聚四氟乙烯板

为了研究四氟板与不锈钢板组成的摩擦副的承载能力、滑动性能,以及耐久性能,对所采用的填充聚四氟乙烯复合夹层滑板进行了静压强度试验、压缩疲劳试验、压缩应力变形试验、压缩蠕变试验,对四氟板与不锈钢板组成的摩擦副进行了摩擦磨损试验研究。这些研究结果是摩擦副设计以及整体结构设计的依据。

静载强度试验

静载强度试验的目的是为了确定填充聚四氟乙烯复合夹层滑板在给定约束条件下的压缩极限强度,从而确定该材料的服役安全裕度。采用升降法进行试验,最后计算出在约束情况下,填充聚四氟乙烯复合夹层滑板的压缩极限强度为249MPa。

压缩压力-变形曲线试验

压缩应力-变形曲线试验的目的在于确定在给定条件下由压力如何推算变形量,为摩擦副结构设计提供依据。由于四氟板在受载的瞬间蠕变较为剧烈,因而,实际压缩应力变形曲线中也包含了部分的蠕变量。

从试验结果看,填充聚四氟乙烯复合夹层滑板,在压应力不超过200MPa的范围内,压缩变形与所受压应力近似呈线性关系。当压应力为30MPa时(常用设计压应力),其一次性变形最大不超过0.3mm。

压缩蠕变试验

压缩蠕变试验的目的是测定填充聚四氟乙烯复合夹层滑板,在恒定载荷作用下,随着时间的延长,变形量逐渐增加的情况。同时,根据蠕变试验曲线的延伸趋向,推测更长时间的变形量。这是保证给定服役寿命而进行填充聚四氟乙烯复合夹层滑板尺寸设计的依据之一。

从蠕变试验结果看,24h后,曲线趋于与时间坐标轴平行,且处于时间坐标轴与0.5mm线之间。也就是说,填充聚四氟乙烯复合夹层滑板在
受载24h后,随着时间的增加,其蠕变量的增加非常小,可以认为总蠕变量不超过0.5mm。

压缩疲劳试验

在桥梁支座的支反力中,静载部分不随时间变化,但是活载部分却随着桥梁上面通行物所处的位置不同而发生变化。也就是说,桥梁支座所受的载荷是疲劳载荷。试验结果表明,填充聚四氟乙烯复合夹层滑板,在最大压应力90MPa的疲劳载荷作用下,其疲劳寿命超过200万次。

摩擦磨损试验

四氟板与不锈钢板组成的摩擦副,摩擦系数低。对填充聚四氟乙烯复合夹层滑板与表面加工等级为2B的不锈钢板的摩擦磨损性能进行试验研究,从试验结果看,在润滑条件下,填充聚四氟乙烯复合夹层滑板对不锈钢板的摩擦系数(稳定值)不大于0.005,在有润滑条件下,磨损率不大于0.4μm/km,这对于毫米级厚度的四氟板来讲,几乎可以不考虑。