-
0
С примесями
Без примесей
—0
40
80
120
160
200
т, мин
Рис. 2. Изменение интенсивности изнашивания графелона при трении в морской воде по титану при номинальном давлении р = 5 МПа
На основании проведенных триботехнических испытаний графелона при трении по титану при смазывании искусственной морской водой и искусственной морской водой с примесями выявлены следующие закономерности:
1) при трении графелона по титану наличие примесей в морской воде незначительно увеличивает коэффициент трения (в 1,1-1,15 раза) и интенсивность изнашивания графелона (в 1,04-1,08 раза);
0
6
5
4
3
2
2) установившиеся интенсивности изнашивания графелона при испытаниях на стенде возвратно-поступательного движения при скорости скольжения 0,08 м/с и номинальной нагрузке 5 МПа могут быть получены в первые 120 мин испытаний.
Библиографические ссылки
1. Чулкин С. Г., Ашейчик А. А., Селин С. Н. Применение подшипников из углепластиков в судостроении, турбиностроении, горнодобывающей технике // Современное машиностроение. Наука и образование. 2012. № 2. С. 805-816.
2. Жуков В. А., Ашейчик А. А., Тарасенко Е. А. Детали машин и основы конструирования. СПб. : Изд-во СПбПУ, 2011. 168 с.
3. Ашейчик А. А. Основы трибоники. СПб. : Изд-во СПбГПУ, 1995. 116 с.
4. Ашейчик А. А., Полонский В. Л. Исследование износостойкости и нагрузочной способности резин для шкивов грузоподъемного оборудования // Вестник СибГАУ. 2016. Т. 17. № 1. С. 186-193.
5. Лебедев В. М., Ашейчик А. А. Исследование режима граничного трения в вакууме // Физико-химическая механика материалов. 1980. № 3. С. 122-123.
6. Лебедев В. М., Ашейчик А. А. Исследование температуры трения при работе пар трения в режиме избирательного переноса в условиях вакуума // Трение и износ. 1980. Т. 1. № 6. С.1097-1100.
7. Лебедев В. М., Ашейчик А. А., Смирнов Н. А. Применение металлоплакирующих смазок для повышения износостойкости тяговых цепей // Вестник машиностроения. 1980. № 9. С. 28-29.
8. Лазарев С. О., Ашейчик А. А., Полонский В. Л. Исследование влияния распределения напряжений в зоне контакта на утечки через резиновое уплотнение в неподвижном соединении // Фундаментальные исследования в технических университетах. СПб. : Изд-во СПбГПУ, 2006. С. 311-312.
© Белов А. В., 2017
