超高分子量聚乙烯管作為種摩擦件材料,他的優(yōu)點(diǎn)是它具有好的減摩擦耐摩擦性,抗化學(xué)腐蝕性,對異物的包容性、吸聲吸振性和自潤滑性。所以它的所有制品在機(jī)器制造、交通運(yùn)輸、化工等業(yè)域的摩擦系統(tǒng)中得到應(yīng)用,它可以代替大量的貴重金屬,簡化加工工序,降低成本,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,延長機(jī)器的使用時(shí)間。在設(shè)計(jì)各管道之前,需選擇合適材料,所以對這種塑料的摩擦與磨耗性能需有所了解。需對它的摩擦與磨耗性能進(jìn)行測試,以便為設(shè)計(jì)提供*要的參考數(shù)據(jù)。摩擦性能主要是指材料的摩擦系數(shù),磨耗性能主要是指在摩擦過程中,材料的表面不斷損失的性能。定義:
?。?) 摩擦
當(dāng)兩個(gè)相互接觸的物體之間有相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí),其接觸表面上產(chǎn)生的阻*相對運(yùn)動(dòng)的機(jī)械作用。按物體之間運(yùn)動(dòng)形式的不同,摩擦可分為滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦及滑動(dòng)和滾動(dòng)同時(shí)存在的摩擦;按運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)的不同,可分為動(dòng)摩擦和靜摩擦;按接觸界面的潤滑狀況不同,可分為純靜摩擦、干摩擦、邊界摩擦和濕摩擦等。本文所講的是無潤滑劑的干滑動(dòng)摩擦。
(2) 摩擦力F 阻*物體之間相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢的力。
(3) 靜摩擦系數(shù)μ 當(dāng)兩個(gè)相互接觸的物體之間具有相對滑動(dòng)趨勢時(shí),其接觸表面上所產(chǎn)生的阻*其相對運(yùn)動(dòng)的摩擦力Fmax與接觸表面上的法向力N之比,即:μ=N / Fmax
?。?) 磨耗 物體在相互摩擦的過程中,其接觸表面上的物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象稱作磨耗或磨損。磨耗通常以下列幾種方式表示:
物體經(jīng)定時(shí)間定距離的摩擦后某些性能的變化,如質(zhì)量、體積、厚度或光散射的變化;
以達(dá)到規(guī)定磨耗所需的旋轉(zhuǎn)次數(shù)(時(shí)間或距離)N表示;
在規(guī)定條件下密度相近的材料,以質(zhì)量損失表示,以kg/kr為單位,kr為1000轉(zhuǎn);
在測試不同密度的材料時(shí),以體積損失表示,以mm³/kr為單位;
當(dāng)材料表面與旋轉(zhuǎn)輪表面摩擦?xí)r,常在材料表面產(chǎn)生的凹痕,其磨耗常采用磨痕的寬度表示,以mm為單位。
關(guān)于塑料耐磨管的摩擦系數(shù)μ的測定,目前,我是采用ISO8295-1986《塑料薄膜和片材摩擦系數(shù)的測定方法》。
關(guān)于等同磨耗的測定,磨耗與摩擦是緊密相關(guān)的,是個(gè)過程的兩個(gè)方面。摩擦*然導(dǎo)致材料的磨耗。關(guān)于材料的磨耗,已制定了GB5478-85《塑料滾動(dòng)磨損試驗(yàn)方法》和GB3960-88《塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)方法》。ISO制定了ISO9352—1989(E)《塑料—用磨輪測定耐磨耗性能的方法》,此法與GB5478-85很相似,都是采用Taber磨耗試驗(yàn)機(jī),如果從實(shí)際的摩擦看,GB5478-85不能稱作滾動(dòng)磨損,應(yīng)是滾動(dòng)和滑動(dòng)的綜合磨損。
經(jīng)過相關(guān)的測定,影響管材的摩擦、磨耗因素主要有:
?。?) 溫度
?。?) 負(fù)荷 在相當(dāng)大負(fù)荷范圍內(nèi),塑料的摩擦系數(shù)隨負(fù)荷的增大而緩慢下降。
(3) 速度 在溫室下,在中、低速度范圍內(nèi),塑料的摩擦系數(shù)隨速度的增大而增大,但在高速下,單位摩擦隨速度的增加而降低。
?。?) 配對材料,因其分子量分布及大小不同(生產(chǎn)廠家不同),其摩擦系數(shù)有很大的差別。
?。?) 表面粗糙度 管材制品的接觸表面越粗糙,摩擦系數(shù)越大。
?。?) 影響管材磨耗的因素一般來說,影響塑料摩擦的因素對塑料的磨耗都有影響,如溫度、負(fù)荷、速度、對磨材料表面成型的光潔度等,它的磨耗隨溫度的升高而增大,隨滑動(dòng)速度的增大而增大,隨對磨面的光潔度增加而降低。所以不能籠統(tǒng)地說它的磨耗是多少,而應(yīng)當(dāng)說明與之試樣的表面光潔度、摩擦的狀況等才是準(zhǔn)確的,否則和摩擦系數(shù)樣,磨耗也是毫*意義的。