Фторопласты

Методика определения сил адгезии частиц порошковых компонентов

Для определения сил адгезии частиц порошковых компонентов антифрикционных и уплотнительных материалов к плоским по­верхностям и к поверхностям частиц использован метод импульс­ного воздействия сил на частицы, падающие с высоты И вместе с подвижной частью 1 на опору 2 устройства (рис. 4.1) установлен­ной на пружине 4.

Для определения сил адгезии час­тиц порошков к поверхностям ком­пактных материалов частицы с разме­рами (1^80 мкм) наносили на торцовые или боковые поверхности вставок 3, изготовленных из материалов иссле­дуемых компонентов.

Для определения сил адгезии час­тиц компонентов к поверхностям час­тиц одноименных или других компо­нентов последние (больших размеров) Рис. 4.1. Схема устройства

Приклеивали к подвижной части устройства (на поверхность встав­ки) и на них наносили частицы первых.

Изменение импульса силы производили изменением высоты И, на которую поднимали подвижную часть устройства с частицами.

Силы отрыва, развиваемые при падении подвижной части уст­ройства на подпружиненную опору, определяют по известной за­висимости

Fьi mri(amax + gX С4*1)

Где Fai - сила отрыва, действующая на каждую частицу, Н; mri - масса частиц, кг; amax - наибольшее значение ускорения подвиж­ной части, м-с - ; g - ускорение свободного падения, м-с- .

Из уравнения движения подвижной части устройства под дейст­вием пружины наибольшее значение ускорения выразится

Amax схmax/m, (4*2)

Где xmax - наибольшая величина деформации пружины, м; m - масса подвижной части с частицами, кг; с - жесткость пружины, Н-м"1.

Величину максимальной деформации пружины фиксируют экс­периментально или находят из равенства потенциальной энергии подвижной части устройства, поднятой на высоту h (кинетической энергии в момент падения на опору с пружиной), и работы сжатия пружины до величины xmax:

TOC o "1-5" h z mgh = CXmax2/2. (4.3)

Из равенства (4.3)

Xmax= yjпghmjc. (4.4)

Из уравнений (4.2.) и (4.4) получим

Amax= ]2ghc / m. (4.5)

Из уравнений (4.1) и (4.5) при падении подвижной части уст­ройства на опору с пружиной на каждую частицу порошка дейст­вует сила отрыва

Foi = mn (д/2ghc / m + g). (4.6)

При условии Foi > Fadi частицы с размерами, соответствующими массам mri отрываются от поверхности вставки или других частиц.

Из критических условий (Fadi = Foi) и уравнений (4.6) и (2.5) си­лы адгезии частиц определяют из зависимости

Fadi = 0,523( y(V2ghc / m + g). (4.7)

Удельную силу адгезии из зависимостей (4.7) и (2.3) представ­ляют уравнением

Fsi = 0,667d3i у (д/2 ghc / m + g ). (4.8)

Силы, которыми частицы удерживаются на поверхности, в зна­чительной мере компенсируются на площади фактического контак­та частиц. Трудность в определении фактического контакта частиц лишает возможности объективной оценки зависимости сил адгезии от размеров частиц порошков.

Наиболее удобно эту зависимость выявляют с помощью грави­тационного коэффициента [7].

Для частиц, отрывающихся под действием сил, развиваемых при падении подвижной части с частицами на опору с пружиной, гра­витационный коэффициент Ku определяют как отношение силы от­рыва (или адгезии) частиц к силе гравитации

Ku = Fad/ Pi, (4.9)

Где Pi - сила гравитации, действующая на частицу, Н.

Подставив известное выражение силы гравитации и зависимость силы адгезии (4.7) в соотношение (4.9), получим

Ku = ,j2hc / mg +1. (4.10)