Technological study of oil-filled polyamide parts

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The work develops a technology that provides an increase in the operational properties of the surface layer of finished polyamide parts in order to increase wear resistance without affecting their load-bearing capacity. To study the impregnation of a polyamide-6 sample with a mixture of motor oil and hexane, full-scale experimental research was carried out following the algorithm developed using a laboratory unit. In the work, the program code for the control board was used that operates in conjunction with the PowerGraph software for processing the acquired data. During the study, a method for drying samples with the dimensions of 4x50x50 mm in a high-frequency electric field (up to 2500 Hz) was selected in order to heat and remove moisture from the polymer evenly within a short period. Darcy's law describing the process of impregnating polyamide with oil was used. In order to increase the efficiency of impregnation and reduce the viscosity of the filler, its optimal composition was determined: a mixture of M-8B engine oil and hexane at a ratio from 8:2 to 4:6, respectively. A setup based on the UZP-2500 device was developed and automated by introducing a control board and sensors to measure the strength of the anode current and temperature of a polyamide sample. In addition, a regulating device with the power of a high-frequency generator operating in the current range of 0.25–0.35 A was built into the unit. Under the processing modes (the temperature of the polyamide sample is 75°C; the hexane content in the mixture is 40%), a method for controlling the drying temperature was established by switching off the high-frequency generator for 700 ms. The research results allow a new technological process of oil filling in polyamide parts operated in friction units to a given depth at known values of the impregnation rate to be developed. These results can help to increase the wear resistance and, consequently, the service life of the surface layer of finished polyamide parts used in railway wagon trucks exposed to friction and wear.

About the authors

V. S. Bychkovskiy

Irkutsk State Transport University

Email: bikovskii_vs@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5831-3216

References

  1. Скачков А.Н., Юхневский А.А., Мешков В.В., Горлов И.В., Горлов А.И. Триботехнические испытания нового материала для вкладыша скользуна пассажирского вагона // Транспорт Российской Федерации. 2015. № 3. С. 69–71. EDN: UCCVUJ.
  2. Ярославцев В.М. Технологические решения проблем обработки ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2005. № S2. С. 41–62. EDN: WDTWYT.
  3. Бычковский В.С., Филиппенко Н.Г., Лившиц А.В., Баканин Д.В., Фарзалиев Э.Ф. Автоматизированный способ контроля наполнения маслом полимерных и композиционных материалов // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2021. Т. 68. № 4. С. 9–16. https://doi.org/10.22314/2658-4859-2021-68-4-9-16. EDN: NTDJOF.
  4. Bychkovsky V., Bakanin D., Filippenko N., Butorin D., Kuraitis A., Larchenko A. Contact method of volume control of temperature of a polymer sample at high-frequency heating // Journal of Physics: Conference Series. Series: International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies. 2020. Vol. 1614. P. 012053. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1614/1/012053. EDN: ILAHBS.
  5. Филиппенко Н.Г., Лившиц А.В. Автоматизированные исследования процесса пропитки эластомеров // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2022. Т. 69. № 1. С. 72–78. https://doi.org/10.22314/2658-4859-2022-69-1-72-78. EDN: QDIYUJ.
  6. Чернец М., Шилько С., Корниенко А., Пашечко М. Трибоанализ антифрикционных материалов на основе полиамидов для металлополимерных подшипников скольжения // Трение и износ. 2023. Т. 44. № 2. С. 103–113. https://doi.org/10.32864/0202-4977-2023-44-2-103-113.
  7. Владимирова А.А., Воробьев А.А. Установление оптимального материала для сепаратора подшипника буксового узла вагона метрополитена // Прогрессивные технологии, применяемые при ремонте рельсового подвижного состава: сб. тр. конф. (г. Санкт-Петербург, 30 ноября 2022 г.). 2022. С. 40–45. EDN: GGIYWR.
  8. Ларченко А.Г. Автоматизированное выявление дефектов в изделиях из полиамидных материалов методом высокочастотного излучения // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2014. № 1. С. 160–165.
  9. Mamada S., Ohta T., Okamura Yo. Autonomous damage detection system for damaged axle bearings of railway car bogies // Quarterly Report of RTRI. 2023. Vol. 64. Iss. 3. P. 193–198. https://doi.org/10.2219/rtriqr.64.3_193.
  10. Лачинов А.Н., Давлетгареев Х.И., Яхин А.Р., Юсупов А.Р., Карамов Д.Д., Галиев А.Ф. Подвижность носителей заряда вдоль границы раздела полимер/полимер // Известия Уфимского научного центра РАН. 2023. № 2. С. 28–33. https://doi.org/10.31040/2222-8349-2023-0-2-28-33. EDN: PXPANP.
  11. Буторин Д.В. Математическое моделирование процесса высокочастотной сушки партии полимерных изделий, изолированных от электродов рабочего конденсатора с обеих сторон // Colloquium-Journal. 2018. № 7-3. С. 14–23.
  12. Антипов Ю.Н., Дмитренко Е.В., Коваленко А.В., Горяной С.А., Рыбаков А.А., Семенов С.Е., Филипчук Т.Н. Технология производства газонефтепроводных труб способом высокочастотной сварки на ПАО «Интерпайп НМТЗ» // Автоматическая сварка. 2014. № 3. С. 43–49. EDN: TDMVCH.
  13. Fesharaki P.J., Boutaous M., Xin Shi He. Numerical and experimental study of polymers microwaves heating // Key Engineering Materials. 2022. Vol. 926. P. 1890–1899. https://doi.org/10.4028/p-92u0g5.
  14. Jinesh K.J., Pankaj S. Recent trends in welding polymers and polymer–metal hybrid structures // Light Weight Materials / eds. K. Kumar, B.S. Babu, J.P. Davim. 2021. P. 39–71. https://doi.org/10.1002/9781119887669.ch3.
  15. Sater N.A., Grigorov A., Tulska A., Nahliuk M., Lazorik P. Theoretical basis of application of the parameter of dielectric permeability of hydrocarbon feedstock during its processing // EAI International Conference on Automation and Control in Theory and Practice. EAI ARTEP 2023. EAI/Springer Innovations in Communication and Computing / eds. M. Balog, A. Iakovets, S. Hrehova. Cham: Springer, 2023. Р. 139–150. https://doi.org/10.1007/978-3-031-31967-9_11.
  16. Бородаев И.А., Желтухин В.С., Сизов А.С., Сысоев В.А. Математическое моделирование обработки сверхвысокомолекулярного полиэтилена высокочастотной плазмой пониженного давления // Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий. 2019. Т. 1. № 10. С. 53–56. EDN: CMOUZX.
  17. Нельсон У.Е. Технология пластмасс на основе полиамидов / пер. с англ. С.Г. Куличихина, Р.З. Маркович; под ред. А.Я. Малкина. М.: Химия, 1979. 256 с.
  18. Колесников В.И., Мясникова Н.А., Мясников Ф.В., Мантуров Д.С., Новиков Е.С., Данильченко С.А., Авилов В.В. Трибологические и физико-механические свойства маслонаполненных композитов на основе фенилона // Трение и износ. 2018. Т. 39. № 5. С. 462–470. EDN: FRPKDH.
  19. Булатова В.И., Молчанов В.И. Набухание наполненных резин в полярных средах // Материалы студенческой научной конференции за 2016 год: в 2 ч. Ч. I. Технические науки. Воронеж, 2016. С. 559.
  20. Петрова П.Н. Федоров А.Л. Исследование механизмов формирования износостойких маслонаполненных композитов на основе политетрафторэтилена, полученных путем пропитки пористых заготовок // Вестник Северо-восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2010. Т. 7. № 4. С. 52–58.
  21. Eguchi K., Ishibashi T. A high voltage generation using a hybrid Marx generator with Fibonacci operation // Energy Reports. 2023. Vol. 9. P. 256–264. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.10.415.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).