Нанотехнологии позволяют создавать материалы и структуры, в которых проявляются новые существенно улучшенные физико-механические и антифрикционные свойства, с использованием наноразмерных объектов (от 1 до 200 нм). В результате проведенных исследований антифрикционных свойств и износостойкости древесины, для производственных испытаний рекомендуется модифицированная древесина. В результате наномодифицирования поверхностей трибосопряжений скорость изнашивания образцов из модифицированной древесины с нанонаполнителями существенно снижается.
древесина, нанокомпозит, давление, трение, температура, скорость скольжения, износостойкость, модификатор
Для получения нанокомпозитов на основе модифицированной древесины использованы: смазка Biol, целлюлоза (НКЦ), высокодисперсный кремнезем (А–300).
Испытания на трение и износ проводились на модернизированной машине трения МИ–1М. Схема экспериментальной установки показана на рисунке 1.
Электродвигатель постоянного тока 1 с независимым возбуждением приводит во вращение через трехскоростной редуктор 2, систему клиноременных и зубчатых передач, шпиндель 3. Обороты электродвигателя изменяются регулятором напряжения 4 типа РНО–250–10. Вал 5 образован съемными роликами, которые насажены на консольную часть шпинделя и зафиксированы на нем гайкой. Образцы 6 из модифицированной древесины в виде вкладышей помещаются в самоустанавливающиеся оправки с шаровой опорой и нагружаются рычагами. Замена роликов производится путем снятия самоустанавливающегося шарикоподшипника 7, для чего он посажен по скользящей посадке относительно своего корпуса и шпинделя. Момент трения замеряется системой: тензометрическое кольцо 8 с тензодатчиками, усилитель 9, микроамперметр 11. Для контроля нуля микроамперметра служит электромагнит 12, который позволяет во время испытания, не снимая нагрузки с образцов, разгрузить тензометрическое кольцо 8. Температура образцов определяется измерителем температуры 10 с помощью хромель-копелевых термопар.
Работа установки заключается в следующем. К вращающемуся валу 5 с заданной нагрузкой прижимаются испытуемые образцы 6. Под действием момента сил трения маятник 13 стремится повернуться вокруг своей оси, деформируя при этом кольцо 8 с наклеенными на него тензодатчиками; возникающий сигнал подается на усилитель 9 и фиксируется микроамперметром 11 типа М266М. До начала опыта система замера момента трения тарируется. При испытании регистрируются следующие параметры: момент трения и температура образцов. По окончании опыта определяется износ образцов.
1. Борисенко Л.И. Трибологические свойства новых кремнеземных смазок // Полимерные композиты и трибология: материалы межд. науч.-техн. Конференции. Гомель, 2011. С.48-49.
2. Губанова Н.В. Исследование технологических режимов получения модифицированной древесины // Молодой ученый. Чита: Изд-во Молодой ученый, 2010. № 12 (23). Т.1. С.17-19.
3. Губанова Н.В., Шамаев, В.А. Теоретическое исследование процесса пропитки древесины жидкостью // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. 2013. № 2 (94). С. 88-96.
4. Мышкин Н.К., Свириденок А.И., Фридрих К. Развитие трибологии полимерных материалов // Полимерные композиты и трибология: материалы международной научно-технической конференции. Гомель, 2011. С.3.
5. Шамаев В.А. Модифицирование древесины: учеб. пособие для студ. вузов. Воронеж: ВГЛТА, 2005. 197 с.
6. Шамаев В.А. Подшипники скольжения из модифицированной древесины // Вестник машиностроения. 2010. № 7. С. 62-68.
