Wpływ nacisku jednostkowego na współczynnik tarcia statycznego wybranych par ślizgowych metal–polimer

Tematem przeprowadzonych badań było tarcie spoczynkowego występujące w typowych skojarzeniach ślizgowych metal–polimer. W pracy opisano procedurę badawczą oraz wyniki badań statycznego współczynnika tarcia μ0. Polimery poddane badaniom to przede wszystkim polimery ślizgowe stosowane w budowie maszyn na łożyska, prowadnice i uszczelnienia. Wyselekcjonowane materiały opisane w pracy to: polieteroeteroketon (PEEK), polieteroeteroketon z włóknami węglowymi (PEEK BG), poliamid (PA 6), polietylen o ultrawysokim ciężarze cząsteczkowym (PE-UHMW), polioksymetylen (POM), polioksymetylen z 40% dodatkiem włókna szklanego (POM + 40GF), polioksymetylen z 10% dodatkiem proszku politertafluoroetylenu (POM + 10% PTFE), politetrafluoroetylen (PTFE), politetrafluoroetylen z 40% dodatkiem proszku brązu (PTFE +40% Brąz), politereftalanetylenu (PET) i polisulfon (PSU). W ramach badań współpracowały one ze stalami: C45, hardox 500 oraz AISI 316L. Badania prowadzono w ruchu liniowym, przemiennym dla węzła tarcia typu trzpień–płytka. Eksperyment uwzględniał stałą wartość chropowatości powierzchni elementu stalowego oraz czas spoczynku pomiędzy cyklami ruchowymi. Dla badanych par ślizgowych zostały wyznaczone charakterystyki zależności współczynnika tarcia statycznego μ0 od nacisku jednostkowego p w zakresie 0,1÷3,0 MPa. Uzyskane wyniki wyraźnie wykazują duży wpływ nacisku jednostkowego na wartość współczynnika tarcia statycznego.

The main goal of the experiments was to determine the value of a static friction coefficient for particular friction pairs. Each friction couple consists of a plastic sample and a steel countersample. Pairs of materials that were chosen for the tests are ones most frequently used for friction nodes in machine design and many another branches of industry. Understanding and ability to influence the value of COF allow the reduction of energy losses and the design of more robust products. This article contains the results of studies and the description of a static friction coefficient μ0 testing procedure. The selected plastics were PEEK, PEEK BG, PA 6, PE-UHMW, POM, POM + 40GF, POM + 10% PTFE, PTFE, PTFE +40% Bronze, PET and PSU (as a group of materials commonly used for bearings, guides and gaskets etc.); and during the investigations, they rubbed together with steels C45, Hardox 500, and AISI 316L. Each test consists in an induction of reciprocating movement between the friction pair pin-plate-type. The experiment assumed that the value of a steel element surface roughness and the rest time between the cycles are constant. Characteristics describing the dependence between the static friction coefficient and the unit pressure (of range 0.1 – 3.0 MPa) were prepared for all selected rubbing pairs. The results clearly indicate a meaningful influence of unit pressure on the value of static COF.