Оценка абразивной стойкости композиций на основе полиуретановых компаундов, применяемых при изготовлении диафрагм мембранно-поршневых насосов
- Категория: Содержания журналов
- Просмотров: 1046
10.33267/2072-9642-2022-6-38-41
УДК 621
Ю.В. Катаев, канд. техн. наук, вед. науч. сотр., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Ю.А. Гончарова, науч. сотр., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
А.С. Свиридов, мл. науч. сотр., аспирант, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
С.П. Тужилин, вед. инженер, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Р.Я. Казберов, инженер, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Аннотация. Представлены данные по исследованию абразивной стойкости композиций на основе двухкомпонентного полиуретанового компаунда Адваформ (марка 80). В качестве наполнителей использовались тальк, шунгит и базальтовое волокно. Объемная доля наполнителей варьировалась от 1 до 5% с шагом 2%. По результатам исследования было доказано, что наибольшую абразивную стойкость по сравнению с чистым компаундом продемонстрировала композиция с объемной долей базальтового волокна 1%, что позволяет сделать вывод о целесообразности использования данного материала для изготовления диафрагм мембранно-поршневых насосов.
Ключевые слова: мембранно-поршневой насос, диафрагма, полиуретановый компаунд, композиционные материалы, абразивная стойкость, наполнители.
Список использованных источников: 1. Дорохов А.С., Старостин И.А., Ещин А.В. Перспективы развития методов и технических средств защиты сельскохозяйственных растений // Агроинженерия. 2021. № 1 (101). С. 26-35. DOI: 10.26897/2687-1149-2021-1-26-35. 2. Щеголихина Т.А. Анализ основных показателей технического уровня штанговых опрыскивателей // Техника и оборудование для села. 2014. № 5. С. 10-12. 3. Дорохов А.С., Свиридов А.С., Гончарова Ю.А., Алехина Р.А. Оценка химической стойкости полиуретановых компаундов, применяемых при изготовлении диафрагм мембранно-поршневых насосов // Техника и оборудование для села. 2021. № 8 (290). С. 41-44. DOI: 10.33267/2072-9642-2021-8-41-44. 4. Дорохов А.С. Бесконтактный контроль качества запасных частей сельскохозяйственной техники // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2010. № 2(41). С. 73-75. 5. Башкирев А.П., Шварц А.А., Шкабенко А.Ю. Анализ работы полевых опрыскивателей // Наука в центральной России. 2019. № 6 (42). С. 50-58. DOI: 10.35887/2305-2538-2019-6-50-58. 6. Дорохов А.С., Свиридов А.С. Применение аддитивных технологий при техническом сервисе садовой техники // Агроинженерия. 2020. № 6 (100). С. 39-44. DOI: 10.26897/2687-11492020-6-39-44. 7. Тужилин С.П., Лопатина Ю.А., Свиридов А.С. Переработка полимерных материалов методом свободного литья в вакууме // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2020. № 7. С. 93-100. DOI: 10.34031/2071-7318-2020-5-7-93-100. 8. Свиридов А.С., Алехина Р.А. Выбор материалов, применяемых для изготовления диафрагм мембранно-поршневых насосов в агрессивных средах // Агроинженерия. 2021. № 1 (101). С. 52-57. DOI: 10.26897/2687-1149-2020-6-52-57. 9. Волкова Е.Р. Композиционные материалы на основе сегментированного полиуретанами микродисперсного минерального наполнителя // Перспективные материалы. 2013. № 11. С. 53-58. 10. Амерханова Г.И., Кияненко Е.А., Зенитова Л.А. Базальтовое волокно – наполнитель полиуретанов // Вестник технологического университета. 2020. Т. 23. № 8. С. 24-29. 11. DeArmitt С. Functional fillers for plastics // In book: Applied plastics engineering handbook. Elsevier, 2011. Chapter 26. P. 455-468. DOI:10.1016/B978-1-4377-3514-7.10026-1.
Evaluation of the Abrasive Resistance of Compositions Based on Polyurethane Compounds Used in the Manufacture of Diaphragms of Diaphragm-piston Pumps
Yu.V. Kataev, Yu.A. Goncharova, A.S. Sviridov, S.P. Tuzhilin, R.Ya. Kazberov (VIM)
Summary. Data on the study of the abrasive resistance of compositions based on the two-component polyurethane compound Advaform (grade 80) are presented. Talc, shungite and basalt fiber were used as fillers. The volume fraction of fillers varied from 1 to 5% with a step of 2%. According to the results of the study, it was proved that the composition with a volume fraction of basalt fiber of 1% demonstrated the greatest abrasive resistance compared to a pure compound, which allows us to conclude that it is expedient to use this material for the manufacture of diaphragm of diaphragm-piston pumps.
Keywords: diaphragm-piston pump, diaphragm, polyurethane compound, composite materials, abrasion resistance, fillers.
Реферат. Цель исследования – оценка абразивной стойкости дисперсно-упрочненных композиционных материалов на основе двухкомпонентных полиуретановых компаундов, предназначенных для изготовления диафрагм мембранно-поршневых насосов сельскохозяйственных опрыскивателей. По результатам проведенных испытаний получены значения объемного износа образцов из чистого компаунда и разработанных композиций. На основе этих значений построены зависимости объемного износа образцов из исследуемых композиций от вида и объемной доли наполнителей. Композиции с частицами талька продемонстрировали абразивную износостойкость, сравнимую с чистой полиуретановой матрицей. Композиции с шунгитом имели износ примерно в 2 раза выше, чем чистый полиуретан. Более высокую износостойкость по сравнению с чистой матрицей показали только образцы с наполнением в виде базальтового волокна, их износ меньше примерно на 30%. Минимальный объемный износ, составивший 1,86 мм3, зафиксирован для образцов с объемной долей базальтового волокна 1%, максимальный, составивший 8,54 мм3, – для образцов с объемной долей шунгита 5%. Низкая износостойкость образцов, изготовленных из композиций с наполнителем из шунгита, свидетельствует о слабой адгезии между частицами наполнителя и матрицей: в процессе изнашивания частицы отделялись от матрицы и действовали на поверхность образца как незакрепленный абразив, вызывая повышенный износ. Более высокая износостойкость образцов с наполнением в виде базальтового волокна свидетельствует о качественной адгезии между матрицей и наполнителем. В этом случае твердые волокна базальта оказывают дополнительное сопротивление воздействию абразива, тем самым повышая износостойкость. Композиции с базальтовым волокном можно рекомендовать для изготовления диафрагм мембранно-поршневых насосов сельскохозяйственных опрыскивателей для повышения ресурса работы насоса.
Abstract. The purpose of the study is to evaluate the abrasive resistance of dispersion-hardened composite materials based on two-component polyurethane compounds intended for the manufacture of diaphragm-piston pumps for agricultural sprayers. Based on the results of the tests, the values of the volumetric wear of samples from a pure compound and the developed compositions were obtained. Based on these values, dependences of the volumetric wear of samples from the studied compositions on the type and volume fraction of fillers were constructed. The compositions with talc particles showed abrasive wear resistance comparable to pure polyurethane matrix. Compositions with shungite had wear approximately 2 times higher than pure polyurethane. Higher wear resistance in comparison with a pure matrix was shown only by samples filled with basalt fiber, their wear is less by about 30%. The minimum volumetric wear, amounting to 1.86 mm3, was recorded for samples with a volume fraction of basalt fiber of 1%, the maximum, amounting to 8.54 mm3, for samples with a volume fraction of shungite of 5%. The low wear resistance of samples made from compositions with shungite filler indicates weak adhesion between the filler particles and the matrix: during wear, the particles separated from the matrix and acted on the surface of the sample as a loose abrasive, causing increased wear. Higher wear resistance of samples filled with basalt fiber indicates high-quality adhesion between the matrix and the filler. In this case, hard basalt fibers provide additional resistance to abrasive action, thereby increasing wear resistance. Compositions with basalt fiber can be recommended for the manufacture of diaphragm of diaphragm-piston pumps for agricultural sprayers to increase the service life of the pump.
