doi: 10.52899/24141437_2025_02_207
УДК: 620.178.16

Оценка трибологических свойств графитонаполненного полисульфона

Поляков Н. А., Чулкин С. Г.
Язык статьи: русский
Ссылка для цитирования: Поляков Н.А., Чулкин С.Г. Оценка трибологических свойств графитонаполненного полисульфона // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета. 2025. Т. 4, № 2. С. 207–214. DOI: 10.52899/24141437_2025_02_207 EDN: BCQSCH

Аннотация

Актуальность. Разработка антифрикционных материалов, для дейдвудных подшипников и технологий их изготовления, взамен импортных, позволит обеспечить устойчивое развитие отечественного судостроения и приблизит выполнение целей, поставленных Правительством РФ в стратегии развития судостроения. Так амбициозный проект ледокола «Лидер» мощностью 120 МВт и имеющий ледовый класс Icebreaker 9, направленный на освоение Северного морского пути требует применение антифрикционных вкладышей с высокими эксплуатационными свойствами. В условиях санкционного давления необходимо не только заменить импортные материалы, нужно превзойти их по механическим свойствам. В связи с этим актуальной является проблема разработки новых антифрикционных композитов с улучшенными механическими свойствами. Цель работы — определить применимость графитонаполненного полисульфона в качестве антифрикционного материала для судовых дейдвудных подшипников. Материалы и методы. Для проведения эксперимента был подготовлен композит и литьевые матрицы для получения образцов. В качестве материала сравнения был выбран капролон. Исследование проводилось на машине трения по принципу контакта «диск—брусок» с фиксацией следующих параметров: времени трения, частоты вращения вала (диска), силы воздействия вала на образец, измерения потребляемой мощности машины трения в процессе Материалы, а также ширины лунки износа. На основании данных испытаний были определены параметры: глубина сегмента износа, момент трения, динамический коэффициент трения, линейный и весовой износ. Результаты. В результате исследования трибологических свойств графитонаполненного полисульфона была получена математическая модель линейного износа ПСФ+10%С. Испытания проводились как для композита ПСФ+10%С, так и для капролона, принятого за эталон, что позволило определить относительную износостойкость композита, которая находится в диапазоне 0,08–0,33 для принятых условий эксперимента. Заключение. Полученный материал ПСФ+10%С уступает капролону по износу и коэффициенту трения, а также коэффициенту относительной износостойкости. Результаты исследования не позволяют рекомендовать состав композита для применения в дейдвудных подшипниках, однако полученная математическая модель износа может найти применение в других областях науки и техники. Ключевые слова: судостроение; испытание; трение; износ; полисульфон (ПСФ); углерод; композит; литьевая машина; литье под давлением; дейдвудные подшипники.

Список литературы

1. Штейнберг Е.М., Зенитова Л.А. Полисульфон как функциональный полимерный материал и его производство // Международный научноисследовательский журнал. 2012. № 6-1(6). С. 23–28. EDN: PMFHLT
2. Чердынцев В.В., Бойков А.А. Трибологические свойства полимерных нанокомпозитов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и полисульфона // Интернет-журнал Науковедение. 2013. № 4(17). С. 13. EDN: RSHDGX
3. Шевчуков А.П., Сенатов Ф.С., Чердынцев В.В. Исследование трибологических свойств композиционных покрытий на основе полисульфона // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 5. С. 125. EDN: PKWTML
4. Краснов А.П., Наумкин А.В., Горошков М.В. Антифрикционность и антифрикционные свойства термостойких термопластов. В кн.: Трибология — машиностроению: Труды XII Международной научно-технической конференции, посвященной 80-летию ИМАШ РАН, Ижевск, 19–21 ноября 2018 г. Ижевск: Ижевский институт компьютерных исследований, 2018. С. 259–261. EDN: YQTXDV
5. Дьячкова Т.П., Редкозубова Е.П., Леус З.Г. и др. Влияние модификации функционализированными углеродными нанотрубками на свойства полисульфона // Фундаментальные исследования. 2013. № 8-5. С. 1081–1086. EDN: QYSGYL
6. Мохаммад Х., Степашкин А.А. Механические и проводящие свойства графитонаполненных композитов на основе полисульфона. В кн.: XXVI Туполевские чтения (школа молодых ученых): Материалы Международной молодёжной научной конференции. Сборник докладов, Казань, 09–10 ноября 2023 года. Казань: ИП Сагиев А.Р., 2023. С. 386–392. EDN: CZZZTX
7. Браславский А.С., Березний В.В. Обобщение опыта технической эксплуатации дейдвудных устройств и тенденции их дальнейшего развития // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. 2004. Т. 7, № 3. С. 400–408. EDN: IIYDDN
8. Поляков Н.А., Чулкин С.Г. Подбор композита для 3d печати трибосопряжений для глайдеров // Научный аспект. 2024. Т. 6, № 5. С. 719–727. EDN: ZWAMAQ
9. Ефремов Л.В., Тикалов А.В. Оценка износостойкости материалов на машине трения при снижении удельного давления на плоский образец // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2020. Т. 63, № 1. С. 78–83. DOI: 10.17586/0021-3454-2020-63-1-78-83 EDN: JKBBII
10. Ефремов Л.В., Тикалов А.В. Современные способы испытаний материалов на износ // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2022. Т. 65, № 12. С. 886–894. DOI: 10.17586/0021-3454-2022-65-12-886-894 EDN: JXZQWH