اثر سوخت جی پی-4 بر اصطکاک لاستیک نیتریل و آلومینیوم با زبری‌های مختلف

پورحسینی, محمد رضا; رزاقی کاشانی, مهدی; عمرانی, سیده مهدیه

اثر سوخت جی پی-4 بر اصطکاک لاستیک نیتریل و آلومینیوم با زبری‌های مختلف

نویسندگان

محمد رضا پورحسینی ¹

مهدی رزاقی کاشانی ²

سیده مهدیه عمرانی ³

¹ پژوهشکده مهندسی کامپوزیت-مجتمع دانشگاهی مواد و فناریهای ساخت-دانشگاه صنعتی مالک اشتر-تهران-ایران مدیر و هیئت علمی پژوهشکده مهندسی

² گرو ه مهندسی پلیمر، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

³ پژوهشکده مهندسی کامپوزیت/ مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت / دانشگاه صنعتی مالک اشتر/ لویزان/ تهران

چکیده

یکی از مشکلات استفاده لاستیک‌ها در صنایع مختلف ایجاد تنش سطحی در سطح لاستیک است که منجر به ترک سطحی و شکست لاستیک شده و عمر آن را کاهش می‌دهد. این تنش‌ها به هنگام تماس قسمت لاستیکی با سطح فلزی و اصطکاک این دو سطح ایجاد می‌شوند. ناهمواری سطح، ترکیب آمیزه لاستیکی و عوامل محیطی، شرایط آزمون و ... بر اصطکاک لاستیک – فلز اثر می‌گذارند. ناهمواری سطح نقش مهمی در سرش دو سطح در کنار یکدیگر ایفا و عمدتا رفتار اصطکاکی را کنترل می‌کند. از طرفی اثر ناهمواری بر ضریب اصطکاک با استفاده از یک روان‌کننده مناسب قابل کنترل است. در پژوهش حاضر با توجه به کاربرد سوخت جی پی -4 در صنایع هوایی، اثر روانکاری سوخت جی پی-4 بر میزان کاهش ضریب اصطکاک سرشی میان لاستیک نیتریل و سطح آلومینیوم با زبری‌های مختلف بررسی شد. نتایج تجربی نشان داد، ضریب اصطکاک وابستگی خوبی با متغیر متوسط ناهمواری سطح (Ra) دارد. با اعمال سوخت جی پی -4 به عنوان روان‌کننده، ضریب اصطکاک حدود 75 % درصد کاهش یافت. همچنین جی پی -4، روند تغییرات ضریب اصطکاک نسبت به ناهمواری سطح را از کاهشی در حالت خشک به روندی افزایشی در حالت روانکاری تغییر داد.

کلیدواژه‌ها

سوخت جی پی -4

ناهمواری سطح

مکانیسم اصطکاک

لاستیک نیتریل

آلومینیوم

موضوعات

مهندسی پزشکی

عنوان مقاله English

The Effect of JP4 on Friction between NBR and Aluminum in Different Roughness

نویسندگان English

Mohammad Reza Pourhossaini ¹

Mehdi Razzaghi-Kashani ²

S. Mahdieh Emrani ³

¹ Composite Research Center, Material Science and Manufacturing Technologies, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, IRAN

² Polymer Engineering Department, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

³ Faculty of materials science and manufacturing Technologies, Malek Ashtar University, Lavizan, Tehran

چکیده English

One of the problems for use of rubber in various industries is the surface tension at the surface of rubbers, which results in the crack on the surface, fracture of the rubber and reduces its service life. These tensions are caused by contacting the rubber component with the metal surface and the friction between two surfaces. Roughness of the surface, the composition of the rubber compound, the environmental factors, test conditions and etc. affect the friction between rubbers – metal. Surface roughness plays an important role in sliding between two surfaces and mainly controls friction behavior. On the other hand, roughness effect on the coefficient of friction is controllable using a suitable lubricant. In the present study regarding to the application of JP4 as an aviation fuel, the effect of JP4 fuel as a lubricant was investigated in the reduction of the sliding friction coefficient between the NBR and aluminum surfaces with different roughness. Experimental studies showed, friction coefficient has a good correlation with the mean surface roughness (Ra). By applying JP4 lubricant, the coefficient of friction decreased by about 75%. JP4 fuel as lubricant has changed the trend of varying friction coefficient from decreasing to increasing regard to the surface roughness.

کلیدواژه‌ها English

JP4

Surface roughness

Friction mechanism

NBR

Aluminum

1- Maurice L.Q., Lander H., Edwards T and Harrison W.E., Advanced Aviation Fuels: A Look Ahead Via a Historical Perspective, Fuel, 80, 747-756, (2001).
2- Shen M. X., Peng X. D., Meng X. K., Dong F., Zhang J. P. and Zhu M. H., Fretting Wear Behavior of Acrylonitrile-Butadiene Rubber (NBR) for Mechanical Seal Applications, Tribol. Int., 93, 419-428, (2016).
3- Shen M. X., Dong F., Zhang Z. X., Meng X. K. and Peng X. D., Effect of Abrasive Size on Friction and Wear Characteristics of Nitrile Butadiene Rubber (NBR) in Two-Body Abrasion, Tribol. Int., 103, 1-11, (2016).
4- Dong C. L., Yuan C. Q., Bai X. Q., Yan X. P. and Peng Z., Tribological Properties of Aged Nitrile Butadiene Rubber under Dry Sliding Conditions, Wear, 322-323, 226-237, (2015).
5- Mofidi M., Kassfeldt E. and Prakash B., Tribological Behaviour of an Elastomer Aged in Different Oils Tribol. Int., 41, 860-866, (2008).
6- Persson B. N., Albohr O., Tartaglino U., Volokitin A. I. and Tosatti E., On the Nature of Surface Roughness with Application to Contact Mechanics, Sealing, Rubber Friction and Adhesion, J. Phys- Condens. Matter, 17 (1), R1–R62, (2005).
7- Mofidi M., Prakash B., Persson B. N. J. and Albohr O., Rubber Friction on (Apparently) Smooth Lubricated Surfaces, J. Phys- Condens. Matter, 20, 1-8, (2008).
8- Menezes P. L., Kishore and Kailas S. V., Friction and Transfer Layer Formation in Polymer–Steel Tribo-System: Role of Surface Texture and Roughness Parameters, Wear, 271, 2213-2221, (2011).
9- Menezes P. L. and Kailas S. V., Role of Surface Texture and Roughness Parameters on Friction and Transfer Film Formation When UHMWPE Sliding Against Steel, Biosurf. Biotribol., 2, 1-10, (2016).
10- Sedlaček M., Podgornik B. and Vižintin, J., Correlation between Standard Roughness Parameters Skewness and Kurtosis and Tribological Behavior of Contact Surfaces, Tribol. Int., 48, 102-112, (2012).
11- Tang Z. and Li S., A Review of Recent Developments of Friction Modifiers for Liquid Lubricants (2007-present), Curr. Opin. Solid State Mater. Sci., 18, 119-139, (2014).
12- National Iranian Oil Products Distribution Company (N.I.O.P.D.C), https://www.niopdc.ir/fa/products/oilproducts/sookhthavaee/sookhtjetjp4, html, (2017).
13- Hu Z. M. and Dean T. A., A Study of Surface Topography, Friction and Lubricants in Metal Forming, Int. J. Mach. Tools Manuf., 40, 1637–1649, (2000).
14- Rasp W. and Wichern C. M., Effects of Surface-Topography Directionality and Lubrication Condition on Frictional Behavior during Plastic Deformation, J. Mater. Process. Technol., 125–126, 379–386, (2002).
15- Feng D., Shen M.X., Peng X. D. and Meng X. K., Surface Roughness Effect on the Friction And Wear Behavior of Acrylonitrile Butadiene Rubber (NBR) under Oil Lubrication, Tribol. Lett, 65:10, (2017).
16- Razzaghi Kashani M., Behazin A. and Fakhar, Construction and Evaluation of a New Tribometer for Polymers, Polym. Test., 30, 271-276, (2011).
17- Gadelmawla E. S., Koura M. M., Maksoud, T. M. A., Elewa I. M. and Soliman H. H., Roughness Parameters, J. Mater. Process. Technol., 123, 133-145, (2002).