ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние влаги иа механические свойства полиамидов из "Технология пластмасс на основе полиамидов" Материалы, используемые для изготовления трущихся деталей, должны обладать низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью. Большинство полиамидов характеризуется хорошим сочетанием этих свойств. Вследствие того что эти свойства наибольший интерес представляют для потребителей полиамидов, последующее изложение посвящено главным образом практической стороне вопроса с привлечением лишь минимально необходимых теоретических положений. [c.121] При скольжении в условиях отсутствия влаги коэффициент трения полиамидов, определенный по стандартной методике, несколько больше, чем у большинства термопластичных материалов (табл. 3.5 [30]). [c.121] ТОЧКОЙ ДЛЯ выбора материала при изготовлении деталей с трущимися поверхностями. Более информативными величинами являются значения коэффициентов трения, полученные в условиях испытаний, моделирующих реальные режимы эксплуатации изделия. Предпочтительность такого подхода вытекает из того, что коэффициент трения зависит от многих факторов, как-то величина нагрузки, относительная скорость скольжения, чистота поверхности, природа трущихся поверхностей, температура и влажность. Все эти параметры должны контролироваться при испытаниях. [c.122] На износ помимо трения, играющего основную роль в этом процессе, оказывает влияние и ряд других факторов. При трении может происходить значительный разогрев материала, обусловленный малой теплопроводностью ненаполненных пластмасс, что ограничивает возможность их использования, поскольку при высокой температуре развиваются большие деформации. Это отражается в ограничении предельного значения РУ-фактора, что подробнее описано ниже. [c.122] Разделить сопротивление материала трению и износу, как правило, практически невозможно, если, конечно, исключить случай, когда имеет место однократный контакт трущихся поверхностей. [c.122] И коэффициент трения можно связать с отношением S/P. [c.124] Следовательно, коэффициент трения полимеров уменьшается с увеличением приложенной нагрузки. Это положение подтверждается экспериментальными наблюдениями. [c.124] В частности, влажности окружающей среды очень быстро приводит к изменению показателей трения полиамидов, поскольку определяющую роль в этом процессе играет поверхностный слой материала. [c.125] Исследования трения пары полимер — металл показали, что при длительном скольжении часть полимерного материала переносится на металлическую поверхность и, в известной степени, — наоборот. [c.125] При образовании стабильной адгезионной пленки и сохранении неизменного режима трения наблюдается постоянная скорость износа пластмассы вплоть до разрушения адгезионной пленки. В сущности, это явление аналогично образованию граничных пленок при смазке. При трении полиамидов по сухой поверхности действительно наблюдали образование таких пленок, которые оказались весьма стабильными. [c.125] Из многих известных механизмов износа полиамидов в процессе эксплуатации два являются наиболее важными. Это абразивный и адгезионный износ. При использовании полиамидов в непрерывно скользящих деталях существенное значение приобретает также усталостный износ, в который переходит абразивный износ по мере сглаживания трущихся поверхностей. При этом возникают локальные нарушения сплошности материала в результате действия циклических напряжений. Кавитационный (или эрозионный) износ может встречаться в деталях, двигающихся с высокой скоростью в жидкой среде. [c.126] Абразивный износ полимеров подробно описан Ланкастером [33], который обобщил результаты экспериментальных работ по истиранию полимеров на грубых металлических поверхностях, наждачной бумаге и металлической сетке и описал обшую картину процессов износа. Как при истирании двух тел (когда износ обусловлен относительным перемешением трущихся поверхностей и вызван существованием на них твердых выступов), так и при истирании трех тел (когда износ обусловлен присутствием твердых частичек, находящихся либо между трущимися поверхностями, либо закрепленных в одной из них) полиамидные поверхности обладают исключительной устойчивостью. [c.127] Опыт применения деталей из полиамидов свидетельствует об их высокой износостойкости при истирании, в котором участвуют три компонента. Во многих производствах, в частности в горнодобывающей и цементной промышленности, где машины эксплуатируются в условиях запыленной атмосферы, требуются детали, отличающиеся высокой износостойкостью при истирании, в котором участвуют три компонента. В настоящее время нельзя утверждать, что стандартные испытания на истирание служат хорошим основанием для выбора материала, и пока процессы износа не будут более подробно изучены, эти испытания не заменят опыта практической эксплуатации. [c.128] Как и для металлов, для полимеров широко изучен адгезионный механизм износа с целью разработки надежной теории, позволяющей предсказать срок службы и поведение при эксплуатации деталей, работающих в условиях такого износа. При наличии жидкой смазки теория, разработанная для металлов, обычно пригодна и для пластмассовых поверхностей. Однако в отличие от металлов, пластмассы и, в частности, полиамиды способны эффективно работать в сухой атмосфере или после первоначального смазывания. Поэтому полиамиды часто используют в механизмах скольжения или подшипниках, где невозможно или неудобно обеспечить смазку трущихся поверхностей в процессе эксплуатации. [c.128] Автором для быстрого и удобного сравнения пластмасс по скорости износа был предложен новый метол испытания износостойкости материалов. По этому методу цилиндрические образцы из испытуемого материала приводятся в соприкосновение с врашаюшимся валом, ось которого перпендикулярна оси образца и нагружаются заданным усилием. При этом устанавливаются определенные условия испытаний (температура и влажность окружающей среды, нагрузка, скорость скольжения, материал вала и степень его обработки). Объем эллипса, образующегося в образце (размеры которого определяются измерением его осей) пропорционален износу испытуемого материала. Для большинства пластмасс при фиксированных нагрузке и скорости скольжения объемный износ после относительного короткого начального периода линейно зависит от времени, что свидетельствует о постоянной скорости износа. Для большинства полимерных материалов при соответствующем выборе нагрузки и скорости такие линейные зависимости, необходимые для расчета скорости износа, могут быть получены в течение нескольких суток. [c.130] При анализе п )иведенных результатов, обращает на себя внимание роль наполнителя. [c.131] Эти данные могут использоваться для первоначального выбора материала, но они должны корректироваться для специфических условий его последующего использования. Естественно, что нет гарантий полного совпадения результатов, полученных с помощью описанного метода, с эксплуатационными характеристиками материала, и для более обоснованного выбора полимерного материала необходимо проведение его испытаний на износ при наиболее полном моделировании реальных условий эксплуатации. [c.131] При оценке характеристик износа пластмассовых материалов необходимо различать скорость износа н период жизни изделия. Как уже говорилось, после начального периода скорость износа может быть определена достаточно быстро на основании упомянутых стандартных испытаний. Однако, если испытания на Ионос продолжаются длительное время, то, как было замечено для некоторых пластмасс, включая полиамиды, режим постоянной скорости износа через некоторое время сменяется интенсивным нарастанием износа, что может быть обусловлено разрушением адгезионных пленок или.другими факторами. Этот эффект определяет работоспособность материала. [c.131] Для полной оценки характеристик износа необходимо определение периода жизни износостойких материалов при различных значениях РУ-фактора. На практике, как и при проведении испытаний на ползучесть, выбирают несколько значений РУ, для которых определяют период жизни образца. Соответствующие показатели для других значений РУ-фак-тора могут быть получены интерполяцией. [c.132] Определение периода жизни обычно требует длительного времени, поскольку ускоренные методы испытаний в этом случае неприменимы. Метод скрещенных цилиндров, предложенный автором для оценки скорости износа и использующийся для определения снижения износа полиамидов при наполнении, неприменим для длительных процессов, в частности вследствие неточности в измерении эллипса износа . [c.132] Вернуться к основной статье