Charakterystyki tribologiczne kompozytów polimerowych w ruchu posuwisto-zwrotnym

• Autorzy: Pawelec Z.

Warianty tytułu

EN

The tribological characteristics of polymer composites operating in reciprocating motion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono charakterystyki tribologiczne kompozytów polimerowych w ruchu posuwisto-zwrotnym przeznaczonych do regeneracji suportów obrabiarek skrawających. Osnową kompozytów jest chemoutwardzalna żywica epoksydowa, podstawowym napełniaczem proszek żelaza, a modyfikatorami właściwości tribologicznych smary stałe o spójności anizotropowej: grafit i dwusiarczek molibdenu. Na podstawie wstępnych wyników badań właściwości mechanicznych, współczynnika tarcia spoczynkowego oraz efektu stick-slip wytypowano serię kompozytów o najlepszych właściwościach do badań tarciowo- zużyciowych. Odporność kompozytów na zużycie tribologiczne wyznaczono z użyciem testera T-17. Badania przeprowadzono w następujących warunkach: obciążenie 100 N, częstotliwość 1 Hz, amplituda 25 mm, liczba cykli 20 000, przy smarowaniu olejem maszynowym. W tych samych warunkach wyznaczono również charakterystyki tribologiczne skojarzenia: stal– –stal. Dla identyfikacji mechanizmów zużywania kompozytu przeprowadzono obserwację powierzchni tarcia z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) oraz wykonano pomiary struktury geometrycznej powierzchni. Określono wpływ smarów stałych na zużycie skojarzenia kompozyt– –stal. Analiza otrzymanych wyników badań wykazała istotny wpływ rodzaju i udziału wagowego zastosowanych dodatków smarnych na odporność na zużycie kompozytów polimerowych. Najlepsze efekty w zakresie zwiększenia ich odporności na zużycie uzyskano, stosując binarny zestaw dodatków smarowych.

EN

The paper presents the results of the tribological results of the polymer composite performed under reciprocating motion that is intended for the regeneration of the cutting tool guides. The matrix of the composite is chemical-setting epoxy resin. The main filler is an iron oxide. The composite also included improving additives, mainly anisotropic solid lubricants – graphite and molybdenum disulphide. Based on the preliminary measurements of mechanical properties, the friction coefficient and the stick-slip effect, the set of the composites exhibiting the best properties were selected for further friction and wear tests. The wear resistance of the composites was tested using a T-17 tribotester. The research was conducted under the following conditions: 100N load, 1 Hz frequency, 25 mm amplitude, 20 000 cycles and lubrication with machine oil. Using the same parameters the tribological characteristics of steel-steel tribosystem were measured. Based on analytical investigations like scanning electron microscopy (SEM) and 3D topography measurements the wear mechanism was described. The effect of the solid lubricants on the wear of composite-steel tribosystem was elaborated. Based on obtained test results, it was concluded that mechanical and tribological properties depends on type and mass ratio of the used tribological modifiers. The most beneficial results were obtained for the composites containing mixed solid lubricants.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt polimerowy; obrabiarki; układy prowadnicowe; ruch posuwisto-zwrotny; tarcie; zużycie

EN

polymer composite; machine tools; guides; reciprocating motion; friction; wear

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 3
• Strony: 153--166
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pawelec Z.

• Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Polska

Bibliografia

• 1. Marchelek K.: Dynamika obrabiarek WNT, Warszawa 2000.
• 2. Honczarenko J.: Elastyczna automatyzacja wytwarzania obrabiarki i systemy obróbkowe. WNT, Warszawa 2000.
• 3. Olszak W.: Obróbka skrawaniem WNT, Warszawa 2008.
• 4. Liang Mi, Guo-fu Yin, Ming-nan Sun, Xiao-hu Wang: Effects of preloads on joint on on Dinamic stiffness of a whole machine tool structure. Journal of Mechanical Science and Technology 26 (2) 2012.
• 5. Oczoś K.E.: Obrabiarki skrawające – stan obecny na tle prognozy rozwoju. Mechanik 2005 79 nr 12.
• 6. Honczarenko J.: Rozwój obrabiarek skrawających w aspekcie realizacji innowacyjnych technologii wytwarzania. Wrocław, Inżynieria Maszyn. Zeszyt 1/2006.
• 7. Oczoś K.E.: Trendy rozwojowe obrabiarek produkcyjnych. Mechanik 2003, 76, nr 3.
• 8. Chung D.D.L.: Materials for vibration damping. Journal of Materiale Science 36, 2001.
• 9. Janecki J., Dasiewicz J., Pawelec Z.: Funkcje komponentów i aspekty praktycznego stosowania regeneracyjnych kompozytów polimerowych. Problemy Eksploatacji 3/2003.
• 10. Okulik T., Powała B., Marchelek K.: Dynamika układu prowadnicowego montowanego z wykorzystaniem tworzywa EPY. Modelowanie Inżynierskie, 40, Gliwice 2010.
• 11. Żach P.: Materiały kompozytowe w zastosowaniach specjalnych maszyn. Tworzywa Sztuczne i Chemia, nr 2/2005.