Раздел 8. Промышленное производство, материалы и транспорт
8.116 Износостойкие композиционные материалы на основе полимерных связующих для фрикционных узлов технологического оборудования
Реквизиты организации-разработчика, контактное лицо
ГНУ «Институт механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН Беларуси»
246050, Гомель, ул. Кирова 32а
Тел.: +375 (232) 77-52-12, факс +375 (232) 77-52-11; e-mail: mpri@mail.ru
Аннотация проекта
Износостойкие композиционные материалы на основе полимерных связующих и изделия из них, обладающие повышенной деформационной прочностью и термостойкостью, обеспечивающие стабильность заданного коэффициента и момента трения в широком диапазоне нагрузок и скоростей скольжения во фрикционных узлах технологического оборудования различного назначения, в первую очередь, используемого при производстве металлокорда, текстиля, синтетических и минеральных волокон. Научные разработки в области создания износостойких полимерных композиционных материалов с фторполимерной матрицей триботехнического назначения.
Описание проекта
В результате реализации проекта предполагается освоение технологии производства износостойких композиционных материалов на полимерной матрице и различных деталей триботехнического назначения для фрикционных узлов технологического оборудования, используемого при производстве нитей и волокон. Композиты отличаются по составу, в том числе, по типу полимерного связующего, используемого в качестве матрицы. Композиты могут эксплуатироваться как при стационарных (притормаживание), так и при нестационарных (торможение или передача крутящего момента) режимах трения. Разработанные износостойкие композиционные материалы обладают повышенной деформационной прочностью, что позволяет эффективно использовать их при длительном воздействии статических и динамических нагрузок.
За счет высокой стабильности коэффициента трения, а, следовательно, и момента трения обеспечивается высокая стабильность натяжения волокон в процессе намотки-размотки; при формировании корда, состоящего из множества волокон и т.д. Это является необходимым условием получения качественной волоконной продукции. Повышению качества продукции и обеспечению необходимых параметров технологического процесса способствует стабильность уровня и амплитуды колебания динамического натяжения нитей в широком диапазоне регулируемой скорости подачи нитей; оптимальный температурный баланс пары трения, допускаемый по санитарным нормам уровень шума в производственных помещениях, а также достаточно высокое сопротивление износу в условиях «сухого» трения и при работе в жидких средах, в т.ч. агрессивных (щелочи, кислоты).
При разработке новых композитов или корректировке каких-либо свойств применяемых материалов в рамках проекта будут выполнены необходимые НИОК(Т)Р. В основу реализуемой технологии положены «ноу-хау», касающиеся как состава композиционного материала, так и технологии его получения и переработки.
Технические характеристики износостойких композитов для фрикционных узлов трения:
| Показатель | Для стационарных режимов трения | Для нестационарных режимов трения | |
| Сухое трение | Для работы в масле | ||
| σсж, МПа | 35-40 | 23-48 | 25-35 |
| fмасле | — | — | 0,11-0,13 |
| fсухое | 0,14-0,30 | 0,45-0,63 | — |
| I | (1,8-2,4)×10-9 | (3,1-5,0)×10-8 | — |
| HB, МПа | 50-65 | 29-31 | 16-20 |
| η | 0,11 | 0,1 | 0,3 |
| Eдин, Па | 8,7×10-8 | 5,5×10-8 | 5,5×10-8 |
Тип технологии
Технические и экономические преимущества
Технические преимущества разработанных износостойких композиционных материалов на основе полимерных связующих заключаются в возможности регулирования коэффициента трения по металлическим поверхностям в диапазоне 0,20-0,46; увеличении износостойкости в 1,5 раз; в повышении температуры размягчения по Вика в 1,2 раза; повышении демпфирующей способности (коэффициента потерь и динамического модуля упругости); и, в конечном итоге, в увеличении ресурса работы деталей в 1,3-1,5 раза в сравнении с используемыми в настоящее время аналогами. Термостойкость композитов до 753 К.
Преимуществом предлагаемой технологии является более низкая энергоемкость процесса получения деталей (в 1,2 раза) за счет уменьшения времени термообработки и возможности охлаждения после термообработки в нормальных атмосферных условиях, доступность и универсальность применяемого технологического оборудования.
Износостойкие материалы позволяют увеличить ресурс работы фрикционных узлов и повысить экологическую безопасность использования полимерных композитов в закрытых помещениях, поскольку в своем составе они не содержат веществ, вредных для здоровья и окружающей среды, использование которых ограничено или запрещено, а также снизить уровни вибрации и шума в узлах трения на 4-6 дБА.
Инновационные аспекты предложения
Новая технология.
Где была представлена технология
В «Институте механики металополимерных систем НАН Беларуси» разработаны составы и освоен технологический процесс изготовления полимерных композиционных материалов и различных фрикционных изделий (тормозных колодок, фрикционных дисков, фрикционов) для технологического оборудования, применяемого при производстве стальных нитей, полимерных и минеральных волокон.
Ключевые слова
Фрикционные узлы трения, фрикционные диски, износостойкие композиционные материалы, полимерное связующее, тормозные колодки, технологическое оборудование, технология
Текущая стадия развития
Статус прав интеллектуальной собственности
Область применения технологии
Машиностроение, металлургия, предприятия нефтехимической переработки, текстильное производство. Во фрикционных узлах технологического оборудования, применяемого при производстве волокон и продукции из волокон.
Классификатор Европейской сети трансфера технологий IRC
Предпочитаемые регионы
Практический опыт
Материалы и технология освоены в опытно-промышленном производстве. Опытные изделия внедрены на предприятиях металлургии и нефтехимии.
Влияние на окружающую среду
Материалы являются экологически чистыми. В составе материалов отсутствуют вредные для окружающей среды вещества, запрещенные ООН, Всемирной торговой организацией и другими международными организациями к использованию. Могут быть подвергнуты вторичной переработке в качестве наполнителей для композиционных материал.
Предлагаемые формы сотрудничества
Условия и ограничения при передаче технологии
Ограничения для распространения сведений о технологии третьей стороне.
Поддержка, предоставляемая при передаче технологии