45. Применение резин как материалов для изготовления деталей узлов трения.

Органические фрикционные материалы (дерево, кожа, пробка и др.) чаще всего применяют при небольших нагрузках, в основном, в приборах. К этому классу материалов относят и резину, образующуюся при вулканизации каучуков. Изделия из нее получают путем переработки так называемой резиновой смеси, содержащей кроме каучука и вулканизующих агентов наполнители, стабилизаторы, пластификаторы и другие компоненты. Ременные передачи и фрикционные предохранительные устройства на основе резины имеют обширную область применения от сельхозмашин до гидропрессов. Основными недостатками этого класса материалов являются высокая стоимость и низкая теплостойкость.

 Резина широко применяется в различных деталях машин и механизмов, работающих на трение и износ, особенно в условиях воздействия абразивных частиц и агрессивных сред в дейдвудных подшипниках, обкладках гидроциклонов, в флотационных машинах, пескоструйных насосах, а также в уплотнительных деталях вращающихся частей машин.

    Резины для деталей, эксплуатирующихся в условиях гидроабразивного износа, должны обладать повышенной эластичностью и низким модулем. Для этих резин рекомендуются каучуки, обладающие низкой температурой стеклования, и полуусиливающие сажи (при небольшом наполнении).

    Резины, предназначенные для эксплуатации в агрессивных абразивных пульпах, особенно при повышенных температурах, должны кроме износостойкости обладать высокой химической стойкостью. Для изготовления этих резин используют бутилкаучуки, СКЭПТ,. фторкаучуки. Резиновые уплотнительные детали для быстровращающихся элементов машин работают при высоких температурах (до 300 °С) и во многих случаях в среде различных масел. К этим резинам предъявляются следующие требования пониженный коэффициент трения, высокое сопротивление тепловому старению, тепло- и маслобензостойкость.

46. Углеродные триботехнические материалы.

Углеродные материалы — совокупность композиционных материалов триботехнического назначения, содержащих компоненты на основе углерода. В нее входят углеродопласты и композиты на углеродной и графитизированной матрицах.

Углеродопласты — полимерные материалы, содержащие в качестве упрочняющего компонента углеродные волокна в виде жгутов, матов, рубленых волокон. Их применение в качестве антифрикционных материалов обусловлено наличием графита, являющегося твердым смазочным материалом и обладающего высокой теплопроводностью. Углеродопласты сочетают высокую прочность и малую плотность.

Композиты на углеродной и графитизированной матрицах изготовляют путем прессования кокса, сажи или графита на связке из пека — остатков перегонки дегтей и смол. Затем заготовку обжигают, превращая связку в углеродную матрицу. Графитизированная матрица образуется из углеродной после дополнительной термообработки при 1300К. В матрицах обоих типов имеются поры, которые могут служить емкостью для масел. Триботехнические характеристики материала этого класса — химанита практически постоянны в широком интервале температур, включая криогенные.

Типичным представителем полиолефинов является полиэтилен, основная цепь которого состоит из атомов углерода, а боковые звенья — из атомов водорода. В зависимости от условий полимеризации получают полиэтилен различной молекулярной массы. Из сверх высокомолекулярного полиэтилена делают детали эндопротезов суставов. Полиэтилен имеет высокую химическую стойкость и низкую стоимость, но менее теплостоек, чем полиамиды.

Кремнийорганические полимеры — высокомолекулярные соединения, содержащие атомы кремния и углерода в составе элементарного звена макромолекулы. Им присущи высокие термостойкость (до 600К), антифрикционность и износостойкость. Кремнийорганические каучуки представляют собой исходный продукт для получения морозо- и теплостойких резин.

Фторопласты — состоят из макромолекул в виде углеродной цепи, к которой присоединены атомы фтора. Такие макромолекулы слабо взаимодействуют друг с другом. Поэтому фторопласты химически инертны, имеют низкий коэффициент трения, практически не сорбируют влагу. Недостатком фторопластов является склонность к ползучести — непрерывной пластической деформации под действием постоянного напряжения. Из-за этого их редко применяют в чистом виде, предпочитая наполнять порошками кокса, графита, нитридов и т.п., армировать волокнами, проволокой, сетками и др. Фторопласты малолетучи и не теряют антифрикционности в среднем вакууме. Пластмассы на основе фторопластов незаменимы для узлов трения, работающих в агрессивных средах химической промышленности. Широко применяются подшипниковые материалы (рис. 7.5) в виде стальной ленты (1) с пористым металлическим покрытием (бронза, титан, нержавеющая сталь и др.) (2), пропитанным фторопластом (3).