Понимание пластик-на-пластик износа: принципы дизайна и стратегии смазки

Износ пластмасс при трении пластик-на-пластик

При проектировании пластиковых подшипников, валов, шестерен или любых других движущихся частей, специфическая комбинация полимеров должна быть выбрана с заботой. Даже полимеры, которые естественно хорошо смазываются, могут вести себя совершенно иначе при парении друг с другом.

Пластмассы и законы природы

В отличие от жестких металлов, пластмассы не следуют конвенциональным уравнениям трения. Эта нежесткость ведет к неожиданным результатам, когда пластмассы скользят против металла или даже друг против друга. Например, трение не пропорционально нагрузке; оно обычно растет со скоростью, и статический коэффициент трения ниже динамического значения.

Вязкоупругие, низкомодульные материалы

Когда два вязкоупругих, низкомодульных пластика взаимодействуют, поведение износа может быть непоследовательным. Самый предсказуемый паттерн возникает, когда тот же термопласт контактирует с самим собой — хотя эта конфигурация производит очень высокую скорость износа, если только рабочие температуры и давления не держатся исключительно низкими. В полностью пластиковых системах износ может быть смягчен использованием кристаллических армирований или парением диссемблярных полимеров. Если жизнеспособен только один композит, включите внутреннюю смазку, такую как PTFE на 15–20 % по весу.

Износ на движущихся поверхностях

Износ имеет тенденцию расти, когда неармированные несовпадающие смолы сопрягаются. Похожие тренды появляются, когда смазанные (неармированные) смолы контактируют либо сами с собой, либо с другими смазанными смолами. Добавление армирующих волокон обычно повышает износ против неармированного партнера, но применение армирования к обеим поверхностям может снизить общий износ. Стекловолокнистые композиты в целом демонстрируют более низкие факторы износа, чем углеродоволокнистые, потому что стекловолокна тверже углеродоволокон.

Смазка композитов с PTFE

Включение PTFE в композиты драматически снижает износ для обоих похожих и непохожих пар. В течение начального периода обкатки тонкая PTFE-пленка переносится на сопряженную поверхность, создавая PTFE-на-PTFE подшипниковое условие, снижающее износ на движущихся и стационарных частях. Этот подход также смягчает воздействие стекловолокон на противоположную поверхность.

Силиконовая жидкость, добавленная к термопластам

Добавление силиконовой жидкости к термопластовым композитам дает соединения с более низкими факторами износа, чем неармированная смола, хотя все еще выше, чем PTFE-смазанные смеси. В пластик-на-пластик применениях, выбор пар с сравнимыми факторами износа предпочтительнее пар с большими разрывами, при условии, что общий износ остается в допустимых пределах.

Есть вопросы о пластик-на-пластик износе? Звоните Craftech® Industries, Inc. по 518-828-5001 или пишите на tech@craftech.com и позвольте нашей инженерной команде помочь решить ваши дизайнерские вызовы.