Zaawansowane techniki badań w rozwiązywaniu problemów materiałowych : badanie przyczyn zniszczenia kół zębatych

• Autorzy: Brzozowska-Stanuch A. , Kliś B.

Warianty tytułu

EN

Advanced testing techniques to solve material problems : study the causes of the gear wheel destruction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem niniejszej pracy było zbadanie i wyjaśnienie przyczyn zniszczenia koła zębatego wykonanego metodą wtrysku z kompozytu PBT/TFFE, stosowanego w zamkach centralnych pojazdów samochodowych. W tym celu zastosowano szereg technik badawczych tj. mikroskopia elektronowa SEM a także różnicowa kalorymetria skaningowa DSC i termograwimetria TGA. Ze względu na dużą różnicę w temperaturach topnienia składników kompozytu - poli(tereftalanem butylenu) (PBT) a politetrafluoroetylenem (PTFE), konieczne było określenie stabilności termicznej poszczególnych polimerów jak również prowadzenie badań termicznych metodą skaningowej kalorymetrii różnicowej w oddzielnych eksperymentach badawczych. Otrzymane mikrografie SEM umożliwiły ocenę przełomów pod kątem obecności niejednorodności i nieciągłości materiału tj. pory, pustki oraz pod względem rozmieszczenia i ułożenia włókna szklanego. W analizie metodami termicznymi zostały określone temperatury charakterystyczne jak również scharakteryzowana struktura krystaliczna badanych materiałów. Powyższe rezultaty pozwoliły na wyciągniecie wniosków dotyczących zarówno jakości, struktury badanego kompozytu jak i jego przetwarzania.

EN

The purpose of this work is to analyze and explain what causes the damage of gear wheel made of PBT/TFFE by injection molding method and used in the central locks of motor vehicles. Numerous techniques were used for this purpose, namely, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetry (TGA). Due to the large difference between melting temperatures of composite ingredients ie. poly(terephthalate butylene) (PBT) and polytetrafluoroethylene (PTFE) it was necessary to determine the thermal stability of individual polymers as well as to conduct thermal research with Differential Scanning Calorimetry method in separate research experiments sets. The obtained SEM micrographs allowed the assessment of fractures for the presence of heterogeneity and material discontinuity, ie. pores, voids, also for fiber replacements and arrangement. Characteristic temperatures and crystalline structure of materials have been determined during thermal analysis. The results above allowed us to draw conclusions in matter of the quality and structure of tested composite as well as its processing.

Słowa kluczowe

PL

zużycie tribologiczne; włókno szklane; analiza termiczna

EN

tribological wear; fiberglass; thermal analysis

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 23, Nr 2 (176)
• Strony: 100--109
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Brzozowska-Stanuch A.

• Instytut Badań i Rozwoju Motoryzacji BOSMAL Sp. z o.o., 43-300 Bielsko-Biała, ul. Sarni Stok 93

autor

Kliś B.

• Instytut Badań i Rozwoju Motoryzacji BOSMAL Sp. z o.o., 43-300 Bielsko-Biała, ul. Sarni Stok 93

Bibliografia

• 1. Capanidis D.: Mechanizm tarcia i zużywania wieloskładnikowych kompozytów na osnowie polioksymetylenu. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013, p. 7-10
• 2. Klepka T.: Nowoczesne materiały polimerowe i ich przetwórstwo Część. Monografie - Politechnika Lubelska, Lublin 2014, p. 26-38
• 3. Brzozowska-Stanuch A., Rabiej S., Fabia J., Nowak J., Changes in thermal properties of isotactic polypropylene with different additives during aging process. Polimery, 2014, nr 4, p. 302-307
• 4. Barton J., Niemczyk A., Czaja K., Korach Ł., Sacher-Majewska B., Kompozyty, biokompozyty i nanokompozyty polimerowe. Otrzymywanie, skład, właściwości i kierunki zastosowań. CHEMIK 2014, 68, 4, p.280-287
• 5. Sobolak M., Jagiełowicz P. E.: Wykorzystanie technik RP w prototypowaniu i badaniach przekładni zębatych z tworzyw polimerowych. Czasopismo Techniczne, Technical Transactions zeszyt 7 rok 107, 1-M/2010, Politechnika Krakowska, Kraków 2010, p. 159-169
• 6. Budzik G., Markowski T., Sobolak M.: Nowe możliwości w projektowaniu kół zębatych wykonywanych z tworzyw sztucznych. Acta Mechanica Slovaca, 2B/2006 PRO-TECH-MA, Košice 2006. p. 67-72
• 7. Zielenkiewicz W. Calorimetry Instytut Chemii Fizycznej PAN, Warszawa 2005, p. 227-239
• 8. Mathot V. (I inni), Calorimetry and Thermal Analysis of Polymers, Hanser, Munich 1994
• 9. Wunderlich B., Thermal Analysis, Academic Press, New York 1990
• 10. Przygodzki W., Włochowicz A., Fizyka polimerów, PWN Warszawa 2001
• 11. Materiały III Szkoły Analizy Termicznej SAT’02, Wyd. Akapit, Kraków 2002
• 12. Materiały VI Szkoły Analizy Termicznej SAT’10, Wyd. Akapit, Kraków 2010
• 13. Materiały I Seminarium Analizy Termicznej SeAT’14, Wyd. Akapit, Kraków 2014
• 14. Materiały II Seminarium Analizy Termicznej SeAT’16, Wyd. Akapit, Kraków 2016
• 15. Kurzydłowski K. J., Boczkowska A., Schmidt J., Konopka K., Spychalski W., Monitorowanie uszkodzeń w kompozytach metodami nieniszczącymi. POLIMERY 2005, 50, nr 4, p. 255-261
• 16. Wieleba W. Bezobsługowe łożyska ślizgowe z polimerów termoplastycznych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013 p. 20-25; 32-35

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).