Разработка износостойкого нанокомпозита на основе политетрафторэтилена с целью повышения работоспособности и долговечности металлополимерных герметизирующих устройств - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук разработка износостойкого нанокомпозита на основе политетрафторэтилена с целью повышения работоспособности и долговечности металлополимерных герметизирующих устройствРабота выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный технический университет» Научный руководитель: Машков Юрий Константинович доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет», профессор кафедры «Физика» Официальные оппоненты: Соколова Марина Дмитриевна доктор технических наук, профессор, Институт проблем нефти и газа СО РАН, заведующий лабораторией Тренихин Михаил Викторович кандидат химических наук, старший научный сотрудник, Институт проблем переработки углеводородов СО РАН, заведующий лабораториейАнализ конструкций, условий эксплуатации и физических причин потери работоспособности герметизирующих устройств (ГУ) поддерживающих катков показал, что для устранения выявленных недостатков и повышения надежности ходовой части МГМ необходимо разработать и применить новый более износостойкий антифрикционный материал для уплотнительных элементов и усовершенствовать конструкцию герметизирующих устройств. Разработать конструкцию комбинированного герметизирующего устройства оси поддерживающего катка ходовой части МГМ с учетом физико-механических свойств материалов силового и уплотняющего элементов и условий эксплуатации ГУ. Разработана конструкция комбинированного герметизирующего устройства поддерживающих катков МГМ, с уплотняющими элементами из разработанного ПКМ, обеспечивающая значительное повышение работоспособности и долговечности ГУ по сравнению с серийными ГУ с резиновыми уплотнительными манжетами. Названные причины определяют два направления работ для повышения работоспособности и долговечности ГУ: разработка и применение более износостойкого и долговечного материала для уплотняющих элементов (манжет), совершенствование конструкции герметизирующих устройств с учетом условий эксплуатации и свойств материала уплотнительных элементов. Анализ работ в области триботехнического материаловедения показал, что наиболее перспективным материалом для уплотняющих элементов герметизирующего устройства следует считать полимерный композиционный материал (ПКМ) на основе ПТФЭ, который обладает высокой износостойкостью и антифрикционностью, а также стабильностью физико-механических свойств при эксплуатации в различных средах, широком интервале рабочих температур и при неудовлетворительной смазке, характерных для условий эксплуатации герметизирующих устройств многоцелевых гусеничных машин.На основе анализа неисправностей и отказов герметизирующих устройств ступиц поддерживающих и опорных катков ходовой части МГМ в условиях эксплуатации, определяющих вероятность безотказной работы серийной конструкции уплотнений, установлены физические причины отказов и определены пути повышения надежности и ресурса герметизирующих устройств поддерживающих катков. Осуществлен обоснованный выбор полимерной основы и создан новый полимерный нанокомпозит на основе политетрафторэтилена (совместно с О.В.Кропотиным) (получено положительное решение от 05.05.2014 №2012146766/05(075134) о выдаче патента на изобретение), обладающий более высокой износостойкостью и умеренной жесткостью, отвечающих требованиям к материалам уплотняющих элементов герметизирующих устройств, определена оптимальная концентрация наполнителей-модификаторов. Методами рентгеноструктурного анализа, прочностных и триботехнических испытаний изучено влияние компонентов комплексного наполнителя на структуру и свойства модифицированного ПТФЭ, получены концентрационные зависимости параметров надмолекулярной структуры (степень кристалличности, размер кристаллитов) и триботехнических свойств разработанного нанокомпозита.