Аналіз трибологічної ефективності рухомих спряжень "полімерно-композитні матеріали – сталь"

Автор(и)

  • Viktor Aulin Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0003-2737-120X
  • Oleksii Derkach Дніпровський державний аграрно-економічний університет вул. Сергія Єфремова, 25, м. Дніпро, Україна, 49600, Україна https://orcid.org/0000-0002-5537-8022
  • Dmytro Makarenko Дніпровський державний аграрно-економічний університет вул. Сергія Єфремова, 25, м. Дніпро, Україна, 49600, Україна https://orcid.org/0000-0002-3166-6249
  • Andrii Hrynkiv Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-4478-1940
  • Andrii Pankov Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0003-2813-8231
  • Andrii Tykhyi Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0001-5323-4415

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176845

Ключові слова:

полімерно-композитний матеріал, вагове зношування, сталь 45, спряження зразків, коефіцієнт тертя, відносна абразивна стійкість

Анотація

Проведено аналіз трибологічної ефективності спряжень "полімерних-композитних матеріалів – сталь". Оскільки неправильно підібрані матеріли з точки зору трибології дають значні експлуатаційні витрати. Тому вибір марки полімерно-композитних матеріалів для використання у конструкціях вузлів та деталей машин є завданням суттєвого підвищення їх технічного рівня.

Випробування зразків з полімерно-композиційних матеріалів на відносну абразивну стійкість в спряженні зі зразками сталі 45 дало можливість встановити, що найменше значення вагового зношування має матеріал Nylon 66. Найближчими за значеннями відносної абразивної стійкості з досліджуваних матеріалів до Nylon 66 має матеріал ПА-6-210КС, зі значеннями в 1,65 разів меншими. В експлуатації машин при наявності абразивного зношування доцільно використовувати спряження матеріалів "Nylon 66 – сталь 45" та "ПА-6-210КС – сталь 45". Результати триботехнічних досліджень без мащення на машині тертя СМЦ-2 спряжень "полімерно-композитний матеріал – сталь 45" дають можливість встановити, що найменше зношування має зразок з матеріалу УПА-6-30 – 0.00083 г. Найближчим до нього за зносостійкістю є зразок матеріалу PAG/6.6 R196-GF30, що в 6.1 раз більший за ваговим зносом. Зразок з матеріалу сталь 45 в спряжені зі зразком матеріалу УПА-6-30 має найнижче значення вагового зносу 0,00005 г. При цьому найнижче значення коефіцієнту тертя має спряження матеріалів "сталь 45 –УПА-6-30"– 0.163. Процес припрацювання найшвидше досягається з матеріалом УПА-6-30 після 20 хв. зі значенням температури в зоні тертя 348±2 K

Представлені дослідження необхідні для обґрунтування подальшої експлуатації та підбору полімерно-композиційних матеріалів для спряжень, що працюють у важких умовах. Дані дослідження представляють інтерес для виробників сільськогосподарської і кар'єрної техніки та різних транспортних машин

Біографії авторів

Viktor Aulin, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Доктор технічних наук, професор

Кафедра експлуатації та ремонту машин

Oleksii Derkach, Дніпровський державний аграрно-економічний університет вул. Сергія Єфремова, 25, м. Дніпро, Україна, 49600

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра експлуатації машино-тракторного парку

Dmytro Makarenko, Дніпровський державний аграрно-економічний університет вул. Сергія Єфремова, 25, м. Дніпро, Україна, 49600

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра експлуатації машино-тракторного парку

Andrii Hrynkiv, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Кафедра експлуатації та ремонту машин

Andrii Pankov, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра експлуатації та ремонту машин

Andrii Tykhyi, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра будівельних і дорожніх машин та будівництва

Посилання

  1. Bulgakov, V., Adamchuk, V., Ivanovs, S., Kaletnik, H. (2019). Experimental investigation of technical and operational indices of asymmetric swath reaper machine-and-tractor aggregate. Engineering for Rural Development, 256–263. doi: https://doi.org/10.22616/erdev2019.18.n387
  2. Vigneshwaran, S., Uthayakumar, M., Arumugaprabu, V. (2019). Prediction and Analysis of Abrasive Water Jet Machining Performance on Hybrid Composite. Journal of Testing and Evaluation, 48 (2), 20180593. doi: https://doi.org/10.1520/jte20180593
  3. Derkach, O. D., Kabat, O. S., Bezus, R. M., Kovalenko, V. L., Kotok, V. A. (2018). Investigation of the influence of fullerene-containing oils on tribotechnical characteristics of metal conjunction. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 13 (14), 4331–4336.
  4. Garg, N., Chandrashekar, G., Alisafaei, F., Han, C.-S. (2019). Fiber Diameter-Dependent Elastic Deformation in Polymer Composites – A Numerical Study. Journal of Engineering Materials and Technology, 142 (1), 011002. doi: https://doi.org/10.1115/1.4043766
  5. Santo, L., Quadrini, F., Bellisario, D., Iorio, L. (2019). Applications of Shape-Memory Polymers, and Their Blends and Composites. Shape Memory Polymers, Blends and Composites, 311–329. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-13-8574-2_13
  6. Aulin, V., Lysenko, S., Lyashuk, O., Hrinkiv, A., Velykodnyi, D., Vovk, Y. et. al. (2019). Wear Resistance Increase of Samples Tribomating in Oil Composite with Geo Modifier КGМF-1. Tribology in Industry, 41 (2), 156–165. doi: https://doi.org/10.24874/ti.2019.41.02.02
  7. Aulin, V., Hrynkiv, A., Lysenko, S., Rohovskii, I., Chernovol, M., Lyashuk, O., Zamota, T. (2019). Studying truck transmission oils using the method of thermal-oxidative stability during vehicle operation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (6 (97)), 6–12. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.156150
  8. Qi, X., Wang, Y. (2019). Novel Techniques for the Preparation of Shape-Memory Polymers, Polymer Blends and Composites at Micro and Nanoscales. Shape Memory Polymers, Blends and Composites, 53–83. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-13-8574-2_3
  9. Prysyazhnyuk, P., Lutsak, D., Shlapak, L., Aulin, V., Lutsak, L., Borushchak, L., Shihab, T. A. (2018). Development of the composite material and coatings based on niobium carbide. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (12 (96)), 43–49. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.150807
  10. Tiptipakorn, S., Rimdusit, S. (2019). Thermal Stability of Shape Memory Polymers, Polymer Blends, and Composites. Shape Memory Polymers, Blends and Composites, 167–197. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-13-8574-2_8
  11. Srinivasababu, N. (2019). Comparison in Performance of Hybrid and Marvel NoKH Okra/Abelmoschus esculentus Fibre Reinforced Polymer Composites Under Tensile Load. Engineering Design Applications II, 243–255. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-20801-1_18
  12. Lutsak, D., Prysyazhnyuk, P., Burda, M., Aulin, V. (2016). Development of a method and an apparatus for tribotechnical tests of materials under loose abrasive friction. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (83)), 19–26. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.79913
  13. Bakanin, D., Bychkovsky, V., Filippenko, N., Butorin, D., Kuraitis, A. (2019). Development and Automation of the Device for Determination of Thermophysical Properties of Polymers and Composites. Advances in Intelligent Systems and Computing, 731–740. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-19756-8_69
  14. Aulin, V., Hrynkiv, A., Lysenko, S., Dykha, A., Zamota, T., Dzyura, V. (2019). Exploring a possibility to control the stressed­strained state of cylinder liners in diesel engines by the tribotechnology of alignment. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (12 (99)), 6–16. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.171619
  15. Marszałek, J., Stadnicki, J. (2019). Mesoscopic Modelling of Unidirectional Polymer Laminate Reinforced with Glass Roving Fabric. Mechanisms and Machine Science, 51–60. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-13321-4_5
  16. Wu, S., Kondo, Y., Kakimoto, M., Yang, B., Yamada, H., Kuwajima, I. et. al. (2019). Machine-learning-assisted discovery of polymers with high thermal conductivity using a molecular design algorithm. Npj Computational Materials, 5 (1). doi: https://doi.org/10.1038/s41524-019-0203-2
  17. Aulin, V. V., Chernovol, M. I., Pankov, A. O., Zamota, T. M., Panayotov, K. K. (2017). Sowing machines and systems based on the elements of fluidics. INMATEH - Agricultural Engineering, 53 (3), 21–28. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85039172369&partnerID=40&md5=2468069fc8914b34091c229527a0cc3e
  18. Sokolowski, K., Zambrzycki, M., Fraczek-Szczypta, A., Blazewicz, S. (2019). Ceramic coating formation during carbothermic reaction of polysiloxanes with carbon and graphite materials. Materials Chemistry and Physics, 238, 121908. doi: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.121908
  19. Sankaranarayanan, S., Likozar, B., Navia, R. (2019). Real-time Particle Size Analysis Using the Focused Beam Reflectance Measurement Probe for In Situ Fabrication of Polyacrylamide–Filler Composite Materials. Scientific Reports, 9 (1). doi: https://doi.org/10.1038/s41598-019-46451-x
  20. Feyzullahoğlu, E. (2017). Effect of Different Fillers on Adhesive Wear Properties of Glass Fiber Reinforced Polyester Composites. Tribology in Industry, 39 (4), 482–486. doi: https://doi.org/10.24874/ti.2017.39.04.07
  21. Aulin, V., Lyashuk, O., Tykhyi, A., Karpushyn, S., Denysiuk, N. (2018). Influence of Rheological Properties of a Soil Layer Adjacent to the Working Body Cutting Element on the Mechanism of Soil Cultivation. Acta Technologica Agriculturae, 21 (4), 153–159. doi: https://doi.org/10.2478/ata-2018-0028
  22. Botan, M., Musteata, A. E., Ionescu, T. F., Georgescu, C., Deleanu, L. (2017). Adding Aramid Fibers to Improve Tribological Characteristics of two Polymers. Tribology in Industry, 39 (3), 283–293. doi: https://doi.org/10.24874/ti.2017.39.03.02
  23. Panneerselvam, T., Kandavel, T. K., Raghuraman, S. (2016). Experimental investigations on tribological behaviour of alumina added Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) composites. Tribology in Industry, 38 (3), 338–346.
  24. Ashmarin, G. M., Aulin, V. V., Golobev, M. Yu., Zvonkov, S. D., Malyuchkov, O. T. (1986). Electrical conductivity of copper after laser treatment. Russian metallurgy. Metally, 5, 185–189. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-0022959597&partnerID=40&md5=a27075bbaeb23b2bea5c5f9b2cc75f68
  25. Oladele, I. O., Olajide, J. L., Amujede, M. (2016). Wear resistance and mechanical behaviour of epoxy/mollusk shell biocomposites developed for structural applications. Tribology in Industry, 38 (3), 347–360. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84989248998&partnerID=40&md5=5d6a9d6decb8de737ce0b400121e0195
  26. Ashmarin, G. M., Aulin, V. V., Golubev, M. Yu., Zvonkov, S. D. (1986). Grain boundary internal friction of unalloyed copper subjected to continuous laser radiation. Physics and chemistry of materials treatment, 20 (5), 476–478. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-0022781198&partnerID=40&md5=12a45ba637bf291f2ffb4fe3a9da90e0
  27. Bǐrsan, I.-G., Cǐrciumaru, A., Bria, V., Ungureanu, V. (2009). Tribological and electrical properties of filled epoxy reinforced composites. Tribology in Industry, 31 (1-2), 33–36. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-74049115422&partnerID=40&md5=09c05046e2a613645fc79c11fe8bb25e
  28. Cǎpitanu, L., Onişoru, J., Iarovici, A. (2004). Tribological aspects for injection processing of thermoplastic composite materials with glass fiber. Tribology in Industry, 26 (1-2), 32–41. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-47149103073&partnerID=40&md5=d9ea7df25effc0e25979b2af100dc5cc
  29. Aulin, V., Lyashuk, O., Pavlenko, O., Velykodnyi, D., Hrynkiv, A., Lysenko, S. et. al. (2019). Realization of the logistic approach in the international cargo delivery system. Communications - Scientific Letters of the University of Zilina, 21 (2), 3–12. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85066994460&partnerID=40&md5=105d35bd46f8ab7b6de0b6688948d0e3
  30. Myshkin, N. K., Pesetskii, S. S., Grigoriev, A. Y. (2015). Polymer tribology: Current state and applications. Tribology in Industry, 37 (3), 284–290. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84941957788&partnerID=40&md5=898d9e4440a69f9f7237f020888370ff
  31. Cerit, A. A., Karamiş, M. B., Fehmi, N., Kemal, Y. (2008). Effect of reinforcement particle size and volume fraction on wear behaviour of metal matrix composites. Tribology in Industry, 30 (3-4), 31–36. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-76649086674&partnerID=40&md5=80413e399317cac297443c6121bdf2ca
  32. Riecky, D., Zmindak, M., Pelagic, Z. (2014). Numerical finite element method homogenization of composite materials reinforced with fibers. Communications - Scientific Letters of the University of Zilina, 16 (3 a), 142–147. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84919961587&partnerID=40&md5=5268bd99b57539e4058c0f0e255c3e0e
  33. Bria, V., Dima, D., Andrei, G., Birsan, I.-G., Circiumaru, A. (2011). Tribological and wear properties of multi-layered materials. Tribology in Industry, 33 (3), 104–109. Available at: http://www.tribology.fink.rs/journals/2011/2011-3/2.pdf
  34. Aulin, V., Hrinkiv, A., Dykha, A., Chernovol, M., Lyashuk, O., Lysenko, S. (2018). Substantiation of diagnostic parameters for determining the technical condition of transmission assemblies in trucks. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (92)), 4–13. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.125349
  35. Hassan, S. B., Aigbodion, V. S., Patrick, S. N. (2012). Development of polyester/eggshell particulate composites. Tribology in Industry, 34 (4), 217–225. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84871914470&partnerID=40&md5=827dcc75092ac0ae9c025ce1e4b2923a
  36. Todić, A., Čikara, D., Lazić, V., Todić, T., Čamagić, I., Skulić, A., Čikara, D. (2013). Examination of wear resistance of polymer - Basalt composites. Tribology in Industry, 35 (1), 36–41. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84875410103&partnerID=40&md5=ac878f662a36868beeeadc2426f6d16a
  37. Danchenko, Y., Andronov, V., Barabash, E., Obigenko, T., Rybka, E., Meleshchenko, R., Romin, A. (2017). Research of the intramolecular interactions and structure in epoxyamine composites with dispersed oxides. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (12 (90)), 4–12. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.118565
  38. Petru, M., Broncek, J., Lepsik, P., Novak, O. (2014). Experimental and numerical analysis of crack propagation in light composite materials under dynamic fracturing. Communications - Scientific Letters of the University of Zilina, 16 (3 a), 82–89. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84920052758&partnerID=40&md5=993ab820ab09a50372ff085635383742
  39. Bastiurea, M., Rodeanu Bastiurea, M. S., Andrei, G., Dima, D., Murarescu, M., Ripa, M., Circiumaru, A. (2014). Determination of specific heat of polyester composite with graphene and graphite by differential scanning calorimetry (2014) Tribology in Industry, 36 (4), 419–427. Available at: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84919829774&partnerID=40&md5=c0b5cdd104d2180cbd622a242fa15829
  40. Besnea, M. A. C., Trufasu, D. C., Andrei, G., Bastiurea, M., Rodeanu, M. S. (2015). Estimation of wear behavior of polyphenylene sulphide composites reinforced with glass/carbon fibers, graphite and polytetrafluoroethylene, by pin-on-disc test. Tribology in Industry, 37 (1), 88–96.
  41. Kondratiev, A., Gaidachuk, V. (2019). Weight-based optimization of sandwich shelled composite structures with a honeycomb filler. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (1 (97)), 24–33. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.154928

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-08-23

Як цитувати

Aulin, V., Derkach, O., Makarenko, D., Hrynkiv, A., Pankov, A., & Tykhyi, A. (2019). Аналіз трибологічної ефективності рухомих спряжень "полімерно-композитні матеріали – сталь". Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(12 (100), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176845

Номер

Том 4 № 12 (100) (2019): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Viktor Aulin, Oleksii Derkach, Dmytro Makarenko, Andrii Hrynkiv, Andrii Pankov, Andrii Tykhyi

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.