Фрикційна полімерна композиція

Реферат: Полімерна композиція на основі ароматичного поліаміду фенілону та наповнювача. Як наповнювач містить дискретне органічне волокно марки Танлон, довжиною 5-7 мм. UA 116760 U (12) UA 116760 U UA 116760 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до полімерних композицій, що використовуються для виготовлення фрикційних передач для передачі обертального руху, переважно в вузлах машин та механізмів, які потребують плавності руху, регулювання швидкості та безшумності роботи. Найбільш близьким за технічним рішенням до корисної моделі, що пропонується є еластичний фрикційний матеріал ЕМ-3, який використовуються для гальмівних та фрикційних вузлів, в якості муфт щеплення та розщеплення валів, що працюють при навантаженні до 0,8 3 МПа. Коефіцієнт тертя по сталі 45 складає 0,41-0,44, густина матеріалу 2,1-2,2 кг/см [див. ГОСТ 15960-96] Недоліками відомого матеріалу є низька зносостійкість та нерівномірний знос, великі навантаження на вали від притискної сили, що збільшує їх розмір та робить передачу громіздкою, це призводить до збільшення моменту інерції фрикційних дисків, внаслідок чого передачі буксують та швидко зношуються. Слід також прийняти до уваги, що матеріал ЕМ-3 містить азбестовий наповнювач, який входить до списку канцерогенів першої категорії за класифікацією МАВР. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки фрикційної полімерної композиції шляхом використання волокнистого наповнювача, який зможе працювати в жорстких умовах без змащування, забезпечити зносостійкість з високим показником коефіцієнта тертя та легкість виробу. Поставлена задача вирішується тим, що полімерна композиція на основі ароматичного поліаміду фенілон С-1 та наповнювача, містить як наповнювач дискретне органічне волокно марки Танлон при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: фенілон С-1 80-95 волокно марки Танлон 5-20. Приклад 1. Композицію, до складу якої входить фенілон С-1 (95 мас. %) (ТУ 6-05-221-10171) та волокна марки Танлон (5 мас. %), які мають такі характеристики: довжину 5-7 мм, модуль пружності при розтягуванні 7,45 ГПа, відносне подовження при розриві 20-25 %, густина 1,42 3 г/см . Композиції з указаних компонентів одержують змішуванням в обертальному електромагнітному полі (0,12 Тл). Готову суміш таблетували при кімнатній температурі і тиску 20 МПа. Таблетки завантажували в прес-форму, нагріту до 523 Κ, нагрівали до 598 Κ і витримували при цій температурі 5 хв. без тиску та 5 хв. під тиском 40 МПа. Для фіксації форми виріб охолоджували під тиском до температури 523 К і далі виштовхували із прес-форми. В режимі без змащування знос зразка оцінювали на дисковій машині тертя за схемою диск (сталь 45) - пальчик із композиту ( 10 мм, висота 10 мм) при тиску 0,6 МПа, швидкості ковзання 1 м/с шлях складав 1000 м. До завантажування проводили однакову обробку і попереднє припрацювання зразків. Коефіцієнт тертя визначався за формулою: ( F1  F2 ) , (1) N де N - нормальне навантаження на зразок; F1 - сила тертя випробовуваного зразка; F2 f  35 втрати, що виникають при обертанні важеля на вістрях у горизонтальній площині. Точність заміру сили тертя становить ± 5 %. Знос зразків визначали ваговим методом на аналітичних терезах ВЛР - 200 (ГОСТ 24104-80) з точністю 0,0001 г. За основну інженерну характеристику процесу зношування брали інтенсивність лінійного зносу I h , яку визначали наступним безрозмірним співвідношенням: 40 Ih  де 45 50  dG , (2)  T ( Aa  dLT ) G - величина масового зносу; LT - шлях тертя, м; Aa - номінальна площа контакту;  T густина досліджуваного зразка (визначалась згідно з ГОСТ 15139-69). Приклад 2. Композицію з фенілону С-1 (90 мас. %) та волокна марки Танлон (10 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Приклад 3. Композицію з фенілону С-1 (85 мас. %) та волокна марки Танлон (15 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Приклад 4. Композицію з фенілону С-1 (80 мас. %) та волокна марки Танлон (20 мас. %) готували, переробляли у вироби і випробували за методикою, яка наведена у прикладі 1. Приклад 5 (прототип). Фрикційний азбестовий матеріал ЕМ-3, що працює в умовах сухого тертя по сталі 45 при навантаженні до 0,8 МПа. 1 UA 116760 U Таблиця 1 Властивості полімерних композицій Склад полімерної композиції, № прикладу 1 2 3 4 5* 1,349 1,355 1,343 1,342 2,1-2,2 0,46 0,48 0,45 0,45 0,41-0,44 3,56 3,42 2,95 3,29 326 Показники 3 Густина, кг/см Коефіцієнт тертя (без змащування), . -8 Інтенсивність лінійного зношування, Ih 10 5* - прототип, фрикційний азбестовий матеріал ЕМ-3 5 За аналізом результатів випробувань встановлено, що заявлені композиції не поступаються фрикційному азбестовому матеріалу ЕМ-3 за коефіцієнтом тертя та переважають його за зносостійкістю на 2 порядки, а також мають суттєво нижчу густину (в 1,6 рази). Завдяки високим показникам зносостійкості фрикційна композиція може бути використана при виготовленні накладок для деталей, що застосовуються в гальмівних фрикційних вузлах машин та механізмів, що використовуються в машинобудуванні, хімічній, текстильній, деревооброблювальній промисловості та інших. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Полімерна композиція на основі ароматичного поліаміду фенілону та наповнювача, яка відрізняється тим, що як наповнювач містить дискретне органічне волокно марки Танлон, довжиною 5-7 мм, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: фенілон С-1 80-95 волокно марки Танлон 5-20. Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2