Static friction of normal and reversed metal–polymer sliding pairs

• Autorzy: Opalka Mariusz

Identyfikatory

DOI

10.2478/msp-2022-0040

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The frictional cooperation of materials with different hardnesses occurs in machine elements in one of the following two variants: simple or reversed friction pairs. For a simple sliding pair, the sliding materials’ deformation area (contact area) does not move over the surface of the polymeric element during their interaction. In the case of reversed pairs, the contact surface changes its position as it moves over the surface of the polymer element. Tribological tests of selected sliding pairs (polymer on steel or steel on polymer) in static friction were carried out on a tribotester for tests in a reciprocating motion. The polymers selected for the research were popular sliding materials in engineering applications: ultra-high molecular weight polyethylene (PEUHMW), polyoxymethylene (POM) and polytetrafluoroethylene (PTFE). These materials cooperated with the C45 steel at different unit pressure (P= 0.5; 1; 2 [MPa]) in dry friction conditions. The measurement results showed a significant influence of the material combination variant (metal–polymer, polymer–metal) on the value of the friction coefficient. In all tested material combinations in which the steel sample (pin) slid over the polymer plate, the friction coefficient was higher than when the polymer sample worked with the steel plate.

Słowa kluczowe

EN

polymers; reversed friction pair; static friction; PTFE; polytetrafluoroethylene; POM; polyoxymethylene; PE-UHMW; ultra-high molecular weight polyethylene

• Wydawca: De Gruyter
• Czasopismo: Materials Science Poland
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 40, No. 3
• Strony: 152--159
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Opalka Mariusz

• Wroclaw University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Lukasiewicza 5, 50-371 Wroclaw, Poland

Bibliografia

• [1] Benabdallah HS. Static friction coefficient of some plastics against steel and aluminium under different contact conditions. Tribol. Int. 2007;40: 64–73. doi: 10.1016/j.triboint.2006.02.031.
• [2] Deladi EL. Static friction in rubber-metal contacts with application to rubber pad forming processes, 2006. Available from: http://doc.utwente.nl/57594/. Access: 18.11.2022
• [3] Dobrowolska A, Kowalewski P, Ptak A. Wpływ nacisku jednostkowego na współczynnik tarcia statycznego wybranych par ślizgowych metal–polimer. Tribologia. 2014;45(4):21–32.
• [4] Deladi EL, de Rooij MB, Schipper DJ. Modelling of static friction in rubber-metal contact. Tribol. Int. 2007;40: 588–94. doi: 10.1016/j.triboint.2005.11.007.
• [5] Jerrams SJ. Friction and adhesion in rigid surface indentation of nitrile rubber. Mater. Des. 2005;26: 251–8. doi: 10.1016/j.matdes.2004.02.012.
• [6] Persson BNJ, Albohr O, Mancosu F, Peveri V, Samoilov VN, Sivebaek IM. On the nature of the static friction, kinetic friction and creep. Wear. 2003;254: 835–51. doi: 10.1016/S0043-1648(03)00234-5.
• [7] Voyer J, Klien S, Velkavrh I, Ausserer F, Diem A. Static and dynamic friction of pure and friction-modified PA6 polymers in contact with steel surfaces: influence of surface roughness and environmental conditions. Lubricants. 2019;7(2):17. doi: 10.3390/lubricants7020017.
• [8] Cho DH, Bhushan B, Dyess J. Mechanisms of static and kinetic friction of polypropylene, polyethylene terephthalate, and high-density polyethylene pairs during sliding. Tribol. Int. 2016;94: 165–75. doi: 10.1016/j.triboint.2015.08.027.
• [9] Friedrich K. Polymer composites for tribological applications. Adv. Ind. Eng. Polym. Res. 2018;1: 3–39. doi: 10.1016/j.aiepr.2018.05.001.
• [10] Putignano C, Reddyhoff T, Dini D. The influence of temperature on viscoelastic friction properties. Tribol. Int. 2016;100: 338–43. doi: 10.1016/j.triboint.2016.03.018.
• [11] Lawrowski Z. Tribologia: tarcie, zużywanie i smarowanie. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej; 2009.
• [12] Wieleba W, Gidziński W. Opory tarcia w parach ślizgowych metal–polimer, pracujących w układzie odwróconym. Tribologia. 2008;4: 185–93.
• [13] Wieleba W, Opałka M, Static friction of reverse steel-elastomer sliding pairs, Tribologia. 2018;3: 147–51.
• [14] Wieleba W, Kowalewski P, Opałka M. Opory tarcia podczas montażu elementów z tworzyw sztucznych, Uszczelnienia i Tech. Uszczelniania Masz. i Urządzeń Międzynarodowa XII Konf. Nauk. Wrocław, 2016. p.271–7.
• [15] Bhushan B. Modern tribology handbook, two volume set. CRC Press; Ohio, 2000.
• [16] Wieleba W, Kowalewski P. Urządzenie do badania tarcia w ruchu toczno-ślizgowym, 2013.
• [17] Żuchowska D. Polimery konstrukcyjne: przetwórstwo i właściwości. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej; 1993.
• [18] Wieleba W. Bezobsługowe łożyska ślizgowe z polimerów termoplastycznych. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej; 2013. Available from: https://www.dbc.wroc.pl/dlibra/docmetadata?id=31367&from=pubindex&dirids=107&lp=161. Access: 18.11.2022
• [19] Wieleba W. The mechanism of tribological wear of thermoplastic materials. Arch. Civ. Mech. Eng. 2007. doi: 10.1016/S1644-9665(12)60236-2.
• [20] Bowden FP, Tabor D. Wprowadzenie do trybologii. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne; 1980.
• [21] Kowalewski P. Tarcie polimerów termoplastycznych w warunkach złożonego ruchu. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej; 2019.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).