Creeaza.com - informatii profesionale despre


Evidentiem nevoile sociale din educatie - Referate profesionale unice



Acasa » tehnologie » tehnica mecanica
Selectia materialelor pentru elemente de constructie solicitate tribologic

Selectia materialelor pentru elemente de constructie solicitate tribologic



Selectia materialelor pentru elemente de constructie solicitate tribologic

Materiale metalice

Contactul dintre doua suprafete aflate intr-o miscare relativa caracterizeaza o solicitare tribologica materializata printr-o pierdere de energie prin frecare si o pierdere de material prin uzare.

Intregul proces se desfasoara intr-un strat subtire de material ale carui proprietati impreuna cu actiunea mediului inconjurator definesc comportarea tribologica.


Factorii principali care influenteaza uzarea sunt:

Ø     factori legati de material – compozitia chimica, structura microscopica, tenacitatea, duritatea, etc.;


Ø     conditiile de exploatare – temperatura, viteza, presiunea, rugozitatea suprafetei;

Ø     alti factori – lubrifierea, coroziunea.

Probabil ca cea mai importanta metoda de reducere a uzarii este lubrifierea. Prin lubrifiere se reduce puterea necesara invingerii frecarii si se asigura o protectie a suprafetelor de contact. Alte metode utilizate includ alierea suprafetei, calirea de suprafata si tehnica acoperirii cu materiale dure.

Grupele de oteluri selectate pentru piese solicitate tribologic, prezentate in ordinea cresterii costului total, sunt:

Ø     oteluri cu continut redus in carbon;

Ø     oteluri cu continut ridicat in carbon;

Ø     oteluri carbon si slab aliate calite in zona de suprafata ;

Ø     oteluri aliate cu Cr-Al-Mo pentru nitrurare;

Ø     oteluri inalt aliate cu elemente care formeaza carburi;

Ø     oteluri inoxidabile si refractare durificabile prin precipitare;

Ø     oteluri speciale produse prin metalurgia pulberilor sau prin aliere mecanica.

Otelurile austenitice manganoase combina bunele caracteristici de ductilitate si tenacitate cu o inalta calibilitate de lucru, oferind o mare rezistenta la uzare prin abraziune. Comparativ cu cele mai multe aliaje feroase rezistente la uzare abraziva, otelurile manganoase au o tenacitate superioara la un pret de cost moderat. Totusi ele sunt mai putin rezistente la abraziune decat fontele albe martensitice cu continut ridicat in carbon, in schimb sunt mult mai rezistente decat fontele si otelurile cu structura perlitica.

Fontele cenusii au o rezistenta potrivita la uzare pentru aplicatii cum sunt elementele de ghidare ale strungurilor si alte componente de masini aflate in miscare de alunecare. Aplicarea unor tratamente termochimice sau a calirilor superficiale favorizeaza cresterea puternica a rezistentei la uzare a pieselor componente ale motoarelor termice (camasi de cilindri, arbori cotiti, arbori cu came, etc.)

Aliajele dure pentru acoperiri de suprafata au o rezistenta la uzare si un pret de cost care cresc continutul in elemente de aliere. Materialele feroase slab aliate au cea mai mare rezistenta la soc (exceptie facand otelurile austenitice manganoase) dintre toate aliajele dure si o mai buna rezistenta la uzare decat otelurile cu continut scazut sau mediu in carbon. Materialele feroase inalt aliate sunt mult mai rezistente la uzare, mai putin rezistente la socuri si mult mai scumpe decat cele cu un grad de aliere mai scazut.Aliajele cu baza de nichel si de cobalt au o buna rezistenta la uzare, coroziune si la cald. Unele aliaje cu baza de cobalt isi pastreaza duritatea pana la 815sC iar cele cu baza de nichel, pana la 650sC. Materialele cu carburi dispuse in diverse matrici metalice sunt destinate aplicatiilor cu rezistenta deosebita la uzare abraziva si pentru scule taietoare; tenacitatea lor este slaba sau moderata

Aliajele neferoase: Bronzurile cu aluminiu (cu o lubrifiere potrivita) sunt recomandate pentru aplicatii care implica sarcini mari si viteze mici pana la moderate. Rezistenta la abraziune este in general superioara altor aliaje cu baza de cupru. Bronzurile cu beriliu sunt printre cele mai dure si rezistente aliaje cu baza de cupru. O lubrifiere corespunzatoare le asigura  o rezistenta la uzare mai buna decat a altor aliaje de cupru si a multor aliaje feroase. Proprietatile de uzare sunt mai bune  la aliajele Cu-Be turnate in piese decat la cele deformabile.

Materiale ceramice

Comportarea la uzare a ceramicelor este determinata de fortele de legatura dezvoltate intre cele doua materiale indiferent daca unul dintre ele este un alt ceramic sau un alt metal. Asemanator metalelor, ceramicele sunt caracterizate de puternice legaturi interatomice. Dar in timp ce materialele metalice pot fi deformate plastic, ceramicele sunt fragile, ruperea lor nefiind insotita de o curgere plastica. Exista insa cel putin o exceptie: la anumite ceramice,  pe interfata dintre cele doua suprafete aflate in contact sub sarcina si in miscare  relativa s-a observat o curgere plastica. Spre deosebire de metale, in momentul depasirii limitei elastice se poate produce ruperea grosolana si curgerea plastica a acestor ceramice. In conditiile unei miscari tangentiale fortele care provoaca ruperea  fragila sunt mai mici decat cele specifice unei solicitari normale.

Prezenta apei si a unor pelicule organice active pe suprafata pieselor din materiale ceramice poate afecta adeziunea, frecarea si uzarea ca urmare a schimbarii cantitative a deformatiei plastice in timpul miscarii de alunecare. Zirconia stabilzata partial a aratat o uzura crescuta in medii apoase si un coeficient ridicat de frecare. Anumiti lubrefianti, ca de exemplu acizii grasi diminueaza coeficientul de frecare.

La ceramicele oxidice, caracteristicle de  adeziune si de frecare sunt anizotrope, cel mai scazut coeficient de frecare fiind observat cand miscarea de alunecare se produce de-a lungul planului si directiei de alunecare.

Ceramicele neoxidice, ca de exemplu carbura de siliciu, sunt similare oxizilor in privinta comportarii la uzare. In conditii adezive si abrazive atat frecarea cat si uzarea sunt anizotrope. Prezenta adsorbantilor la suprafata joaca un rol semnificativ in privinta micsorarii uzarii. Ridicarea temperaturii conduce insa la indepartarea adsorbantilor si ca urmare coeficientul de frecare va creste. Totodata, la temperaturi mai inalte se poate declansa grafitizarea suprafetei materialelor cu carburi si in consecinta frecarea se micsoreaza rapid; materialul isi produce singur un film de lubrefiant.

Polimeri si compozite

Indicatorii de apreciere a rezistentei la uzare a polimerilor si compozitelor sunt: coeficientul de frecare, viteza de uzare (pierderile volumetrice/unitatea de timp) si valoarea limita PV (presiune – viteza). In general, un coeficient scazut de frecare arata o buna rezistenta la uzare. In realitate, raportul dintre forta de frecare si forta normala aplicata celor doua materiale in contact, coeficientul de frecare, indica usurinta cu care un material aluneca pe celalalt. Coeficientul static de frecare se refera la forta de frecare necesara pentru initierea miscarii, iar coeficientul dinamic, la forta necesara mentinerii miscarii.

La materialele metalice coeficientul de frecare este independent de suprafata de contact, de viteza si de temperatura pana la cca.200sC. La polimeri, caracteristicile de frecare depind de sarcina aplicata, de viteza, temperatura, mediul inconjurator, etc.

Factorul de uzare K, se calculeaza cu relatia:

  , 

in care W reprezinta volumul uzurii, L este sarcina aplicata, v – viteza, t – timpul de incercare.

O serie de termoplaste cum sunt poliimidele, polietilena de inalta densitate, nylonul, acetalii, au coeficienti scazuti de frecare (tabelul 1.8) utilizandu-se in stare nemodificata pentru piese solicitate tribologic. Pentru obtinerea unor performante superioare sau pentru reducerea pretului de cost, in termoplaste se adauga aditivi rezistenti la uzare si/sau fibre (tabelul1.8).

Printre lubrefiantii interni se exemplifica pulberea de grafit, disulfura de molibden, PTFE (politetrafluoretilena) si siliciul; cresterea rezistentei la uzare se poate obtine prin adaosul fibrelor de carbon, Kevlar, sticla si PTFE sau a unei combinatii de aditivi sau fibre (tabelul 1.8).

Tabelul 1.8 Indicatorii de uzare ai polimerilor si compozitelor

Material

Factorul de uzare K·1010, mm2/kg

Coeficientul de frecare *

Valoarea limita PV, N/mms la 508 mm/s

Acetal:

Neranforsat

128,4

0,21

122,59

20% masa PTFE

25,68

0,12

560

2% masa siliciu

53,33

0,12

315

20% fibre carbon

79,01

0,14

525

ABS:

Neranforsat

6914,1

0,35

-

15% PTFE

592,6

0,16

140

Fenol

Faina de lemn si PTFE

59,26

0,26

-

Celuloza si PTFE

592,6

0,16

1225

Nylon 6.6

Neranforsat

395,09

0,28

87,5

18% PTFE, 2% siliciu

11,85

0,08



1050

30% fibre de sticla

148,15

0,31

350

13% PTFE, 2% siliciu

30% fibre de carbon

11,85

0,11

1505

20% fibre Kevlar

122,47

0,25

-

10% PTFE, 15% fibre Kevlar

45,43

0,25

-

Policarbonat

Neranforsat

4938,65

0,38

17,5

20% PTFE

138,28

0,14

770

13% PTFE, 2% siliciu

30% fibre de sticla

53,33

0,19

1050

30% fibre de carbon

167,9

0,17

192,5

Poliester, PBT

Neranforsat

414,8

0,25

-

20% PTFE

29,63

0,17

542,5

13% PTFE, 2% siliciu

30% fibre de sticla

23,7

0,12

840

30% fibre de carbon

47,41

0,15

770

20% fibre Kevlar

187,66

0,21

-

PEEK:

30% fibre de sticla

118,52

0,13

-

20% PTFE

256,8

0,23

-

15% PTFE, 15% fibre de carbon

118,52

0,20

1400

Polieterimide

Neranforsat

790,18

0,17

-

30% fibre de carbon

148,15

0,23

-

15% PTFE, 30% fibre de sticla

69,14

0,20

-

Polietersulfon

15% PTFE, 30% fibre de sticla

118,52

0,20

1050

15% PTFE, 30% fibre de carbon

79,01

0,17



1155

Polietilena

20% PTFE

88,89

0,13

-

Poliimide

Neranforsat

197,54

0,29

10500

10% PTFE, 15% fibre de carbon

54,72

0,12

35000

PPO modificat:

Neranforsat

5926,38

0,39

17,5

15% PTFE

197,54

0,16

-

15% PTFE, 30% fibre de sticla

88,89

0,22

770

PPS:

Neranforsat

1066,7

0,24

105

20% PTFE

108,65

0,10

-

155 PTFE, 30% fibre de sticla

217,3

0,17

1225

30% fibre de carbon

316,07

0,20

700

13% PTFE, 2% siliciu

30% fibre de sticla

98,7

0,22

1050

Polipropilene:

20% PTFE

65,19

0,11

175

15% PTFE, 30% fibre de sticla

71,11

0,09

420

Polistiren:

Neranforsat

5926,38

0,32

52,5

2% siliciu

73,09

0,08

315

Poliuretan:

Neranforsat

671,65

0,37

52,5

15% PTFE, 30% fibre de sticla

136,58

0,25

350

Polisulfon

Neranforsat

2963,19

0,37

175

15% PTFE, 30% fibre de sticla

108,65

0,19

1225

Observatie: * - dinamic, la 0,27 MPa, 254 mm/s









Politica de confidentialitate

.com Copyright © 2019 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 PROIECT DE LECTIE Clasa: I Matematica - Adunarea si scaderea numerelor naturale de la 0 la 30, fara trecere peste ordin
 Proiect didactic Grupa: mijlocie - Consolidarea mersului in echilibru pe o linie trasata pe sol (30 cm)
 Redresor electronic automat pentru incarcarea bateriilor auto - proiect atestat
 Proiectarea instalatiilor de alimentare ale motoarelor cu aprindere prin scanteie cu carburator

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 Proiect diploma Finante Banci - REALIZAREA INSPECTIEI FISCALE LA O SOCIETATE COMERCIALA
 Lucrare de diploma managementul firmei “diagnosticul si evaluarea firmei”

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 CONTABILITATEA FINANCIARA TESTE GRILA LICENTA
 LUCRARE DE LICENTA - FACULTATEA DE EDUCATIE FIZICA SI SPORT
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 Proiect atestat informatica- Tehnician operator tehnica de calcul - Unitati de Stocare
 LUCRARE DE ATESTAT ELECTRONIST - TEHNICA DE CALCUL - Placa de baza
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 Proiect atestat tehnician in turism - carnaval la venezia




APLICABILITATEA PRINCIPIULUI AL DOILEA AL TERMODINAMICII
MODIFICARI STRUCTURALE IN ZONA INFLUENTATA TERMIC
IDENTIFICAREA VARIABILELOR PROCESULUI DE AGLOMERARE
Articulatia sferica
Proprietatile aluminilui
Lucrul mecanic, puterea si momentul motor
PROIECTAREA CONDUCTEI DE TRANSPORT DE LA DEPOZITUL CENTRAL LA RAFINARIE
STUDIU PRIVIND OPTIMIZAREA FUNCTIONARII PRIN PERFECTIONAREA TRANSMISIILOR SEMANATORILOR PENTRU CEREALE PAIOASE


Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu