fwjТрение и и износTitle in english0000-00000000-0000AGU10.32864/0202-4977-2026-47-4-415-427fwj-137Research ArticleСтатьиИзносостойкость древесно-металлических композиционных подшипников скольженияThe Wear Resistance of Wood-Metal Composite Sliding BearingsШалыгинМ. Г.ShalyginM. G.

бульвар 50 лет Октября, 7, г. Брянск 241035

50 Let Oktyabrya Boulevard, 7, Bryansk, 241035

migshalygin@yandex.ruВащишинаА. П.VashchishinaA. P.

бульвар 50 лет Октября, 7, г. Брянск 241035

50 Let Oktyabrya Boulevard, 7, Bryansk, 241035

Брянский государственный технический университет (БГТУ)РоссияBryansk State Technical University (BSTU)Russian Federation202601102026474415427Copyright © AGU, 20262026AGUAGUhttps://fwj.ejournal.by/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://fwj.ejournal.by/jour/article/view/137

В статье исследовали влияния свойств материала и шероховатости поверхности древесно-металлической композиции на износостойкость пар трения, применяемых в узлах машин лесопромышленного и общего машиностроительного назначения.

Экспериментальные исследования выполнены для различных типов древесно-металлических втулок, отличающихся составом, способом модифицирования древесной матрицы и характером распределения металлических включений. Трибологические испытания проводили по схеме «вал–втулка» с абразивно-масляной прослойкой в течение 80 ч; при нагрузке 50 Н; частоте вращения 25 мин–1; скорости осевого перемещения вала контробразца 0,01 м/мин. Износостойкость оценивали по времени наработки, до заклинивания вала.

Проведена количественная оценка триботехнических характеристик при вращательном и комбинированном режимах движения. Выполнен регрессионный анализ, позволивший установить связь между интенсивностью изнашивания и твёрдостью поверхностных слоёв. Установлено, что в режиме

«пуск–останов» износ реализуется преимущественно по механизму гидроабразивного и деформационного разрушения поверхностных слоёв композиционного материала, так как вкладыш и вал в процессе эксплуатации разделены зазором, который заполнен смазывающей жидкостью. Установлено, что для древесно-металлических подшипников скольжения, не содержащих имплантированные частицы, наиболее рациональной является шероховатость Ra = 0,4—1,6 мкм, снижающая вероятность среза древесной композиции. Для подшипников, содержащих имплантированные частицы, которые в процессе выкрашивания могут стать абразивными, наиболее рациональной является шероховатость, близкая к значению Ra = 3,2 мкм.

The article considers the determination of the effect of material properties and surface irregularities of a wood-metal composition on the wear resistance and friction pairs used in components of timber-processing and general machine-building machinery.

Experimental studies have been performed for various types of wood-metal bushings, differing in composition, method of modification of the wood matrix and the nature of the distribution of metal inclusions. Tribological tests were carried out according to the “shaft–sleeve” scheme with an abrasive-oil layer for 80 hours; at a load of 50 N; rotation speed of 25 min–1; axial displacement speed of the countersunk shaft 0.01 m/min. Wear resistance was assessed by the operating time, before the shaft jamming.

A quantitative assessment of tribotechnical characteristics in rotational and combined modes of motion has been carried out. Regression analysis was performed, which made it possible to establish a relationship between the intensity of wear and the hardness of the surface layers. It has been established that under startup and stop conditions, wear is mainly realized by the mechanism of waterjet and deformation destruction of the surface layers of the composite material, since the insert and shaft are separated by a gap filled with a lubricating fluid during operation. For wood-metal sliding bearings that do not contain implanted particles, the most rational roughness is Ra = 0.4—1.6 mm, which reduces the likelihood of cutting the wood composition. For bearings containing implanted particles, which can become abrasive during the painting process, a roughness close to the value of Ra = 3.2 mm is the most rational.

древесно-металлические композиционные материалыподшипники скольженияшероховатость поверхностиизносостойкостьгидродинамический режим смазкидревесная матрицаметаллические включенияwood-metal composite materialssliding bearingssurface roughnesswear resistancehydrodynamic lubrication modewood matrixmetal inclusionsReferencesHo i-P., Rémond V., and Seim W. Friction between Wood and Steel in the Embedment Area of Timber Connections // Construction and Building Materials. — 2025 (491), 142522. ISSN 0950-0618. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.142522Ho i-P., Rémond V., and Seim W. Friction between Wood and Steel in the Embedment Area of Timber Connections // Construction and Building Materials. — 2025 (491), 142522. ISSN 0950-0618. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.142522Tao X., Fang X., Wu S., and Xu W. A Comprehensive Review of Metallic Wood Fabricated via Alloy Impregnation // Wood Material Science & Engineering. — 2026 (21), no. 2, 829—842. https://doi.org/10.1080/17480272.2025.2456075Tao X., Fang X., Wu S., and Xu W. A Comprehensive Review of Metallic Wood Fabricated via Alloy Impregnation // Wood Material Science & Engineering. — 2026 (21), no. 2, 829—842. https://doi.org/10.1080/17480272.2025.2456075Врублевская В.И., Невзорова А.Б., Макеев В.В. Триботехнические характеристики пары трения модифицированная древесина - металл при работе в абразивной среде // Трение и износ. — 2007 (28), № 2, 206—211Nevzorova A.B., Vrublevskaya V.I., and Makeev V.V. Tribological Characteristics of Pair Modified Wood-Metal in Abrasive Medium // Journal of Friction and Wear. — 2007 (28), no. 2, 212—217Xie Y., Huang Y., Meng X., Wan L., Dong Z., Cao J., and Wang F. Friction Rivet Joining Towards High-Performance Wood-Metal Hybrid Structures // Composite Structures. — 2020 (247), 112472Xie Y., Huang Y., Meng X., Wan L., Dong Z., Cao J., and Wang F. Friction Rivet Joining Towards High-Performance Wood-Metal Hybrid Structures // Composite Structures. — 2020 (247), 112472Памфилов Е.А., Шевелева Е.В., Пилюшина Г.А. Антифрикционные армированные древесно-металлические материалы // Трение и износ. — 2019 (40), № 1, 121—127Pamfilov E.A., Sheveleva E.V., and Pilyushina G.A. Creating and Applying Antifriction Bearing Wood–Metal Materials // Journal of Friction and Wear. — 2019 (40), no. 1, 95—99Yin W., Liu Z., Tian P., Tao D., Meng Y., Han Z., and Tian Y. Tribological Properties of Wood as a Cellular Fiber-Reinforced Composite // Biotribology. — 2016, no. 5, 67—73Yin W., Liu Z., Tian P., Tao D., Meng Y., Han Z., and Tian Y. Tribological Properties of Wood as a Cellular Fiber-Reinforced Composite // Biotribology. — 2016, no. 5, 67—73Boev E.V., Kasyanova L.Z., Islamutdinova A.A., and Aminova E.K. Production Method of Nanostructured Wood-Polymer Composition with Microwave Application // Nanotechnologies in Construction. — 2023 (15), no. 4, 342—348. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2023-15-4-342-348. EDN: LWTISZBoev E.V., Kasyanova L.Z., Islamutdinova A.A., and Aminova E.K. Production Method of Nanostructured Wood-Polymer Composition with Microwave Application // Nanotechnologies in Construction. — 2023 (15), no. 4, 342—348. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2023-15-4-342-348. EDN: LWTISZWaßmann O. and Ahmed S.I.U. Slippery Wood: Low Friction and Low Wear of Modified Beech Wood // Tribology Letters. — 2020 (68), no. 2, 53Waßmann O. and Ahmed S.I.U. Slippery Wood: Low Friction and Low Wear of Modified Beech Wood // Tribology Letters. — 2020 (68), no. 2, 53Шевелева Е.В., Памфилов Е.А. Новые композиционные материалы для узлов трения деревоперерабатывающего оборудования // Актуальные проблемы лесного комплекса. — 2016, № 45, 53—56Sheveleva E.V., and Pamfilov E.A. New composite materials for friction units of wood-processing equipment // Actual problems of the forestry complex. — 2016, № 45, 53—56 (in Russian)Пилюшина Г.А., Пыриков П.Г., Памфилов Е.А., Данилюк А.Я., Капустин В.В. Повышение работоспособности древесно-металлических подшипников скольжения лесопромышленных машин // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. — 2021, № 2(380), 156—168Pilyushina G.A., Pyrikov P.G., Pamfilov E.A., Danilyuk A.Ya., and Kapustin V.V. Improving the efficiency of wood-metal sliding bearings of timber-processing machines // Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Forest Magazine. — 2021, № 2(380), 156—168 (in Russian)Friedrich K., Akpan E.I., and Wetzel B. On the Tribological Properties of Extremely Different Wood Materials // European Journal of Wood and Wood Products. — 2021 (79), no. 4, 977—988Friedrich K., Akpan E.I., and Wetzel B. On the Tribological Properties of Extremely Different Wood Materials // European Journal of Wood and Wood Products. — 2021 (79), no. 4, 977—988Оськин В.А., Капустин В.В. Древесно-металлические подшипники скольжения // Актуальные вопросы техники, науки, технологии. — 2021, 230—232Oskin V.A., Kapustin V.V. Wood-metal sliding bearings // Current issues of engineering, science, and technology. — 2021, 230—232 (in Russian)Shalygin M.G. and Vashchishina A.P. Anti-Frictional Lubricant Additives for Locomotive Wheel Flange // AIP Conf. Proc. — 2021 (2340), 060003. https://doi.org/10.1063/5.0047297Shalygin M.G. and Vashchishina A.P. Anti-Frictional Lubricant Additives for Locomotive Wheel Flange // AIP Conf. Proc. — 2021 (2340), 060003. https://doi.org/10.1063/5.0047297Шалыгин М.Г., Буяновский И.А., Самусенко В.Д., Ващишина А.П. Трибологические свойства полужидкого смазочного материала с присадками поверхностно-активных веществ // Трение и износ. — 2023 (44), № 5, 418—426. DOI: 10.32864/0202-4977-2023-44-5-418-426Shalygin M.G., Buyanovsky I.A., Samusenko V.D., and Vashchishina A.P. Tribological Properties of a Semi-Liquid Lubricant with Surfactant Additives // Journal of Friction and Wear. — 2023 (44), no. 5, 279—285. DOI: 10.3103/S1068366623050094Бочкарев Д.И., Врублевская В.И. Распределение нагрузок в зоне контакта древесный вкладыш - внутреннее кольцо радиально-упорного самосмазывающегося подшипника скольжения // Трение и износ. — 2007 (28), № 3, 305—310Bochkarev D.I. and Vrublevskaya V.I. Load Distribution in the Contact Zone Wood Liner - Inner Ring of a Radial Thrust Self-Lubricating Plain Bearing // Friction and wear. — 2007 (28), no. 3, 305—310

The authors declare that there are no conflicts of interest present.