Machine elements working in different sectors such as electricity/electronics and machinery are selected in a way that is suitable for a certain purpose and meets the necessary conditions. In some parts of the machines, bearing elements such as gears, rollers, bushings and bearings made of plastic and/or plastic-based composite materials are used. Different loads act on these machine elements depending on the conditions used. Sometimes they work in contact with machine elements made of different materials. As a result of contact operation, wear occurs in material pairs. This causes the life of the machine elements to decrease. In this study, tribological performances of polyetheretherketone (PEEK-30CF) composite reinforced with 30% carbon fiber (CF) by weight, which is classified as high-performance engineering plastic, were investigated. Tribological tests were carried out at room temperature and dry sliding conditions using a pin-on-disk device. The experiments were carried out under three different loads (20 N, 40 N and 60 N) and at a sliding speed of 1,0 m/s. Stainless steel and 20% short glass fiber (GF) reinforced polyetherimide, 40% glass fiber reinforced polyphenylene sulfide and 20% long glass fiber reinforced polyester composite materials were used as counter disc materials. As a result of the experiments, the coefficient of friction and specific wear rate of 30% GF reinforced PEEK composite were determined. In addition, wear surface microstructure examinations of the experimental materials were carried out using an optical microscope. As a result of the experiments, the coefficient of friction values of carbon fiber reinforced PEEK composite generally decreased in different counter disk materials depending on the applied load. However, the wear rate varied. The lowest wear rate of carbon fiber reinforced PEEK composite was obtained with stainless steel disc.
Elektrik/elektronik ve makine gibi farklı sektörlerde çalışan makine elemanları belli amaca uygun ve gerekli şartları sağlayacak şekilde seçilir. Makinaların bazı aksamlarında plastik ve/veya plastik esaslı kompozit malzemelerden üretilen dişliler, makara, burç ve rulman gibi yataklama elemanları kullanılmaktadır. Bu makine elemanlarına kullanılan şartlara bağlı olarak farklı yükler etki etmektedir. Bazen de farklı malzemelerden imal edilmiş makine elemanları ile temaslı olarak çalışmaktadır. Temaslı çalışma neticesinde malzeme çiftlerinde aşınma meydana gelmektedir. Bu ise makine elemanlarının ömrünün azalmasına sebep olmaktadır. Bu çalışmada, yüksek performanslı mühendislik plastiği sınıfında yer alan ağırlık olarak %30 oranında karbon elyaf (KE) takviyeli polietereterketon (PEEK/30KET) kompozitinin tribolojik performansları araştırılmıştır. Tribolojik deneyler disk üzerinde pim cihazı kullanılarak oda sıcaklığında ve kuru kayma şartlarında gerçekleştirilmiştir. Deneyler üç farklı yük (20 N, 40 N ve 60 N) altında ve 1,0 m/s kayma hızında gerçekleştirilmiştir. Karşı disk malzeme olarak paslanmaz çelik ile %20 kısa cam elyaf (CE) takviyeli polieterimid, %40 cam elyaf takviyeli polifenilen sülfit ve %20 uzun cam elyaf (UCE) takviyeli polyester kompozit malzemeleri kullanılmıştır. Deneyler sonucunda %30 oranında KE takviyeli PEEK kompozitinin spesifik aşınma oranı ve sürtünme katsayısı tespit edilmiştir. Ayrıca aşınmış yüzeylerin mikroyapı incelemeleri optik mikroskop kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda uygulanan yüke bağlı olarak karbon elyaf takviyeli PEEK kompozitin farklı karşı disk malzemelerde genellikle sürtünme katsayısı değerleri azalmıştır. Ancak aşınma hızı farklılık göstermiştir. En düşük aşınma oranı PEEK/30KET kompozit/paslanmaz çelik disk çiftinin çalışmasında elde edilmiştir.
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Mühendislik |
Bölüm | Makaleler |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 29 Kasım 2024 |
Gönderilme Tarihi | 8 Mayıs 2023 |
Kabul Tarihi | 18 Aralık 2023 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2024 Cilt: 11 Sayı: 2 |