مطالعه تجربی رفتار سایشی چرخدنده های نانو کامپوزیتی pa6/pp/nano-caco3
چکیده
کاربردهای چرخدنده های پلیمری بدلیل برخورداری از امتیازاتی همچون ، کارکرد بی صدا، وزن کم، ضریب اصطکاک پایین و توانایی کارکرد بدون روانکار و همچنین سهولت در تولید انبوه، رو به افزایش است. با وجود این، افزایش دوام چرخدنده های پایه پلیمری از اهداف مهم تولیدکنندگان می باشد. پلی آمید از جمله مواد پلیمری پرکاربرد در ساخت چرخدنده ها می باشد. مهمترین عیب پلی آمید، تمایل زیاد آن به جذب رطوبت است که این مشکل منجر به افت قابل ملاحظه در خواص مکانیکی این پلیمر می شود. در این تحقیق پلیمر پلی پروپیلن(pp )، بدلیل برخورداری ازمقاومت به جذب آب و همچنین فرایند پذیری بالا، به پلی امید 6 (pa6 )اضافه شد، افزون بر این، از pp-g-mah ، بعنوان سازگار کننده استفاده شد . از نانو کربنات کلسیم با توجه به ساختار همسانگرد آن بعنوان فاز پراکنده در زمینه پلیمری pa6/pp به منظور ارتقای دوام چرخدنده های پایه پلیمری استفاده گردید . آمیزه های مختلف با درصدهای وزنی 2.5، 5، 7.5 و 10 درصد وزنی نانو کربنات کلسیم، در اکسترودر دو ماردونه تهیه شد. نمونه های مورد نظر از چرخدنده ها با استفاده از یک دستگاه قالبگیری تزریقی تولید شد. در مرحله بعد، با استفاده از یک دستگاه آزمون سایش چرخدنده، دوام چرخدنده های نانو کامپوزیتی تعیین شد. دراین تحقیق میزان سایش چرخدنده ها بر اساس معیار کنترلی span size، دمای سطح دندانه چرخدنده ها اعم ازچرخدنده های محرک و متحرک بر حسب تعداد دوران و کاهش جرم بر حسب گرم اندازه گیری شد. نتایج حاصل از آزمون های دوام چرخدنده ها نشان داد که حداقل سایش و دمای سطحی چرخدنده در آمیخته محتوی 2.5 درصد وزنی نانو کربنات کلسیم رخ می دهد. کاهش 55 درصدی میزان سایش تحت گشتاور nm 8.9 و افزایش عمر 237 درصد تحت گشتاور 14.8 نیوتن متر، در چرخدنده های محتوای 2.5 درصد نانو کربنات کلسیم نسبت به پلی آمید خالص مشاهده شد. میزان سایش و دما درتمامی آمیخته ها در چرخدنده محرک بیشتر از چرخدنده متحرک بود. در چرخدنده های پایه pa6/pp و نانو کامپوزیت های آن پدیده شکست مشاهده نشد و شاخص تعیین دوام و عمر چرخدنده ها تغییر شکل دائمی دنده ها و متوقف شدن انتقال قدرت از چرخدنده محرک به متحرک بود.