PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Experimental investigations of guide rings made of UHMWPE and PTFE composite in water hydraulic systems

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Badania eksperymentalne pierścieni prowadzących wykonanych z PE-UHMW I kompozytu PTFE pracujących w hydraulice wodnej
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
In the present work two materials of guiding elements were tested in water hydraulic. The guide elements used for the test station were made of UHMWPE and PTFE filled with 23% of carbon powder and 2% of graphite powder (Kefloy-22). During investigations of hardness conducted for stuffing box packings in water hydraulic systems an analysis of proper selection of piston rod guiding elements has also been carried out [diameter] 45 f7 (Ra = 0.07-0.20 μm, Rm => 2.5 μm). Working piston rod made of chromium-nickel steel AISI 431 (Cr = 16.7%, Ni = 2.08%) has been used for investigations. Some of the guiding elements, after proper selection of the material, could be still used, despite damaged seal. The tests have been performed maintaining water pressure on the sealing at a level of p = 8 ± 1 MPa and the average velocity of the piston rod of v = 0.35 m/s. Water temperature during investigations was regulated within the range of Tmin = 291 K and Tmax = 305 K. Variable value of friction coefficient has been obtained for the guide rings made of PTFE composite with the change in piston rod velocity and friction force as a function of the velocity of single guide element made of Kefloy-22 after the distance of 15 000, 60 000 and 90 000 m. For the lifetime reaching friction distance of 200 km the guide rings can be used several times. Similar measurement has been performed for guide elements made of UHMWPE. The seals were disassembled during tests from the stuffing boxes. During assessment of the elements made of polyethylene with very high molecular mass (UHMWPE) it was found that friction force (and the friction coefficient, respectively) after 108 000 cycles (i.e. 108 000 m), decreased only by 30%. It was also found that friction coefficient for UHMWPE μUHMWPE has a continuous value within the range of applied velocity of v Okularczyk, W. 0.05 to 0.40 m/s. In order to determine friction coefficient μUHMWPE the weight of the piston rod was calculated, whose mass m = 15.5 kg, thus pressing force N = 152 N. At the friction force for single guide element, after the distance of 3500 m, with F pr = 20 N value of μUHMWPE = 0.26. However after 108 000 m of friction distance the friction coefficient μUHMWPE = 0.20. It should be highlighted that these coefficients concern dry friction. Kefloy-22 can be successfully used for guide rings in water hydraulic systems. Application of guide rings made of UHMWPE has been estimated negatively. It has been revealed that there was not beneficial to produce the guide elements from this material despite the fact that UHMWPE has the lowest abrasive wear from all polymers. Problem occurred due to wear particles disturbing the work of the cylinder.
PL
Podczas wykonywania badań trwałościowych, uszczelnień dławnicowych w układzie hydrauliki wodnej dobrano skojarzenie, w którym uszczelnienie tłoczyskowe wykonano z PE-UHMW, natomiast pierścienie prowadzące z kompozytu PTFE (Kefloy-22). Do badań zastosowano tłoczysko robocze [średnica] 45 f7 o poniższych parametrach: materiał: stal chromowo-niklowa gat. AISI 431 (Cr = 16,7%, Ni = 2,08%) chromowana technicznie o gr. powłoki > = 20 μm, elipsoidalność = > 1/4 f7, liczba mikropęknięć >= 5000/mm2, Ra = 0,07÷ 0,20 μm, Rm =< 2,5 μm. Niektóre z elementów prowadzących, dzięki prawidłowemu doborowi materiału, mogły być używane nadal, mimo zniszczenia uszczelek. Badania prowadzono, utrzymując ciśnienie wody obciążające uszczelki na poziomie p = 8 ± 1 MPa oraz prędkość średnią tłoczyska v = 0,35 m/s. Temperatura wody podczas badań, a tym samym temperatura tłoczyska, była regulowana w zakresie Tmin = 291 K, Tmax = 305 K. Otrzymano zależność wartości współczynnika tarcia pierścieni prowadzących wykonanych z kompozytu PTFE od prędkości ruchu tłoczyska. Przy trwałości uszczelnień dochodzącej do 200 km drogi tarcia pierścienie prowadzące mogły być stosowane kilkakrotnie. Pozytywnie oceniono Kefloy-22 jako materiał do zastosowania na pierścienie prowadzące w hydraulice wodnej. Oceniono negatywnie stosowanie pierścieni prowadzących wykonanych z PE-UHMW. Zaproponowano właściwy dobór materiałowy zestawów uszczelniająco-prowadzących.
Czasopismo
Rocznik
Strony
53--57
Opis fizyczny
Bibliogr. 14 poz., rys., tab.
Twórcy
  • Czestochowa University of Technology, Institute of Polymer Processing and Production Management, al. Armii Krajowej 19c, 42-200 Częstochowa, okularczyk@kpts.pcz.czest.pl
Bibliografia
  • [1] Okularczyk W., Kwiatkowski D., Prognosing the durability of polymer sealings. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering vol. 17, Gliwice 2006, 125-128.
  • [2] Catalog of O.L. Sealing Systems (DK).
  • [3] Catalog of Urania Ltd. (IT).
  • [4] Marcus K., Allen C., Effect of fillers on the friction and wear behaviour of ultra high molecular weight polyethylene during water-lubricated reciprocating sliding wear, Wear 1993, 162-164, 1091-1102.
  • [5] Bron K.J., Atkinson J.R., Dowson D., The wear of high molecular weight polyethylene - Part II: The effects of reciprocating motion, orientation in the polyethylene and a preliminary study of the wear of polyethylene against itself, Transactions of the ASME - Journal of Lubrication Technology 1982, 104, 1.
  • [6] Cooper J.R., Dowson D., Fisher J., Macroscopic and Microscopic Wear Mechanism in Ultrahigh Molecular Weight Poly- ethylene, Wear 1993, 162-164, 374-384.
  • [7] Derbyshire B., Fisher J., Dowson D., Hardaker C.S., Brummitt K., Wear of UHMWPE sliding against untreated, titanium nitride-coated and “Hardcore”- treated stainless steel counterfaces, Wear 1995, 181-183, 258-262.
  • [8] Guo Q., Luo W., Mechanisms of fretting wear resistance in- terms of material structures for unfilled engineering polymers, Wear 2002, 249, 924-931.
  • [9] Marcus K., Allen C., The sliding wear of ultrahigh molecular weight polyethylene in an aqueous environment, Wear 1994, 178, 17-28.
  • [10] Landheer D., Meesters C.J.M., Reibung und Verschleiss von PTFE-Compounds, Kunststoffe 1993, 83, 12-16.
  • [11] Watanabe M., Wear mechanism of PTFE composites in aqueous environments, Wear 1992, 158, 79-86.
  • [12] Blanched T.A., Kennedy F.E., Sliding wear mechanism of polytetrafluoroethylene (PTFE) and PTFE composites, Wear 1992, 153, 229-243.
  • [13] Okularczyk W., Applications of multicriterial analysis for selection of polymeric seals in water hydraulics, Polimery 2006, 51, 10, 747-753.
  • [14] Okularczyk W., Hydraulic rotating joint to special applications (in:), Materiały polimerowe i ich przetwórstwo, Częstochowa 2006, 17-26.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BAR0-0044-0029
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.