Трение полимерных материалов

Часто верхним температурным пределом теплостойкости считают температуру стеклования, т. е. полагают, что полимер может работать вплоть до этой температуры. Это может быть справедливо при очень малых нагрузках и незначительных временах их действия. Но дело даже не только в этом. Если полимерный материал работает в условиях действия переменной температуры, переход из одного подсостояния в другое, связанный с резким ускорением релаксации напряжения или ползучести, может привести к полной потере работоспособности при температуре, намного меньшей температуры стеклования в частности, это может выразиться в резком увеличении коэффициента трения полимерного материала и в наступлении заедания , т. е. остановки движения трущихся деталей [38]. Можно привести и другие примеры различных видов потери работоспособности (теплостойкости) при переходе из одного подсостояния в другое. [c.90]

Очень высокие давления выполняют две функции а) вызывают деформацию частиц, трение между частицами и таким образом нагревают и, возможно, спекают частицы полимерного материала [c.298]

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 многократных деформациях (многократных нагружениях) происходит утомление полимерного материала, т. е. ухудшение его свойств, заканчивающееся его разрушением. Утомление связано не только с действием физических факторов в вершине наиболее опасного дефекта, но также и с протеканием химических процессов во всем объеме образца. В каждом цикле механическая работа деформации частично затрачивается на преодоление внутреннего трения, причем не вся затраченная энергия превращается в тепло [40, с. 284]. Частично происходит непосредственная активация химических реакций. Однако, если за каждый цикл [c.16]

Прибор работает следующим образом. Образец / (см. рис. 1.16) из полимерного материала толщиной 20—500 мкм закрепляется в захватах 7, 8. Затем включается электродвигатель 2, вращение от которого передается с помощью клиноременной передачи 3 на редуктор 4, а затем на эксцентрик 5. При вращении эксцентрика 5 и за счет пружины 6 верхний захват 7 совершает возвратно-поступательное движение. При перемещении верхнего захвата 7 вниз образец нагружен только грузом 17, вес которого равен О (за вычетом потерь на трение в блоках 14, 15), а при перемещении вверх — на образец добавляется нагрузка АЯ при помощи нагрузочного устройства 13, 14, 16 (т. е. узла регулируемого торможения), состоящего из блока 14, гибкой ленты 13 и пружины 16. При испытании образец значительно деформируется, поэтому перемещение верхнего захвата 7 отличается от перемещения нижнего захвата 8. За счет подбора эксцентрика 5. груза 17 и величины АР можно добиться перемещения нижнего захвата равного нулю, поэтому инерционными силами системы можно пренебречь. [c.41]

По существу, коэффициент затухания определяется логарифмическим декрементом и характеризует диссипацию акустической энергии, вызванную внутренним трением. В связи с этим для оценки диссипирующей способности материала используют тангенс угла механических потерь, определенный при звуковых частотах. Он связан с физико-механическими, физико-химическими свойствами, составом, структурой и текстурой полимерного материала. [c.177]

Начиная с нагрузки 17—20 кг/см у металлополимеров с содержанием 5 и 10% полисульфидного каучука (ПСК) наблюдается излом кривых и резкое увеличение износа. Этот излом соответствует переходу от поверхностного разрушения к глубинному вырыванию материала. При этих нагрузках на поверхности трения образцов из металлополимеров наблюдаются задиры, продукты износа налипают на контртело, интенсивный износ сопровождается вырыванием частиц полимерного материала. [c.104]

Полиолефины не поглощают воду, и сухая поверхность аккумулирует статический электрический заряд. Антистатики — это полярные вещества, которые смешиваются с полимером и мигрируют к поверхности после выхода полимерного материала из экструдера. Один из типов антистатиков — полиоксиэтилены. Находясь на поверхности, они могут адсорбировать достаточное количество воды, чтобы предотвратить накопление электрического заряда. Проблема состоит в том, что они могут притягивать пыль и другие вещества, которые в обычных условиях не оседают на полиолефинах. Кроме того, они легко удаляются трением или захватываются полярными жидкостями [19]. [c.33]

Эффективность действия А. оценивают по уменьшению после их введения в полимерный материал след, показателей уд. поверхностного и объемного электрич. сопротивления, электростатич. потенциала трения ф, полупериода утечки электростатич. зарядов т или среднеквадратичного полупериода утечки [c.94]

Сопротивление трению и соответственно антифрикционные характеристики полимерных материалов обусловлены образованием адгезионных узлов сцепления между контактирующими поверхностями механич. зацеплениями их выступов внедрением выступов одной поверхности в другую, что приводит к пропахиванию (деформированию) более мягкого полимерного материала выступами более твердого контртела, несовершенной упругостью полимеров, вследствие чего деформирование поверхностей трения сопровождается гистерезисными явлениями и диссипативными потерями трения (переход механич. энергии в тепло). [c.97]

При спекании такого материала лод да влением политетрафторэтилен заполняет проемы перфораций в металлической ленте и склеивается с ее поверхностью. В результате такого технологического процесса полимерный материал, находящийся в отверстиях перфораций, имеет более низкую плотность по сравнению с материалом, примыкающим к участкам оплошной поверхности армирующего элемента. Слабоуплотненный политетрафторэтилен, обладая более высокой хладотекучестью, в процессе эксплуатации под нагрузкой вытекает из отверстий перфораций и создает на поверхностях трения смазочный легкоподвижный слой. По мере вытекания политетрафторэтилена происходит вторичное заполнение отверстий за счет перераспределения материала в поверхностном слое. [c.95]

Высокая степень сцепления полимерного материала с металлом обеспечив а ется при формировании металлополимерных фрикционных покрытий нанесением полимерного материала на сетчатый металлический элемент, закрепленный на металлической ленте с помощью диффузионной сварки. Использование сетчатых элементов из материала с низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью, а в качестве покрытия — композиций на основе самосмазывающихся полимеров позволило создать армированные материалы для длительной работы в тяжелых условиях (см. табл. 1П.З), в том числе при температуре 573 К, скорости скольжения до 3,0 м/с, и удельной нагрузке до 30,0 МПа [46]. [c.97]

Нанесение покрытия можно производить валками (рис. VI. , а—г) из паст, растворов, суспензий полимеров на одну или обе стороны полосы при прямом (валки вращаются в направлении движения полосы) или обратном направлениях движения. Трение между наносящим валком и плакируемой полосой способствует равномерному распределению полимерного материала и обеспечивает создание равнотолщинного глянцевого покрытия. Чтобы заменять полимерный материал без остановки линии несколько комплектов валков устанавливают последовательно. Толщина наносимых покрытий колеблется от 5 до 250 мкм. Более толстые слои покрытия, а также покрытия из суспензий, например на основе фторопластов, получают при использовании питающих валков с винтовой нарезкой. Валки служат для нанесения как грунтовочного, так и основного слоев покрытия и имеют, как правило, индивидуальные приводы [2, 5]. [c.183]

Податливость зубчатого венца полимерной звездочки. Если цепи и звездочки изготовлены из материалов, деформационные и фрикционные свойства которых практически одинаковы, то при определении сил, действующих на детали шарнира цепи и зубья звездочки, можно использовать зависимости, приведенные, например, в [51, 52] и учитывающие нормальное давление, коэффициент трения и угол давления. В случае взаимодействия металлического шарнира цепи с венцом звездочки, изготовленной из полимерного материала, модуль упругости которого на один—два порядка ниже, чем у стали, необходимо учитывать в расчетах также податливость зубьев и венца звездочки [56] . [c.210]

Работоспособность узла трения зависит от правильного выбора полимерного материала, толщины функционального слоя, технологических параметров процесса формирования покрытия и ряда других факторов, которые устанавливаются с учетом условий и режимов эксплуатации. Свойства фрикционных покрытий во многом определяются составом композиции, изменяя который можно в широких пределах регулировать фрикционные характеристики, получать покрытия различного назначения — как с низким, так и высоким коэффициентом трения. Для создания фрикционных покрытий используют фторопласты, полиамиды, полиолефины, пентапласт, эпоксидные и другие полимерные материалы. [c.288]

Полимерный материал, поступающий из бункера 1 (рис. 95) в виде гранул или порошка, захватывается червяком 6, перемешивается, продвигается в цилиндре 2 и выдавливается последовательно через сетку 3, решетку 4 и профилирующее отверстие оформляющей головки 5. Нагрев и расплавление материала происходит от нагревателей 7 и под действием тепла, возникающего при трении в процессе работы червяка, который приводится от электродвигателя 8 через вариатор или редуктор 9 и передачу 10. [c.166]

При футеровке из листов полимерного материала формуют отдельные элементы аппаратов, крепят их к защищаемой поверхности и соединяют один с другим. Для небольших емкостей можно изготавливать защитную оболочку, вставляемую в аппарат. Крепить футеровку к защищаемой поверхности можно на клеях, механическим способом (болтовые, заклепочные соединения, крепление к приваренной сетке и т.п.), за счет сил трения. Отдельные элементы футеровки можно соединять сваркой, склеиванием, заполнением стыков замазками, герметиками, проклейкой стыков липкой полимерной лентой и т. п. [c.236]

К фрикционным характеристикам материала относятся коэффициент трения / и истираемость I. Обе эти величины зависят от свойств испытуемого полимерного материала и контртела. Для сравнительной оценки фрикционных свойств материалов их испытывают при скольжении по стандартным поверхностям трение — по гладкой стали, истирание — по абразивному полотну, которое выявляет сопротивление микрорезанию (абразивный износ), и по металлической сетке, которое выявляет сопротивление контактному утомлению (усталостный износ) [c.228]

Полимерный материал, поступающий из бункера 2 (рис. 108) в виде гранул или порошка, захватывается червяком 4, перемешивается, продвигается в цилиндре 8 и выдавливается последовательно через сетку 5, решетку 6 и профилирующее отверстие оформляющей головки 7. Материал нагревается и расплавляется от нагревателей 3 и под действием теплоты, возникающей при трении в процессе работы червяка, приводимого от электродвигателя 9 через вариатор или редуктор I0 и передачу 1. [c.156]

Это замечание является важным для оценки влияния частоты нагружения и разгружения на демпфирующую способность материала. Если время исчезновения остаточных деформаций полимерного материала меньше времени разгружения, частота приложения нагрузки не ухудшит его демпфирующие свойства. В противном случае демпфирующая способность материала ухудшается (будет возрастать величина модуля упругости). В сравнимых условиях на величину относительной демпфирующей способности 1 0 влияют пе только структура полимера, но и структура наполнителя, поскольку последний создает дополнительные очаги трения при действии знакопеременных нагрузок. В таком случае композиция наполнителя (ткани, толстая бумага, волокнистые [c.75]

Продолжим рассмотрение задачи о гибком вале (см. рис. 4 и соображения, высказанные в гл. II по этому вопросу). Пусть заданы минимальные предельно допустимые прочностные и деформационные характеристики материала гибкого вала, указаны возможные предельно высокие температуры, которые могут возникнуть в узле трения подшипник — вал, скоростные режимы работы вала и гарантированны срок службы. Пр 1 эт х условиях были проведены испытания ряда полимерных материалов на образцах-свидетелях, и оказалось, что какая-то марка полимерного материала удовлетворяет всем требованиям конструктора, кроме заданного срока службы детали до замены. Однако пока нельзя выдать рекомендации по изготовлению натурных конструкций узла (например, в моторных лодках), которые будут испытаны только на заданный срок службы, так как неизвестны условия сохранения гарантированного зазора между валом и подшипником при эксплуатации. В рассматриваемом случае задача сохранения гарантированного зазора сильно усложняется, так как узел представляет собой очень редко встречаюш,уюся в практике так называемую обратную нару , в которой антифрикционными свойствами должен обладать материал не подшипника, а вала. [c.297]

В работах 1 разбираются вопросы устойчивости смазочной пленки в условиях рабочих температур узла трения, где одним элементом труш,ейся пары является деталь из полиамида. При определенных рабочих температурах узла трения заш итное действие смазки прекраш,ается и появляется возможность полусухого трения износ детали увеличивается, особенно если температура повышается до температуры текучести полиамида. Возникновение таких критических температур в узле трения может зависеть от ряда причин от толщины вкладыша из антифрикционного материала, от величины гарантированного зазора, от величины произведения нагрузки на скорость вращения вала Pv). Допустимая степень износа обеих частей трущейся нары за гарантированный срок работы, указанный для антифрикционного полимерного материала, определяется по фактическим результатам лабораторных, стендовых и натурных испытаний. [c.308]

Проблема применения полимерных материалов в конструкциях, работающих под нагрузкой, вовсе не является ни чисто расчетной, ни чисто технологической. В самом деле, почему в некоторых случаях, когда все рассчитано по прочностным и технологическим факторам, в узле трения с подшипником скольжения из полимерного материала либо происходит заклинивание, либо прокатываемая на стане с такими подшипниками тонкая лента металла рвется Точный анализ показывает, что в первом случае не был учтен градиент температуры в зоне от поверхности трения до поверхности соприкосновения полимерного материала с металлом, а во втором случае не принимали во внимание абсолютную величину упругих деформаций материала вкладыша. [c.319]

II крайне напряженным температурным режимом на границе трения. По этой причине при изучении передачи и прекращения движения много внимания уделяется проблеме износа используемого полимерного материала и соприкасающегося с ним металла. Следует отметить, что соблюдение требования уравнения (УП, 1) может сопровождаться повышением износа фрикционного полимерного материала против заданной нормы. Если уравнение (УП, 1) справедливо для фрикционного материала трущейся пары при всех режимах эксплуатации, то конструктор должен принять величину фактического, экспериментально установленного износа фрикционного материала для расчета долговечности узла и, исходя из этой величины, предусмотреть увеличенные допуски на изменение толщины фрикционного материала за заданный срок службы или компенсационные устройства — нри малых допусках на изменение толщины. [c.325]

Отсюда вытекают два важных заключения относительно начальных характеристик полимерных материалов, применяемых в узлах трения, и условий изготовления деталей из них. Можно сразу сказать, что максимальная температура узла трения должна быть равной или несколько ниже Тс полимерного материала. Ясно также, что ориентация молекул полимера нри переработке его в деталь всегда должна происходить в направлении, перпендикулярном образующей втулки нри ее вращательном движении, и в параллельном — нри возвратно-поступательном движении втулки. [c.334]

Необходимо упомянуть еще об одной особенности полимеров, не имеющей пока большого значения для полиарилатов. Она состоит в существенном влиянии механических воздействий на протекание химических процессов в полимере, которые либо ускоряются этими воздействиями, либо могут иметь место только в механически напряженных телах. Эти механохимические процессы приводят к существенным изменениям полимерного материала при очень тяжелых или длительных механических воздействиях, в частности, в условиях, когда происходит разрушение тела лю-бого типа (при разрыве, трении, работе на износ и т. п.), при жестких режимах переработки полимерной массы, при многократных деформациях и т. д. [c.42]

Соответственно с двойственной 2,5 молекулярно-механической природой трения, зависимость силы трения от 2,0 скорости скольжения будет определяться скоростью установления моле- ,5 кулярного адгезионного контакта и скоростью деформирования объема материала. Большое влияние при этом оказывают температура процесса и природа материала. Как мы уже видели, процесс внешнего трения полимеров обусловлен в основном (для твердых полимеров) деформационными свойствами самого полимерного материала. [c.73]

Выход детали из строя в результате потери работоспособности называется отказом. Различают постепенный отказ, когда вследствие износа и старения полимерного материала и протекающих при этом физико-химических процессах постепенно изменяются параметры сопряжения пары трения, и внезапный отказ, причиной которого в большинстве случаев является концентрация напряжений, превышающих прочность детали, и такое изменение физико-химических.свойств, при котором де- [c.46]

Много мас1чтабнее и сложнее изображенного в табл. 8, 9, 10 по протяженности, объемам утечек и аварийности положение дел с технологическими трубопроводами на предприятиях, особенно в химической и нефтехимической промышленности. Для использования на наиболее ответственных участках трубопроводов мы предлагаем оболочку, представляющую собой полый корпус из полимерного материа.аа с цилиндрической внешней поверхностью, вну тренняя поверхность которой имеет продольные выступы, являющиеся опорами для трубопровода (рис.2 Г). [c.40]

Одна из них изображена на рис. V. 11. В этой модели не учитывается чисто упругая составляющая, которая у эластомеров чрезвычайно мала. Высокоэластическая составляющая представляется, релаксационным модулем Е и равновесным модулем Яоо, которые суммируются. Внутреннее трение в системе определяется микровязкостью г)ь а вязкое течение — макровязкостью т]. Такая модель позволяет описывать поведение полимерного материала как в условиях малых деформаций, так и в условиях непрерывного деформирования. [c.181]

Сильное снижение коэфф. термич. расширения полимеров достигается их наполнением стекловолокном (войлоком). Для повышения твердости и теплопроводности А. п. м. в них вводят порошкообразные папол-пители. Высокоэффективным приемом компенсации низкой твердости полимеров является нанесение их топким слоем иа поверхность металла, отличающегося высокой твердостью этот твердый подслой уменьшает податливость полимерного материала, т. е. фактическую площадь контакта в зоне трения. Вместе с тем уменьшение толщины полимерного покрытия улучшает условия отвода тепла трения. Важный прием повышения теплопроводности и твердости полимерпых покрытий — заполнение полимерол пористых металлич. матриц, папр. пористой бронзы. [c.100]

МоЗ или графита), отличающихся очень низкими коэфф. трения. Широкое применение получают покрытия металлов пленками (толщино) 20—30 мкм) отвержденных смол, содержащих около 30% Мо8г. Жидкие пластификаторы, а также пек-рые длинноцепочечные низкомолекулярные алифатич. соединения (амиды и т. п.), способные диффундировать к поверхности полимеров, образуя на них квазигидродипамич. и граничные смазочные слои, также снижают коэфф. трения. С уменьшением нагрузки, твердости полимерного материала, повышением смачиваемости контакти-рующихся тел и скорости скольжения эффективность этих слоев повышается. [c.101]

Шнек экструдера обычно делится на три зоны загрузки, сжатия и дозирования. В зоне загрузки от бункера до основной части экструдера перемещаются гранулы полимера, наполнителей и добавок. В зоне сжатия полимер расплавляется, смешивается с другими компонентами и сжимается в сплошной однородный поток расплавленной полимерной композиции. Зона дозирования создает равномерную скорость потока расплава полимерного материала для подачи в экструзионную головку. Полиэтилены являются частично кристаллизующимися полимерами с широким температурным интервалом плавления, в особенности если они представляют собой сополимеры или имеют статистические разветвления как, например, ПЭНП или ЛПЭНП. Зона сжатия шнека должна быть широкой. Это область, в которой глубина нарезки уменьшается для увеличения сдвигового воздействия на полимер, что улучшает смешение, увеличивает разогрев от трения и приводит к более однородному распределению тепла в расплаве. Полиэтилены имеют более высокую молекулярную массу, чем другие полимеры, перерабатываемые экструзией, поэтому вязкость расплава приемлемо высока. В по-лиолефинах силы межмолекулярного взаимодействия слабые, и их механические свойства определяются высокой молекулярной массой и регулярностью цепей, обеспечивающей плотную укладку. Кроме усилия, необходимого для экструзии материала, в успешном формовании изделия важную роль играет прочность расплавленных пленок. Из полиолефинов ПП наиболее неудобен для производства пленок из-за относительно низкой прочности расплава. Очень высокая молекулярная масса улучшает формование пленки, но делает процесс экструзии более энергозатратным [10]. [c.25]

Во время миграции пигмент, введенный в полимер, через определенное время мигрирует к поверхности полимера. Здесь пигмент выделяется в форме видимых кристаллических частиц эффект выцветания среди прочего имеет следствием увеличение закрашиваемости при трении и зависит, в частности, от температуры стеклования полимерного материала [1, 3]. [c.172]

Точного ответа на эти вопросы нет ни у конструктора, ни у технолога по изготовлению стержней для валов, ни у материаловеда, исследовавшего материал на образцах-свидетелях. Ответ может быть получен при исследовании работы самого узла, так как оп зависит от реального распределения напряжений в сечениях вала, от опорных реакций, от наличия неизбежной при монтажё неравномерности зазоров но всей площади стыков подшипника и вала, от скоростей процессов кристаллизации и рекристаллизации материала при изменении скоростей нагревания и охлаждения и от многих других факторов, которых мы пока не знаем. Следовательно, возникает настоятельная необходимость в испытаниях отрезков стержней выбранного полимерного материала на стенде или на макете узла трения. Монтаж узлов необходимо производить по заданному гарантированному зазору. В подшипниках вала должны быть установлены в нескольких точках но длине и в нескольких точках по окружности измерительные приборы для фиксирования фактических величин зазоров во время работы узла на стенде. [c.298]

По-видимому, узлы трения разнообразных машин являются топ областью, где полимерные материалы прочно утвердились, и при правильной конструкции узла (с учетом специфических свойств полимерного материала) применение этих материалов достаточно эффективно. В зубчатых передачах быстроходные колеса из текстолита, древесных пластиков и некоторых полиамидов прошлп многолетнюю эксплуатационную проверку, после чего стали очевидными их преимущества перед металлическими колесами. [c.319]

Чтобы дать представление о взаимодействии поверхностей металла и полимерного материала, покажем вначале, что трение пары полимер — полимер приводит к ряду явлений, причиной которых является именно взаимодействие трущихся поверхностей. Тщательно изучалось трение нары тефлон — тефлон. Было найдено, что приводимая в литературе низкая величина коэффициента трения такой нары относится к свежеприготовленным поверхностям трения и очень малой скорости относительного скольжения, не превышающей 0,661 м1мин. Повышение скоростей скольжения приводит к резкому повышению коэффициента трения. Более того, если поверхности были предварительно тренированы трением при больших скоростях, на таких поверхностях происходят необратимые изменения, повышающие коэффициент трения. Отмечается, что после тренировки поверхностей трения величина коэффициента трения становится чувствительной к температуре даже в пределах всего 2° С (между 16 и 18° С). Замечу, кстати, что на оптимальную температуру для найлоновых вкладышей подшипников, равную 25—38° С, указывает и одна из американских фирм. [c.332]

Тем не менее есть одна область, где изготовление шаров подшипников из полимерных материалов дает высокий эффект. Это узлы трения, подвергающиеся ударным нагрузкам и работающие нри малых скоростях качения. По данным работы шары из полимерного материала, испытанные при нагрузке 60 кгс с энергией удара 22 кгс-см и при скорости качения 0,11 м1сек, выдерживают без разрушения в среднем около 45 ООО ударов при технических требованиях 1500 ударов. Стальные шары при этих условиях выводили бы из строя кольца после нескольких ударов. [c.336]

Создание фрикционных материалов идет также по пути разработки полимерных композиций. Под руководством Крагельского создан новый фрикционный материал — ретинакс. Коэффициент трения этого материала (разных марок) лежит в пределах 0,33—0,4 при износе 0,03—0,07 ммЫас. Он изготовлен на основе асбосмоляной композиции и является одним из лучших фрикционных материалов. Другие перспективные материалы разрабатываются на основе асбо-каучуковых и керамических композиций. Развиваются также металлополимерные композиции. Основные пути улучшения фрикционных полимерных композиций связаны с созданием новых полимеров и композиций с высокой теплостойкостью и износостойкостью при большой механической прочности. [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология