Способ технологической обработки элемента пары трения

 

Изобретение относится к спосо бам технологического обеспечения износостойкости . Целью изобретения является повышение износостойкости элементов пар трения из полимерных композиционных материалов, армированных дискретными углеродными волокнами , при снижении величины осадки.Элемент пары трения предварительно деформируют в статических условиях в жидкостной среде при приложении сжимающей удельной нагрузки ниже предела текучести материала в направлении, перпендикулярном поверхности трения, в диапазоне температур 20-80 С и продолжительности воздействия нагрузки 10-600 ч. После этого пару разгружают и эксплуатируют в режиме рабочих параметров. 4 табл. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО11ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g)) 4 G 01 11 3/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/ „"

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Иьд (21) 3957177/25-28 (22) 25,09,85 (46) 07.07.88.Бюл. 9 25 (71) Хмельницкий технологический институт бытового обслуживания

" (72) Г.А.Сиренко, Б.О.Таланкин, С.М.Перлин и В.И.Ящук (53) 620.178.162 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 472285, кл. G 01 Н 3/56, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 752156, кл. G 01 N 3/56, 1980.

Земляков И.П. Влияние напряжения сжатия на сопротивляемость материалов истиранию, - Машиноведение, 1971,.

У 3, с. 95-96. (54) СПОСОБ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЭЛЕМЕНТА ПАРБ! ТРЕНИЯ

„„SU„„1408295 A 1 (57) Изобретение относится к спосо» бам технологического обеспечения иэносостойкости, Целью изобретения является повышение износостойкости элементов пар грения из полимерных композиционных материалов, армированных дискретными углеродными волокнами, при снижении величины осадки.Элемент пары трения предварительно деформируют в статических условиях в жидкостной среде при приложении сжимающей удельной нагрузки ниже предела текучести материала в направлении, перпендикулярном поверхности трения, о в диапазоне температур 20-80 С и продолжительности воздействия нагрузки

10-600 ч. После этого пару разгружа" ют и эксплуатируют в режиме рабочих параметров. 4 табл.! Изобретение относится к способам технологического обеспечения износостойкости элементов пар трения, преимущественно из полимерных композиционных материалов, армированных дискS ретными углеродными .волокнами, и может быть использована при изготовлении торцовых уплотнений и подшипников скольжения например в химичесЭ t 1 !О кой промышленности и микробиологии.

Целью изобретения является повышение износостойкости элементов пар трения, изготовленных из полимерного материала, и снижение осадки за 15 счет приложения нагрузки перпендикулярно вектору скорости.

Способ осуществляют следующим образом.

Элемент пары трения предварительно деформируют сжатием в жидкостной среде в направлении, перпендикулярном поверхности трения, при величине сжимающей удельной нагрузки ниже предела текучести материала в диапазоне 25 температур 20-80 С в течение 10—

600 ч.

Пример. Методом прессования и последующего спекания изготавливают элементы пары трения уплотнитель- 30 ного устройства (втулки) из материала на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), армированного дискретным уг,леродным волокном (85 ПТФЭ и 15 (1 волокна). При этом под действием уси35 лия прессования углеродные волокна располагаются слоями, перпендикулярными усилию прессования втулок и па раллельнымии торцу втулки. Образуют (1 пару трения, включающую указанную 40 втулку из армированного полимерного материала и контрэлемент, изготовленный из стали 1ОХ17Н13МЗТ с шероховатостью поверхности Ва = 0,3-0,35 мкм.

Образованную пару помещают в про45 точную воду и в статических условиях до начала .эксплуатации в уплотнительном узле при 20 С прикладывают сжио мающую нагрузку, равную 3 МПа, в направлении, перпендикулярном поверхности трения и, соответственно, слоям дискретных углеродных волокон, и выдерживают под этой нагрузкой 288 ч.

Затем пару разгружают, устанавливают в рабочий узел и эксплуатируют при заданных режимах (скорость относительного скольжения 0 5 м/с темO

t пература 50 5 С, нагрузка 1 МПа).

В табл. 1 показано влияние величины нагрузки: при предварительном нагружении на осадку и износ материала на основе политетрафторэтилена и 15% углеродных волокон; в табл. 2 — 4 " влияние .соответственно температуры, продолжительности нагружения и среды при тех же условиях испытания.

Максимальный положительный эффект, т.е. повышение износостойкости и снижение осадки, наблюдается в интервале сжимающих удельных нагрузок

1-6 MIa, что ниже предела прочности при сжатии этого материала, равного

30 МПа при 10 . деформации (табл.1), в интервале температур 20-80О С (табл.2), при йродолжительности нагружения 10-600 ч (табл.3) и при использовании жидкой среды (табл.4).

Формула изобретения

Способ технологической обработки элемента пары трения, изготовленного из полимерного материала на основе политетрафторэтилена, армированного. дискретными углеродными волок" нами, заключающийся в том, что элемент до или во время эксплуатации подвергают деформации сжатия, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения износостойкости и снижения осадки, до начала эксплуатации элемент помещают в жидкую среду, а деформацию сжатия осуществляют путем приложения статической удельной нагрузки ниже предела текучести материала в направлении, пЕрпендикулярном поверхности трения о

Э при 20-80 С в течение 10-600 ч.!

408295

Таблица 1

Интенсивность

Условия предварительного нагружения

Осадка", мкм

Среда .Нагрузка, ИПа

ТемпеВремя нагружения, ч износа, 10- ратура, ОС

„3/(Н,м) 18,3

16,6

Перпендикулярное

Вода 0,2

10,5

1 О

8,9

2 О

3 0

5,1

0,9

0,8

3,5

6 P

3,6

66,0

11,6

12,1 вода, ЗИПа, 20 С вода, 1 ИПа, 50 С

После 23 ч релаксации (отдыха).

Таблица 2

18,3

Вода 3

288

-96

9,9

288

-99

0,9

-156

288

0 5

288

-180

3 85

-186

288

1,6

1аправление сжимающей агрузки относительно вектора скорости и слоев углеродных волокон

Исходное состояние

После 288 ч выдержки в воде

11араллельное воздух, 30 ИПа,20 С

288 -30

288 -56

288 -60

288 -99

288 -33

288 -159,1408295

Таблица Э

Условия предварительного нагружения (перпендикулярно поверхности трения и слоям углеродных волокон) Интенсивность износа, lP мм /

/(Н м) Среда Нагрузка,МПа

Темпе- Время пред- Осадратура, варительно" ка,мкм С го нагруже" ния, ч

18,3

Вода 3

-19

tl 97

-62

4,6

10

-60

4,5

12

"43

2,9

20.48

2,9

7,8

-115

144

3,5

-50

288.

-99

0,9

40

576

"33

4,1

600

1408295

Т а б л и ц а 4

Условия предварительного нагружения (перпендикулярно поверхности трения слоям углеродных волокон}

Интенсивность, 10-6 Э/

/(Н ° м) Нагрузка,МПа

Среда

Осадка, мкм нагру" жения, ч

18,3

-79

288

14,7

-56

288

8,9

15,4

-105

288

-60

288

5,1

288

0,9

Нафте" новое масло Э

288

-75

0,1

207.-ный водный раствор Э

-123

288

l5 0

-154

288

6,6

Воздух Э

Составитель З.Игнатьева

Техред М.Яндык

Редактор И.Николайчук

«Х

Корректор Л,Патай

Заказ 3303/45 Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Воздух I

Вода I

Воздух 2

Вода 2

Темпера- Время тура, предваС рительного