Проблемы качества и конкурентоспособности зерноуборочных комбайнов, связанные с их эксплуатацией и обслуживанием, актуальны для современной аграрной промышленности. В связи с этим целью проводимых исследований явилась разработка полимерного нанокомпозиционного материала (ПКМ) для изготовления подшипников соломотрясов сельскохозяйственной техники для усиления их надежности и долговечности при различных условиях эксплуатации. В статье описывается технологический процесс синтеза и результаты испытания нового ПКМ на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), отличающегося высокой стойкостью к износу. Разработана рецептура полимернокомпозиционного материала (ПКМ): ПТФЭ (96 мас.%) + Аэросил марки А-300 (1 мас.%) + ТУ марки С40 (3 мас.%). Изготовление нанокомпозитов проводили по стандартной технологии холодного прессования и свободного спекания прессованных заготовок. Свойства разработанного нанокомпозиционного материала объясняются следующими механизмами: увеличению прочности и улучшению адгезии способствует добавление аэросила в рецептуру, благодаря его высокой удельной поверхности, это приводит к снижению деформации изделий при нагрузках. Наноразмерные частицы аэросила обеспечивают стойкое сцепление с полимерной матрицей, предотвращая образование трещин и разрывов, что крайне важно для обеспечения долговечности и надежности материала. Добавление технического углерода марки С40 в состав нанокомпозиционного материала способствует снижению трения путем создания защитной пленки на его поверхности, уменьшая контакт между трущимися поверхностями и приводя к замедлению износа изделий. Такой подход повышает долговечность и надежность изделий из ПКМ при эксплуатации, особенно в условиях повышенных нагрузок. В результате проведенного исследования установлена оптимальная скорость изнашивания - 2,7·10 -4 г/ч при значении контактного давления 3,2 МПа и скорости скольжения - 2,66 м/с. Разработанный материал может быть рекомендован для использования в производстве триботехнических изделий сельскохозяйственных машин и оборудования. Его применение будет способствовать увеличению срока службы механизмов, повышению эффективности работы сельскохозяйственной техники, обеспечивая более надежное и качественное выполнение уборочных работ.
The problems of the quality and competitiveness of combine harvesters related to their operation and maintenance remain relevant aspects of the modern agricultural industry. In this regard, the purpose of the research was to develop a polymer nanocomposite material (PCM) for the manufacture of straw bearings for agricultural machinery to enhance their reliability and durability under various operating conditions. This article describes the technological process of synthesis and the test results of a new polytetrafluoroethylene (PTFE)-based PCM, which is highly resistant to wear. A formulation of polymer composite material (PCM) has been developed: PTFE (96 wt.%) + Aerosil grade A-300 (1 wt.%) + TU grade C40 (3% by weight). The nanocomposites were manufactured using the standard technology of cold pressing and free sintering of pressed blanks. The properties of the developed nanocomposite material are explained by the following mechanisms: the addition of aerosil to the formulation contributes to an increase in strength and improved adhesion, due to its high specific surface area, which reduces the deformation of products under load. Nanoscale aerosil particles provide stable adhesion to the polymer matrix, preventing the formation of cracks and tears, which is extremely important to ensure the durability and reliability of the material. The addition of carbon black grade C40 to the composition of the nanocomposite material helps to reduce friction by creating a protective film on its surface, which reduces contact between the rubbing surfaces and slows down the wear of products. This approach increases the durability and reliability of PCM products during operation, especially under high-load conditions. As a result of the study, the optimal wear rate was 2.7•10-4 g/h with a contact pressure of 3.2 MPa and a sliding speed of 2.66 m/s. The developed material can be recommended for use in the production of tribotechnical products of agricultural machinery and equipment. Its use will help to increase the service life of mechanisms, increase the efficiency of agricultural machinery, which will ensure more reliable and high-quality performance of harvesting operations.