Разработка функциональных полимерных покрытий для узлов трения автомобильных агрегатов

Рассмотрены физико-химические, структурные и конструкционные условия моделирования и оптимизации триботехнических покрытий на основе полиамидов в узлах трения автомобильных и специальных агрегатов. Анализ напряженно-деформированного состояния элементов карданной передачи, осуществленный в CAE-системах Pro/ENGINEER Mechanica и LS-DYNA, позволил установить оптимальную толщину триботехнического покрытия с минимальными напряжениями. Разработаны составы композиционных материалов на основе промышленно выпускаемого полиамида ПА-6 и адгезионного подслоя для формирования триботехнических покрытий на деталях карданного вала грузового автомобиля и специальной техники. Предложено в состав композиционного материала вводить полиамидную смолу на основе аминоамидов смоляных кислот канифоли, которая обладает высокой совместимостью с полиамидной матрицей, обеспечивает пластифицирующий эффект и равномерное распределение дисперсных частиц модификатора по объему композита. При использовании полиамидной смолы в качестве адгезионного подслоя на поверхностях элементов карданной передачи обеспечивается повышенное взаимодействие на границе «покрытие – подслой». Разработанные составы композиционных покрытий и адгезионных подслоев, оптимизированные по конструктивным решениям, апробированы в конструкциях карданных валов, производимых ОАО «Белкард» в качестве полноценной альтернативы импортным аналогам.

1. Проектирование универсальных шарниров и ведущих валов / A. X. Беркер, И. P. Вагнер, H. В. Вебстер [и др.]; пер. с англ. Ю. В. Попова. – Л.: Машиностроение, 1984. – 463 с.

2. Sehher-Thoss, H. C. Universal Joints and Driveshafts: Analysis, Design, Applications / H. C. Seherr-Thoss, F. Schmelz, E. Aucktor; transl. by J. A. Tipper, S. J. Hill. – Springer, 2006. – 373 p. https://doi.org/10.1007/3-540-30170-4

3. Кравченко, В. И. Структура и технология композиционных материалов для конструкций карданных передач серии «Белкард-2000»: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.02.01 / Кравченко Виктор Иванович; Полоцк. гос. ун-т. – Новополоцк, 2001. – 22 с.

4. Костюкович, Г. А. Композиционные материалы для универсальных шарниров нагруженных карданных передач автотракторной и сельскохозяйственной техники: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.02.01 / Костюкович Геннадий Александрович; Физ.-техн. ин-т Нац. акад. наук Беларуси. – Минск, 2003. – 25 с.

5. Кравченко, В. И. Карданные передачи: конструкции, материалы, применение / В. И. Кравченко, Г. А. Костюкович, В. А. Струк; под ред. В. А. Струка. – Минск: Тэхналогiя, 2006. – 410 с.

6. Кунву Ли. Основы САПР (CAD/CAM/CAE) / Кунву Ли. – СПб.: Питер, 2004. – 560 с.

7. Большаков, В. П. Твердотельное моделирование деталей в САD-системах: AutoCAD, КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor, Creo / В. П. Большаков, А. Л. Бочков, Ю. Т. Лячек. – СПб.: Питер, 2015. – 480 с.

8. Rilsan® PA11 Fine Powders Application Process // Arkema Global. – URL: https://hpp.arkema.com/en/productfamilies/rilsan-pa11/rilsan-fine-powders-application-process/ (date of access: 24.05.2025).

9. Триботехнические покрытия для узлов трения различных агрегатов / В. Я. Щерба, А. С. Антонов, В. А. Струк [и др.] // Горная механика. – 2008. – № 2. – С. 31–40.

10. Структура и технология триботехнических покрытий на деталях трения металлополимерных систем / В. А. Струк, Е. В. Овчинников, Е. И. Эйсымонт [и др.] // Веснік Гродзенскага дзяржаўнага ўніверсітэта. Серыя 6, Тэхнiка. – 2011. – № 1. – С. 62–68.

11. Флейшер, В. Л. Модифицированная канифоль: получение, свойства и применение / В. Л. Флейшер, Н. В. Черная. – Минск: БГТУ, 2019. – 305 с.

12. Methods for implementing the concept of energy and technological compliance of components in the technology of highly filled composites / S. Avdeychik, A. Antonov, A. Lesun [et al.] // Machines. Technologies. Materials. – 2022. – Vol. 16, Iss. 2. – P. 62–65.

13. Implementation of the concept of energy and technological compliance of components in the technology of fluorocomposites / S. Avdeychik, A. Antonov, A. Lesun [et al.] // Journal of Materials Science and Engineering A. – 2022. – Vol. 12, Iss. 1–3. – Р. 28–39. https://doi.org/10.17265/2161-6213/2022.1-3.004