Исследования износостойкости и антифрикционных свойств металлополимерных пар, работающих в имитаторе морской воды

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Морская вода – агрессивная среда, вызывающая коррозию, эрозию, а также кавитацию при движении с высокими скоростями стальных, чугунных, бронзовых или баббитовых деталей, работающих удовлетворительно только при наличии смазки. При этом нередко происходит выброс масляных пятен в воду, что приводит к загрязнению водного бассейна. Методы исследования. Для исследования изнашивания и коэффициента трения выбраны: чистый полиамид П-610 и антифрикционные материалы на его основе – Маслянит Д и Маслянит 12. В качестве материала контртела использовались металлы: нержавеющая сталь Х18Н9Т, бронза БрАМЦ-9–2 и сплав титана ВТ-3. Результаты и обсуждение. Установлено, что материалы группы «маслянит» имеют значительно лучшие показатели по износостойкости и антифрикционным свойствам, чем чистый полиамид П-610. Показано, что причиной таких свойств Маслянита Д и Маслянита 12 является наличие в их составах твердых и консистентных смазок, выполняющих одновременно еще и роль пластификатора. Мелкодисперсные металлические наполнители благоприятно влияют на отвод температуры из зоны трения и рост кристаллической фазы полимера. Выявлено положительное влияние железного сурика на трение Маслянита 12, обусловливающего генерирование на рабочих поверхностях пары трения защитной антифрикционной пленки. Обнаружено снижение износа и коэффициента трения по мере повышения класса чистоты металлической поверхности. Подтвержден преимущественно усталостный механизм износа полимерных материалов при трении в имитаторе морской воды. Приведенные результаты испытания Маслянита 12 в реальной морской среде подтвердили его положительные характеристики.

Об авторах

Д. К. Батаев

Email: denabataev61@mail.ru
доктор техн. наук, профессор, Комплексный научно-исследовательский институт имени Х.И. Ибрагимова Российской академии наук, Старопромысловское шоссе, 21а, г.Грозный, 364051, Чеченская Республика, Россия, denabataev61@mail.ru

Р. У. Гойтемиров

Email: groznymuh@mail.ru
канд. техн. наук, профессор, Комплексный научно-исследовательский институт имени Х.И. Ибрагимова Российской академии наук, Старопромысловское шоссе, 21а, г.Грозный, 364051, Чеченская Республика, Россия, groznymuh@mail.ru

П. Д. Батаева

Email: bataeva_ggntu@mail.ru
Комплексный научно-исследовательский институт имени Х.И. Ибрагимова Российской академии наук, Старопромысловское шоссе, 21а, г.Грозный, 364051, Чеченская Республика, Россия, bataeva_ggntu@mail.ru

Список литературы

  1. Бинарные опоры из модифицированных углепластиков для подшипников судовых валопроводов / А.В. Анисимов, В.Е. Бахарева, И.В. Лобынцева, Л.В. Петрова, А.А. Чурикова // Вопросы материаловедения. – 2006. – № 2 (46). – C. 22–26.
  2. Бахарева В.Е., Конторовская И.А., Петрова Л.В. Полимеры в судовом машиностроении. – Л.: Судостроение, 1975. – 236 с.
  3. Кулик В.П., Хомов С.Н. Испытания графитобаббита откорректированного состава для торцевых уплотнений гребных валов // Вопросы материаловедения. – 2006. – № 2 (46). – С. 181–185.
  4. Трение термопластичных углепластиков в воде / И.А. Рашкован, А.П. Краснов, М.Е. Казаков, О.В. Афоничева, О.Б. Кулачинская // Вопросы материаловедения. – 2006. – № 2 (46). – С. 100–104.
  5. Основы трибологии (Трение, износ, смазка) / А.В. Чичинадзе, Э.Д. Браун, Н.А. Буше и др.; под общ. ред. А.В. Чичинадзе. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. – 664 с. – ISBN 5-217-03053-4.
  6. Volynskii A.L., Bakeev N.F. Solvent crazing of polymers. – 1st ed. – Amsterdam: Elsevier, 1995. – 423 р. – ISBN 978-0-444-81848-5.
  7. Волынский А.Л. Эффект Ребиндера в полимерах // Природа. – 2006. – № 11. – С. 11–18.
  8. Бартенев Г.М. Прочность и механизм разрушения полимеров. – М.: Химия, 1984. – 280 с.
  9. Полимерные композиционные материалы в триботехнике / Ю.К. Машков, З.Н. Овчар, М.Ю. Байбарацкая, О.А. Мамаев. – М.: Недра, 2004. – 262 с.
  10. Берштейн В.А. Механогидролитические процессы и прочность твердых тел. – Л.: Наука, 1987. – 318 с.
  11. Берштейн В.А., Егорова Л.М., Соловьев В.В. О разрушении полимеров по гидролитическому механизму // Физика твердого тела. – 1977. – Т. 19, № 3. – С. 791–794.
  12. Vettegren V.I., Novak I.I., Kulik V.B. Thermal and fluctuation-induced deformations of chemical bonds in surface and boundary layers of polymers // Physics of the Solid State. – 2005. – Vol. 47 (5). – P. 920–926. – doi: 10.1134/1.1924856.
  13. Evaluation of fatigue wear and the nature of the destruction of polymeric materials / D.K.-S. Bataev, Kh.N. Mazhiev, P.U. Goitemirov, M.U. Umarov, M.A. Gaziev // Advances in Engineering Research. – Atlantis Press, 2018. – Vol. 177: Proceedings of the International Symposium on Engineering and Earth Sciences (ISEES 2018). – P. 218–222. – doi: 10.2991/isees-18.2018.42.
  14. Bataev D.K.-S., Goitemirov R.U., Dzhamaldinova M.A. The study of application of maslyanites in pumps designed for pumping aggressive media // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 905. – P. 012007. – doi: 10.1088/1757-899X/905/1/012007.
  15. Самоорганизация и структурное модифицирование в металлополимерных трибосистемах / Ю.К. Машков, О.В. Кропотин, С.В. Шилько, Ю.М. Плескачевский. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2013. – 232 с.
  16. Myshkin N.K., Petrokovets M.I., Kovalev A.V. Tribology of polymers: Adhesion, friction, wear, and mass-transfer // Tribology International. – 2005. – Vol. 38, iss. 11–12. – P. 910–921. – doi: 10.1016/j.triboint.2005.07.016.
  17. Kumlutas D., Tavman I.H. A numerical and experimental study on thermal conductivity of particle filled polymer composites // Journal of Thermoplastic Composite Materials. – 2006. – Vol. 19, iss. 4. – P. 441–445. – doi: 10.1177/0892705706062203.
  18. Полимерные композиционные материалы в триботехнике / Ю.К. Машков, З.Н. Овчаров, М.Ю. Байбарацкая, О.А. Мамаев. – М.: Недра, 2004. – 262 с.
  19. Полимерные композиционные материалы: свойства, структура, технологии / под общ. ред. А.А. Берлина. – СПб.: Профессия, 2008. – 560 с.
  20. Tribological properties of poly(para-phenylene sulfide) and its carbon fiber composites with water lubrication / B.M. Ginzburg, D.G. Tochil’;nikov, A.I. Lyashkov, V.L. Ugolkov, V.K. Lavrent’;ev, P.A. Shijan, V.P. Ponimatkin // Journal of Macromolecular Science, Part B: Physics. – 2011. – Vol. 50, iss. 6. – P. 1047–1061. – doi: 10.1080/00222348.2010.497446.
  21. Carrying capacity of polymers and polymeric composites in water-lubricated friction against metals / B.M. Ginzburg, D.G. Tochil'nikov, P.A. Shiyan, A.O. Pozdnyakov // Journal of Friction and Wear. – 2011. – Vol. 32. – P. 150–163. – doi: 10.3103/S1068366611030044.
  22. Зуев Ю.С. Разрушение полимеров под действием агрессивных сред. – М.: Химия, 1972. – 232 с.
  23. Цветков Ю.Н., Крылов Д.А., Татулян А.А. Соотношение потерь, приходящихся на граничный и гидродинамический режим смазки в ДВС // Двигателестроение. – 2010. – № 1. – С. 13–19.
  24. Influence of non-smooth surface on tribological properties of glass fiber-epoxy resin composite sliding against stainless steel under natural seawater lubrication / S. Wu, D. Gao, Y. Liang, B. Chen // Chinese Journal of Mechanical Engineering. – 2015. – Vol. 28, N 6. – P. 1171–1176. – doi: 10.3901/CJME.2015.0928.117.
  25. Zhao S., Wang X. The effects of surface texture on the wear properties of mechanical seals made of metal and polymers // Tribology. – 2015. – Vol. 35, N 6. – P. 761–767. – doi: 10.16078/j.tribology.2015.06.016.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).