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聚甲醛输送链磨损性能的试验研究

唐中伍  
【摘要】:聚甲醛输送链广泛应用于利乐(Tetra Pak)生产线,但在实际中出现了磨损严重的状况,基于试验的方法探究其影响因素从而具有重要的工程应用价值。前期的研究中在自制的直线往复滑动试验机上进行了UC24链和PC23链的正交试验,研究结果表明,水是影响聚甲醛对磨聚丙烯和聚碳酸酯导条磨损的最重要因素。在此基础上,参阅了水影响聚合物磨损性能的相关文献,在干燥、有氯自来水和无氯纯净水条件下进行了PC23链和PC23 0-gap链滑动时间长达500小时的验证试验。接着在干燥和有水条件下同时进行了四种不同附加成分的UC24链达450小时的磨损试验。本文的主要工作有以下几点: 1.对试验机和磨损测量方法做了适当改进。调整了样本滑动平面的高度适应不同尺寸的链,接着增大了滑动平面的宽度容纳多一排链。搭建了一个测量架保持固定的测量点,借助了铝棒夹持测量探头贴在磨损面上,在测量开始时用螺旋测微仪校正了超声波测厚仪,以获得较准确的数据。 2.验证了水是影响聚甲醛磨损性能的重要因素。在验证试验中,与干燥下相比两种链在自来水和纯净水下都出现了较高的磨损速率,尤其是PC23链,可见水对聚甲醛输送链的滑动磨损性能有很大的作用。水中氯对PC23链有一定的作用,对PC23 0-gap链几乎无影响,可见氯不是影响磨损的主要因素。 3.在干燥和有水条件下绘制了聚甲醛样本的磨损趋势线,并预测了磨损极限寿命。从这一角度,聚甲醛输送链滑动磨损性能的排序为:DM UC24H1 UC24DL UC24HX UC24PC23 0-gapPC23。 4.借助相机、光学显微镜、扫描电镜获取了聚甲醛样本照片,并观察和分析了其磨损形貌。结果表明在干燥下聚甲醛表面轻微磨损,光滑和有少量划痕。而有水时磨损面呈与滑动方向平行的深划沟。 5.讨论了在干燥和有水条件下聚甲醛的磨损机制。干燥下从样本磨下来的粉末在对磨区形成作为固体润滑剂的转移膜,能够有效地减轻磨损。因此无水时主要的磨损机制是研磨和轻微的刮擦。水的出现抑制了在对磨面上形成转移膜。而且,水引起了聚甲醛表面层的塑化,使材料颗粒和纤维更易从聚甲醛基体上脱离,减小抗磨能力。 6.提出了增大输送链在水中抗磨性的一些建议。钛酸钾晶须(PTW)、碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)可增强聚合物的抗磨损性能。这些附加物能否改善POM的磨损性能还需要进一步的研究。另外增塑剂在生产输送链过程中可适当少用以减弱塑化。 7.本文存在一些不足,待改进之处有:需要借助(SEM)观察样本的横截面形貌,从而得到划沟的深度和宽度。需要借助透射扫描电镜(TEM)观察有水时磨下来颗粒大小,并与干燥时磨下来的粉末大小作比较。需要借助X射线光电子能谱(XPS)检测磨损面上的元素,以确定在干燥和有水条件下转移膜是否形成。怎么解释链颜色和从链磨下来的粉末颜色不同。这些工作有助于证明磨损机制解释的合理性。


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