Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessment of Abrasive Wear Rate for Ptfe-Based Composites in Combination with Steel

Lemecha Magdalena, Ligier Krzysztof, Napiórkowski Jerzy

Tribologia

|

2021

|

nr 2

29--35

EN

This paper presents a study of the tribological wear rate for PTFE-based composites in combination with C45 steel. PTFE composites with the addition of glass fibre, bronze, carbon fibre, and graphite were selected for the study. Tribological tests were conducted in a roller-block combination over an expanded contact area with no lubrication, using an SMC-2 machine. The study assessed the mass and volumetric wear for the test materials and the wear rate index. The highest wear values were noted for the PTFE composite with the addition of bronze, while the lowest was for the PTFE composite with the addition of glass fibre. For all the test materials, the formation of a polymer film on the steel counter specimen was noted.

PL

W pracy przedstawiono badania intensywności zużycia ściernego kompozytów na osnowie PTFE w skojarzeniu ze stalą C45. Do badań wytypowano kompozyty PTFE z dodatkiem włókien szklanego, brązu i włókna węgla oraz grafitu. Badania tribologiczne prowadzono w skojarzeniu rolka–klocek w styku rozwiniętym bez smarowania z wykorzystaniem maszyny SMC-2. Ocenie poddano zużycie masowe oraz objętościowe badanych materiałów oraz dokonano oceny wskaźnika intensywności zużycia. Najwyższe wartości zużycia zaobserwowano dla kompozytu PTFE z dodatkiem brązu. Najniższe wartości zużycia zaobserwowano dla kompozytu PTFE z dodatkiem włókna szklanego. W przypadku wszystkich badanych materiałów zaobserwowano tworzenie się filmu polimerowego na przeciwpróbce stalowej.

2

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

Okularczyk W., Baranowski W.

Kompozyty

|

2009

|

R. 9, nr 1

53-57

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.

3

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

Okularczyk W.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2007

|

Vol. 7, no 4

167-176

EN

In the present work two materials of guiding elements were tested in water hydraulic. 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 heen carried out ([...]). Working piston rod has been used for investigations made of chromium-nickel steel AISI 431 (Cr = 16.7%, N i = 2.08%). 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 [...] MPa and the average velocity of the piston rod of [...]. 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. Application of guide rings made of UHMWPE has been estimated negatively.

PL

Podczas wykonywania badań trwałościowych uszczelnień dławnicowych w układzie hydrauliki wodnej dobrano skojarzenie, w którym uszczelnienie tłoczysko we wykonano z UHMWPE, natomiast pierścienie prowadzące z kompozytu PTFE (Kefloy 22). Do badań zastosowano tłoczysko robocze o średnicy [...] wykonane ze stali chromowo-niklowej AISI 431 (Cr = 16.7%, Ni = 2.08%), pokrytej płytkami twardego chromu o [...] ([...]). Niektóre z elementów prowadzących, po prawidłowym doborze materiału mogły być używane nadal, mimo zniszczenia uszczelek. Badania prowadzono, utrzymując ciśnienie wody obciążające uszczelki na poziomie [...] MPa oraz prędkość średnią tłoczyska [...]. Temperatura wody, a tym samym temperatura tłoczyska, podczas badań była regulowana w zakresie Tmin = 291 K, Tmax. = 305 K. Otrzymano zmienną wartość współczynnika tarcia pierścieni prowadzących wykonanych z kompozytu PTFE wraz ze zmianą prędkości ruchu tłoczyska. Przy trwałości uszczelnień dochodzącej do 200 km drogi tarcia. pierścienie prowadzące mogły być stosowane kilkakrotnie. Kefloy 22 może być z powodzeniem stosowany na pierścienie prowadzące w hydraulice wodnej. Oceniono negatywnie stosowanie pierścieni prowadzących wykonanych z PE-UHMW. Zaproponowano kompozyty o składzie pozwalającym na uzyskanie wyników zgodnych z założeniami dotyczącymi ich trwałości.

4

Temperatura tarcia w kompozytach PTFE współpracujących ze stalą.

Wieleba W.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2001

|

Vol. 36, nr 3

27-35

PL

W opracowaniu przedstawiono wyniki pomiarów rozkładu temperatury na powierzchni próbki materiału polimerowego współpracującego ślizgowo ze stalą. Do pomiaru temperatury wykorzystano metodę termowizyjną. Stwierdzono, że podczas tarcia najwyższa temperatura występuje w głębi polimerowej próbki, w pewnej odległości od powierzchni ślizgowej. Przyczyną tego zjawiska jest dyssypacja energii w postaci ciepła, zachodząca wewnątrz polimeru. Rozpraszanie energii wynika z tarcia wewnętrznego oraz zmiennego stanu naprężeń i odkształceń występującego podczas tarcia wewnątrz kompozytu PTFE.

EN

The research results of temperature fields on surfaces of polymer specimens sliding against steel are treated in this article. The following two composites based on PTFE have been selected for search: Tarflen TSt-40 (PTFE + 40% wt. steel) and Tarflen TK25 (PTFE + 25% wt. coke). The investigations were carried out under dry friction conditions at the defined values of motion parameters: contact pressure p = 2 MPa, sliding velocity v = 3 m/s and environment (air) temperature To = 25%. The thermovision method was used to determine the temperature on a surface of specimen during sliding operation. Examples of thermal images and variation of temperatures on measuring length are presented. The results showed that the maximum temperature occurs at a certain distance under the nominal surface of contact, i.e. in the subsurface region of polymer composites. The main reason of this phenomenon is the dissipation of energy, in the form of heat, owing to the internal friction and the variation of plastic stress and strain in the bulk of polymer materials. The vibration of stress and strain are caused by shape deviations, waviness and roughness of the surface of steel counterface. Also, the variation of friction force during sliding process caused the vibration of stress and strain. The results of distribution of temperature on surfaces of polymer specimens in the steady state and during vibratory compression with amplitude of strain 2% and frequency of strain 15 Hz are presented. In that case the increase of temperature was about eight degrees on surfaces of specimens. It proves that the internal heat generation occurs in the friction process of PTFE composites sliding against steel.

5

The friction and wear of PTFE composites for extreme environmental conditions.

Nowacki J., Piec Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 5

668-671

EN

The objective of work described is to provide a material with a specified lifetime and range of friction coefficients (mu<0.3), for cryogenic application where the interface pressure is high and the displacements are cyclic of the order of a few mm. The various types of composite materials which are capable to operate under compressive load up to 250 MPa at cryogenic temperature (77K) and under vacuum (10 to the -4 Pa) were evaluated and information given on how their friction and wear properties depend on operating conditions such as; compressive stress, cryogenic temperature, vacuum, surface roughness, or kinematics' factors. A unique high capacity test apparatus was developed to determine the tribological properties of selected dry bearing materials, and specially designed friction head operating at 77K in the vacuum chamber will be described together with the testing methodology. The dry-bearing composite liners Fiberslip B-40 and Ampep X--140 (by AMPEP - UK) were selected for friction interfaces associated with large devices operating under described environment. Both are composed of PTFE) fibers interwoven with glass fibers into a fabric, which is adhesively bonded to a substrate material. Both selected materials exhibited stable friction coefficient about of 0.2 and acceptably low wear over the friction distance of about 900 m. The microscopic examination of the selected coupons tested under extreme conditions show correlation between their wear behavior at room temperature and at 77K, and low effect of vacuum on the value of friction coefficient at both temperatures.

PL

Przedmiotem pracy są właściwości trybologiczne kompozytu (PTFE) zbrojonego włóknem szklanym w warunkach temperatur kriogenicznych w węzłach ciernych nadprzewodnikowych systemów magnetycznych. Węzły cierne nadprzewodnikowych systemów magnetycznych eksploatowane w warunkach wysokich naprężeń kontaktowych narażone są na lokalny wzrost temperatury wywołany pracą tarcia. Może to spowodować utratę właściwości nadprzewodzących w nadprzewodnikach Nb3/Sn stosowanych w produkcji magnesów nadprzewodnikowych o silnym polu magnetycznym. Stwierdzono, że wytworzenie na powierzchni elementów węzłów ciernych kompozytowej warstwy składającej się z policzterofluoroetylenu (PTFE) zbrojnej tkanymi płytkami włókien szklanych zapewni wysoką efektywność ich pracy, tzn. zachowanie niskiego współczynnika tarcia i zużycia ciernego w warunkach wysokich nacisków powierzchniowych do 80 MPa, temperatur kriogenicznych 77K i próżni do 10 do -4 potęgi MPa. Określono właściwości trybologiczne węzłów ciernych z wymienioną powłoką w zadanych wyżej warunkach.

6

Wpływ drgań ciernych na strukturę powierzchni elementu metalowego kojarzonego z kompozytem zawierającym PTFE

Szumniak J., Nyc R.

Tribologia

|

2000

|

nr 4

739-746

PL

W artykule poddano analizie charakterystyczne ślady (falistość) na powierzchni tarcia elementu metalowego po tarciu technicznie suchym z kompozytem zawierającym PTFE. Stwierdzono (w badaniach struktury powierzchni ), że długość fali zależy od składu kompozytu PTFE, a także od właściwości kojarzonego elementu.Interpretację tego zjawiska oparto na stwierdzeniu znanym z teorii tarcia suchego, skokowego poślizgu sztywnego ciała wywołującego drgania typu stiuk-slip.Parametry tych drgań uzależnia się, miedzy innymi od udziału w pokonywaniu tarcia sił więzi adhezyjnej i związanych z histerezą odkształceń warstwy wierzchniej.

EN

The paper presents the analysis of characteristic tracks on the friction surface of metallic element, which worked with composite containig PTFE. It was observed (after research of the surface structure), that the wavelength depends on the content of the PTFE composite as well as on the properties of metallic element. In the article the explanation of this phenomenon is made on the base of the stick -slip theory. It is showed that the parameters of this vibrations depend on the forces of adhesion and the hysteresis deformation of surface layer.

7

Właściwości tarciowo-zużyciowe skojarzenia : niskotarciowy kompozyt-metal z azotowaną warstwą wierzchnią

Szumniak J., Tacikowski J.

Tribologia

|

2000

|

nr 4

747-753

PL

W artykule przedstawiono wynika badań wpłwu na własności tribologiczne (tarcie i zużycie) stali 45 azotowanej i kojarzonej tarciowo z kompozytami o różnej zawartości PTFE. Wykazano korzystny wpływ azotowania, szczególnie dla skojarzenia z kompozytem zawierającym 40% PTFE na zmniejszenie oporów tarcia i zwiększenie odporności kompozytów.

EN

In this paper are presented investigations results of tribological properties nitrided 45 steel frictionally joined with composite with different contents of PTFE. There are showed a positive influence of nitriding, especially in joint containing 40% PTFE for decreasing of friction coefficient and increasing of wear resistance of composite.

8

Sposób obserwacji procesu tarcia na tribotesterze z podglądem kamerą.

Oleksiak Z.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

1998

|

Vol. 33, nr 2

309-314

PL

Przedstawiono ideę optycznej metody obserwacji i rejestracji (powiększonych 200x) zmian morfologii wycinka powierzchni roboczej przeciwpróbki (w kształcie tarczy) podczas ruchu obrotowego. Zmiany morfologii powierzchni są spowodowane tarciem (pin on disc) z próbą wykonaną z kompozytu tarftlenowego. Lampa błyskowa cyklicznie oświetla ściśle wybrany wycinek powierzchni roboczej przeciwpróbki usytuowany w polu widzenia mikroskopu optycznego. Obrazy z okularu mikroskopu kierowane są do kamery TV, a następnie do stop-klatki, magnetowidu i na monitor TV. Wstępne wyniki badań zilustrowano fotografiami, na których zaobserwować można między innymi stosunkowo szybką zmianę usytuowania tego składnika tarftlenowego kompozytu, który osadził się na stalowej przeciwpróbce w formie nieregularnych skupisk cząstek.

EN

The idea of optical method of visual observation and recording of morphology changes in a section of disc shaped countersample surface (200x magnification) in rotary motion is presented. The changes of surface morphology are brought about by friction (pin-on disc) on a sample made of PTFE-composite. Photo flash-lamp illuminates in cyclic mode an accurately selected section of countersample operating surface that is located in the visual field of optical microscope binocular. Surface images from binocular eyepiece are directed to TV camera, then to video recorder and TV monitor. The primary results of tests are illustrated by photographs where could be observed, between others relatively quick change of position of the PTFE-composite that was settled down on the steel countersample in the form of irregular clusters of particles.