TORLON-A4-FR vs1.vp - Solvay Plastics

Pour calculer la pression, on divise la charge totale par la surface
du palier. La figure 40 décrit la rondelle de butée de cet exemple
et donne le détail du calcul de la surface du palier. Si la charge
subie par le palier est de 445 N, la pression sera de 445 N divisés
par 0,001884 m 2 . Le résultat (236 200 Pa) sera en N/m 2 ,ou
pascals (Pa). En divisant cette valeur par 10 6 on obtient 0,24 MPa.
Dans cet exemple, le produit PV serait de 0,074 MPa·m/s.
Concept de limite PV
Le fait d’augmenter la pression ou la vitesse augmente la friction
et donc la chaleur dégagée. Les propriétés des polymères variant
avec la température, le produit de la pression par la vitesse est
utile pour la prévision des performances des paliers en polymères.
Si un matériau polymérique pour paliers est testé à diverses
pressions et vitesses, le comportement en fonction du produit PV
sera du type représenté à la figure 41. À des valeurs PV basses ou
moyennes l’usure sera faible. Quand le produit PV augmente, à
partir d’une certaine valeur, l’usure s’accélère. La valeur PV à
laquelle la transition a lieu est appelée la limite PV. En raison de la
chaleur due à la friction, les paliers employés au-delà de la limite
PV s’useront rapidement et peuvent même fondre.
La méthode employée ici est ASTM D3702, à l’aide d’un palier de
butée manuel à trois broches. Les échantillons ont été préparés
au départ d’un disque injecté qu’on a ensuite usiné pour obtenir la
géométrie présentée à la figure 42.
Figure 42
Rondelle de butée
Figure 41
Taux d’usure du matériau en fonction du produit PV
Facteur d’usure, K
Mesure de la résistance à l’usure
Il existe plusieurs méthodes d’évaluation de la résistance relative
à l’usure. En raison du grand nombre de variables indépendantes,
il y a peu de corrélation entre ces méthodes.
PV
LimitedePV
Les échantillons ont été testés sur une rondelle fixe en acier
AISI C-1018, ayant une finition de surface de 0,4 µm. Les essais
ont eu lieu à température et humidité ambiantes, sans
lubrification. Les échantillons de rondelles de butée ont été lissées
pour éliminer toute irrégularité de la surface, à une vitesse de
60 m/min et à une pression de 8,5 bar pendant 20 heures.
Chaque échantillon est ensuite testé à la vitesse et à la pression
spécifiées, pendant 20 heures. La hauteur est mesurée, avant et
après, en quatre points équidistants sur le disque. La profondeur
d’usure moyenne est ensuite relevée pour déterminer par calcul le
facteur d’usure.
Grades TORLON résistants à l’usure
Trois grades de TORLON ont été développés en utilisant des
additifs permettant d’améliorer leur résistance à l’usure dans des
environnement non lubrifiés. Ces grades sont les 4301, 4275 et
4435.
Les facteurs d’usure (K) faibles sont caractéristiques des
matériaux résistants à l’usure. Les polymères fluorés, dont les
coefficients de friction sont bas, ont de très faibles facteurs
d’usure, mais des propriétés mécaniques moyennes et une faible
résistance au fluage. Pour des facteurs PV bas, les grades
TORLON résistants à l’usure auront des facteurs comparables à
celui du polytétrafluoroéthylène chargé (PTFE), un des polymères
fluorés, mais les TORLON offrent une meilleure résistance au
fluage et une plus grande résistance mécanique.
Les polymères TORLON ont des facteurs d’usure similaires à ceux
des résines de polyimide beaucoup plus coûteuses. De ce fait, le
polyamide-imide TORLON présente un avantage économique par
rapport aux résines polyimides. De plus, les résines TORLON sont
moulables par injection, ce qui n’est pas le cas des polyimides.
Guide de conception du polyamide-imide TORLON – 27 – Grades TORLON résistants à l’usure