Лабораторная работа № 13

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛАСТМАСС

(Определение коэффициента трения скольжения)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.1. Познакомиться с коэффициентами трения при скольжении раз­личных пластмасс.

1.2. Освоить методику испытания на трение при скольжении

2. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

2.1.Установка для определения коэффициента трения

2.2. Образцы различных пластмасс

3. ВВЕДЕНИЕ

3.1. Антифрикционные пластмассы

Применение пластмасс в качестве антифрикционных материалов обус­ловлено их низким коэффициентом трения, высокой износостойкостью, достаточной механической прочностью и относительной простотой изго­товления. Коэффициент трения антифрикционных пластмасс в паре со сталью в оптимальных условиях примерно одинаковы с коэффициентами трения баббитов и бронз, а в отдельных случаях и гораздо меньше.

Износостойкость у антифрикционных пластмасс в 5-6 раз выше, чем у бронз и баббитов, причем пластмассы не только не изнашивают шейку ва­ла, но и полируют ее, что улучшает условия работы подшипника.

Из реактопластов хорошими антифрикционными свойствами обладают фенопласты с наполнителями в виде хлопковых очесов, хлопчатобумажной ткани и древесного шпона (волокниты, текстолиты, древеснослоистые пластики).

Среди термопластов антифрикционными свойствами обладают аминопласты (поликапролактам - капрон, полиамидные смолы П-54, П-548, П-68) и фторопласты (фторопласт - 4, фторопласт - 3).

Общие недостатки антифрикционных пластмасс - низкая теплопровод­ность, что требует обильной смазки, и высокий коэффициент линейного расширения, что вынуждает делать посадку с большим зазором чем у ме­таллического подшипника. Недостатком, характерным для текстолитов, дре-веснослоистых пластиков и аминопластов, является водопоглощаемость, что понижает их механические свойства.

3.2. Фрикционные пластмассы

Высоким коэффициентом трения обладают фибра и фенопласты с напол­нителем в виде асбестового волокна или асбестовой ткани-асбоволок-нит. Из фенопластов изготавливают обкладки тормозных устройств ваго­нов метро, самолетов, подъемных кранов, диски сцепления муфт автомашин и т.д. Для увеличения теплопроводности фрикционных пластмасс в них в качестве наполнителя вводят латунную стружку.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ И РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ

4.1. Провести испытания на трение при скольжении материалов, ука­занных в табл.16 в паре со сталью 45 (НRС 45) при различных удель­ных давлениях в условиях сухого трения и в условиях смазки водой.

4.2. Испытания на трение проводятся на установке, схема которой показана на рис.20.

Рис.20.Схема установки

1-маховик; 2-испытуемый материал

Маховик радиусом R, масса М которого равномерно распределена по ободу, вращается с угловой скоростью ω. В некоторый момент времени к ободу с силой F прижимается образец из испытуемого материала.

Зная силу F, которой прижимается образец к ободу маховика и время до остановки маховика τ, можно рассчитать коэффициент трения К по Формуле:

где ω = 4πn (n - число оборотов маховика в минуту до начала торможения)

5. ЗАДАНИЕ ПО РАБОТЕ

5.1. Определить коэффициенты трения заданных материалов и полу­ченные данные занести в табл. 16.

5.2. Построить кривые изменения коэффициентов трения испытуемых материалов в зависимости от удельного давления в условиях сухого тре­ния.

5.3. Провести анализ изменения коэффициентов трения в зависимос­ти от смазки и удельного давления и сделать выводы об антифрикционных свойствах испытуемых материалов.

Таблица 16

Материал	Сухое трение	Смазка водой
	Р кг/см2	(Мн/ м2)
Текстолит Волокнит Древеснослоистый пластик Полиамидная смола Фторопласт - 4 Бронза Асбоволокнит

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

6.1. Какими достоинствами и недостатками обладают пластмассы как антифрикционные материалы?

6.2. Назвать антифрикционные и фрикционные пластмассы

6.3. Что такое коэффициент трения при скольжении, как он опреде­ляется и посчитывается?