Неметалеві матеріали

До неметалевих матеріалів, призначених для виготовлення деталей машин, належать пластмаси, спечені матеріали тощо.

Пластмаси — високомолекулярні органічні матеріали (полімери), які дістають на основі синтетичних смол. Для надання пластмасам відповідних властивостей до них додають різні наповнювачі, пластифікатори, затверджувачі, барвники.

Залежно від природи полімерів пластмаси поділяють на термореактивні (не допускають повторного формування) і термопластичні (при нагріванні розм'якшуються і допускають повторне формування).

Термореактивні шаруваті пластмаси — це текстоліт, асботекстоліт, склопласт, скловолокніт, дерев'яно-шаруваті пластики (ДШП). Текстоліт має підвищену міцність, стійкість проти спрацьовування та високі антифрикційні і діелектричні властивості. Його використовують для виготовлення зубчастих коліс, вкладишів до підшипників ковзання, електротехнічних деталей тощо. Таке ж використання мають і ДШП. Асботекстоліт має високі фрикційні властивості, достатню теплостійкість і механічну міцність. Цей матеріал використовують для деталей муфт і гальм.

Термопластичні матеріали — це амілопласти (поліаміди), фторо-пласт-4 (тефлон), вініпласт, полІакрилат (органічне скло) та багато інших. Амілопласти (різновиди — капрон, нейлон) мають достатню міцність і стійкість проти спрацьовування, низький коефіцієнт тертя, здатність надійно скріплюватись із металом. Із поліамідів виготовляють зубчасті колеса, шківи, паси. Фторопласт-4 за хімічною стійкістю переважає всі відомі матеріали, включаючи золото і платину. Оскільки фторопласт-4 має низький коефіцієнт тертя, його застосовують для виготовлення вкладишів підшипників ковзання, які працюють в агресивних середовищах. З вініпласта виготовляють труби для подачі агресивних газів та рідин, захисні покриття для металевих резервуарів.

До інших неметалевих матеріалів, які використовують для виготовлення деталей машин, можна віднести гуму, шкіру, деревину, графіт, асбест та ін. Гума допускає великі пружні деформації, задовільно гасить коливання і має достатню стійкість проти спрацювання, її використовують для виготовлення амортизаторів, пружних елементів муфт, приводних пасів, ущільнень тощо. Шкіру через високу міцність та еластичність використовують для виготовлення приводних пасів, манжет, прокладок, графіт — для виготовлення електродів, вогнетривких виробів, вкладишів підшипників ковзання, а також як мастило для поверхонь тертя ковзання в з'єднаннях деталей машин.

Основні механічні характеристики матеріалів

Основні механічні характеристики машинобудівних матеріалів потрібні конструктору для виконання розрахунків роботоздатності деталей машин, а деякі з них використовують для призначення технології виготовлення деталей. Механічні характеристики матеріалів визначають лабораторними випробуваннями зразків матеріалів і наводять у відповідній довідковій літературі.

До основних механічних характеристик матеріалів належать такі: границя міцності , МПа — напруження в зразку матеріалу при найбільшому розтягальному навантаженні, якому передує руйнування зразка;

границя текучості , МПа — найбільше напруження, при якому зразок деформується без значного збільшення розтягального навантаження;

границя витривалості , МПа — найбільше напруження, при якому зразок витримує без руйнування задану кількість циклів зміни напруження, що вибирають за базу випробувань;

відносне видовження , % — відношення приросту розрахункової довжини зразка після розриву до його початкової розрахункової довжини;

модуль пружності для розтягу Е, МПа, або зсуву G, МПа — відношення напруження до відповідної йому відносної деформації зразка в границях справедливості закону Гука;

коефіцієнт Пуассона — відношення відносної поперечної деформації зразка до відносної його поздовжньої деформації (за абсолютним значенням);

твердість (НВ — за Брінеллем; HRA, HRB, HRC — за Роквеллом; HV — за Віккерсом) — умовна величина, виміряна відповідними приладами (твердомірами), яка характеризує опір заглиблювання в поверхню матеріалу стандартного індентора (сталевої кульки, вершин алмазних конуса чи піраміди).

З'ЄДНАННЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ТА ПРУЖНІ ЕЛЕМЕНТИ