聚四氟乙烯板

為了研究四氟板與不銹鋼板組成的摩擦副的承載能力、滑動性能,以及耐久性能,對所采用的填充聚四氟乙烯復合夾層滑板進行了靜壓強度試驗、壓縮疲勞試驗、壓縮應力變形試驗、壓縮蠕變試驗,對四氟板與不銹鋼板組成的摩擦副進行了摩擦磨損試驗研究。這些研究結果是摩擦副設計以及整體結構設計的依據。

靜載強度試驗

靜載強度試驗的目的是為了確定填充聚四氟乙烯復合夾層滑板在給定約束條件下的壓縮極限強度,從而確定該材料的服役安全裕度。采用升降法進行試驗,最后計算出在約束情況下,填充聚四氟乙烯復合夾層滑板的壓縮極限強度為249MPa。

壓縮壓力-變形曲線試驗

壓縮應力-變形曲線試驗的目的在于確定在給定條件下由壓力如何推算變形量,為摩擦副結構設計提供依據。由于四氟板在受載的瞬間蠕變較為劇烈,因而,實際壓縮應力變形曲線中也包含了部分的蠕變量。

從試驗結果看,填充聚四氟乙烯復合夾層滑板,在壓應力不超過200MPa的范圍內,壓縮變形與所受壓應力近似呈線性關系。當壓應力為30MPa時(常用設計壓應力),其一次性變形最大不超過0.3mm。

壓縮蠕變試驗

壓縮蠕變試驗的目的是測定填充聚四氟乙烯復合夾層滑板,在恒定載荷作用下,隨著時間的延長,變形量逐漸增加的情況。同時,根據蠕變試驗曲線的延伸趨向,推測更長時間的變形量。這是保證給定服役壽命而進行填充聚四氟乙烯復合夾層滑板尺寸設計的依據之一。

從蠕變試驗結果看,24h后,曲線趨于與時間坐標軸平行,且處于時間坐標軸與0.5mm線之間。也就是說,填充聚四氟乙烯復合夾層滑板在
受載24h后,隨著時間的增加,其蠕變量的增加非常小,可以認為總蠕變量不超過0.5mm。

壓縮疲勞試驗

在橋梁支座的支反力中,靜載部分不隨時間變化,但是活載部分卻隨著橋梁上面通行物所處的位置不同而發生變化。也就是說,橋梁支座所受的載荷是疲勞載荷。試驗結果表明,填充聚四氟乙烯復合夾層滑板,在最大壓應力90MPa的疲勞載荷作用下,其疲勞壽命超過200萬次。

摩擦磨損試驗

四氟板與不銹鋼板組成的摩擦副,摩擦系數低。對填充聚四氟乙烯復合夾層滑板與表面加工等級為2B的不銹鋼板的摩擦磨損性能進行試驗研究,從試驗結果看,在潤滑條件下,填充聚四氟乙烯復合夾層滑板對不銹鋼板的摩擦系數(穩定值)不大于0.005,在有潤滑條件下,磨損率不大于0.4μm/km,這對于毫米級厚度的四氟板來講,幾乎可以不考慮。