книги из ГПНТБ / Кричевский, М. Е. Химия ремонтирует
.pdfА вспомним способ газопламенного нанесения поли мерного покрытия порош ком ПФН-12. Так вот, по срав нению со способом нанесения свинцово-оловянистого припоя ПОС-40 на каждом кузове легкового автомобиля экономится почти 20 рублей, а на кузове грузового авто мобиля около 8 рублей.
Или другие примеры.
Приклеивание фрикционных накладок к ведомому диску муфты сцепления двигателя СМД-14 дает, казалось бы, незначительный экономический эффект: этот способ дешевле только на 15 копеек, чем способ приклепывания накладок. В ходе же эксплуатации этих деталей накладки служат почти в 2 раза дольше и значительно надежнее. А это немаловажное обстоятельство!
Детали хлопковой сеялки СТХ-4, покрытые поликапроамидом, оказались в 2 раза более износостойкими, чем серийные заводские. Износостойкость втулок и пальцев
нижних |
опор |
шпинделей |
хлопкоуборочных |
машин, вос |
||
становленных |
нанесением |
покрытий из поликапроамида |
||||
(толщина |
покрытия |
0,4— 0,45 миллиметра), |
оказалась в |
|||
1,4— 2,5 |
раза выше износостойкости серийных заводских |
|||||
деталей. |
А |
средний |
износ сопряжения оси |
кронштейна |
||
со ступицей катка квадратно-гнездовой сеялки при на плавке поликапроамида на ось снизился в 2,9 раза по сравнению с износом стандартного сопряжения.
В мастерской Истринского районного объединения «Сельхозтехника» (Московская область) в карданный вал автомобиля ГАЗ-69 взамен игольчатых подшипников уста новили капролоновые втулки. После пробега 10 тысяч километров все детали оказались исправными и пригод ными к дальнейшей эксплуатации.
Технико-экономическая эффективность применения поликапроамидных уплотнений выше, чем резиновых, примерно в 3— 4 раза.
151
А вот что дает внедрение в ремонтное производство, например, пластмассы стиракрил. Стоимость изготовле ния гайки ходового винта токарного станка АК-62 из бронзы обходится в 3 рубля 72 копейки, а из пластмас сы — только 83 копейки. Износостойкость же в эксплуата
ции пластмассовой гайки в 3— 4 раза |
выше, чем |
брон |
зовой. |
|
|
Наконец, полимеры могут оказать |
большую |
пользу |
сельскому хозяйству как бы косвенным путем. Пластмас совые детали высевающих аппаратов сеялок уменьшают повреждаемость семян и их дробление, улучшают рав номерность высева по сравнению с серийными дета лями.
Все знают, что пыль, засасываемая с воздухом при работе двигателя, ведет к усиленному абразивному изно су деталей. Поэтому и при конструировании, и при ремон те двигателей стремятся улучшить очистку воздуха от пыли. В этом залог долговечной работы агрегата. Работ ники Владимирского тракторного завода совместно с ин ститутом НАТИ применили в мультициклонных воздухо очистителях пластины из пенополиуретана. Испытания двигателей марки Д-37М показали, что износ поршневых колец уменьшается в 3 раза!
Эти цифры мы приводили применительно к отдель ным деталям или технологическим процессам. А в целом по отраслям народного хозяйства экономический эффект будет исчисляться поистине в астрономических цифрах.
Так, например, Московский механический завод сов местно с институтом «Гидропроект» имени С. Я. Ж ука разработал для сельского хозяйства погружной насос ти па ЭПЛ6М-16-75 улучшенной конструкции. Вес его сни жен на 27 килограммов по сравнению с базовой моделью, так как в ряде узлов насоса металл заменен полистиро лом. Насос м ожно использовать для подъема из скважин
152
воды, в которой есть механические примеси. Примене ние новых насосов вместо насосов старого типа дает го довую экономию почти 7 миллионов рублей.
Опыт использования пластмасс конструкционного на значения по рекомендации Всесоюзного научно-исследо вательского института подъемно-транспортного машино строения показал, что за 7 лет экономия на предприятиях этой отрасли составила около миллиона рублей и восьми тысяч тонн металла.
Таким образом, применение полимерных материалов не только позволяет ввести в строй негодные детали, дать им путевку в новую, вторую жизнь, это еще и выгодно и надежно.
ЗАГЛЯНЕМ В БУДУЩЕЕ
Швейцарский ученый Г. Эйхельберг сравнил историю человечества, которая, как полагают, длится около 600 тысяч лет, с марафонским бегом на 60 километров. При таком масштабе оказывается, что бегун только на 58— 59-м километре встретит зрителей с каменными орудия ми в руках, а за 100 метров до финиша увидит средневе ковые замки. Но зато при последнем броске, всего - за 5 метров до финишной ленточки, появляются, наконец, электричество, автомобили, самолеты, синтетические ма териалы, атомные электростанции. И на этом участке про бега — самое интенсивное движение — бурное развитие науки и техники.
154
Немного пофантазируем. Ученые постоянно работают над тем, чтобы новые машины отличались высокой износо стойкостью, хорошей ремонто пригодностью и высокой на дежностью в работе. В этих машинах должны найти самое широкое применение самосмазывающиеся подшипники и другие элементы трения, само затачивающиеся режущие ор ганы, самогерметизирующиеся сопряжения и т. д.
А разве живой организм — не отличная саморемон тирующаяся машина? В ней «детали» ремонтируются на ходу и добротно, вместо запасных частей есть универ сальное сырье, содержащееся в крови и тканях.
Правда, заманчивая идея — по подобию живого ор ганизма разработать надежные узлы и целые машины, то есть создать саморемонтирующуюся машину? Реаль но ли это? Да, это мечта, но имеющая вполне обоснован ные предпосылки, и не без участия волшебницы химии и
ееполимерных материалов.
Существуют уже бензобаки, не боящиеся пробоин.
После того, как по какой-либо причине появилось отвер стие, оно сразу ж е затягивается самотвердеющей жид костью, находящейся в среднем слое мягкой оболочки бака. Кстати, подобный принцип используется и в само герметизирующихся шинах.
Изобретены почти вечные конденсаторы, которые са ми себя «излечивают» от электрического пробоя. В та ком конденсаторе место пробоя быстро затекает непро водящей пленкой, которая образуется за счет тепла, вы-
155
деляющегося при пробое. Такой конденсатор способен выдерживать до сотни коротких замыканий. Известны нам и «вечные» гайки, которые не надо подтягивать, подшип ники с «вечной» смазкой и т. д.
Большие возможности таятся и в области предупре ждения аварийных износов или поломок деталей машин. Это могут быть такие детали, которые заранее как бы предупреждают: сейчас или через такое-то время воз можна поломка! Детали покрыты специальной синтети ческой краской (термоиндикатором), которая меняет цвет, например, при изменении температуры на поверх ности, чем сигнализирует о неисправности. А конструктор идет дальше: как сделать, чтобы до наступления аварии автоматически выключался двигатель или привод к неис правному узлу, а может быть включалась сигнализация тревоги? И тогда дублирующие узлы и детали будут вста вать на место аварийных. Такими должны быть и сельско хозяйственные машины будущего.
Да и полимеры будут не те, что теперь. Химическая наука создаст их с новыми, лучшими механическими свойствами, высокой теплостойкостью и другими ценны ми качествами.
Даже магнитные свойства придаются пластмассе! Для уплотнения дверки холодильника одна из американских фирм использует ленту из магнитной пластмассы. Притя гиваясь к металлу корпуса холодильника, лента создает плотное воздухонепроницаемое соединение.
Применение полимеров — это не только облицовка из синтетики, не только отдельная деталь, шестерня или втулка — целый станок может быть изготовлен из пласт масс. Авторы проекта такого стань а подсчитали, что он в 3 раза будет легче металлического. Синтетические ма териалы, из которых он будет построен, хорошо подда ются обработке, не требуют специального ухода, пласт-
156
масса не ржавеет. В массовом производстве станки нового ти па будут обходиться много де шевле своих металлических коллег.
Осуществилась мечта авто конструкторов — началось се рийное производство кузовов из пластмасс, машина стала легче почти на 25 процентов. Из пластмасс стали изготовлять крышу, обивку и наполнение сидений, бензобак, цветную металлизированную облицовку, большинство мелких деталей.
А участок применения полимеров на ремонтном заво де? Будет ли он отличаться от нынешнего? Конечно. Вот, к примеру, участок склеивания деталей. Давайте предста вим путь, по которому будет двигаться одна из деталей согласно технологическому процессу склеивания. Бун кер — магазинное устройство — это старт. Сюда автома тически загружается партия деталей, которые начинают с интервалом в 20— 25 секунд совершать на транспортере свое путешествие длительностью несколько часов (а мо жет быть и меньше!)
Первая операция на линии — обезжиривание. Для это го обезжиривающий раствор подается под давлением и в определенном количестве к закрытому транспортеру с деталями. Автоматизирована и смена раствора. Но пре жде чем нанести на поверхность деталей клей, их необхо димо тщательно просушить. Сушильная установка — это ряд зеркальных ламп инфракрасного излучения. Высыха ет деталь быстро, и вот она готова принять положенную ей порцию клея. Клей наносится специальным роликом.
157
Дозирую щ ее устройство подает его порциями автомати чески. Затем начинается новый этап — сборка склеивае мых деталей. Гидравлический автомат, выполняющий эту операцию, так и называется — сборочный. Склеенные де тали поступают на термообработку в конвейерную су шильную печь. Интересно, что собранные детали прохо дят через сушильную печь и возвращаются на конвейер автоматически. А затем они поступают на лакокрасочную установку. Таким образом, весь процесс склеивания ав томатизирован.
Наконец, получили массовое распространение пленоч ные клеи, не содержащие растворителей. Достаточно по местить такую пленку м ежду склеиваемыми поверхностя ми, нагреть и сжать, чтобы получить надежное соедине ние. Этот процесс еще лучше поддается механизации и автоматизации.
Склеивание стало одним из самых распространенных способов соединения деталей. И не только деталей.
Крепление станков к полу осуществляется не анкер ными болтами, а специальным клеем.
А нанесение тонкослойных покрытий? Нет ли здесь из менений? Конечно, есть. Ш ироко используется так назы ваемая электронная технология, где заставили трудиться электростатическое поле и электрические разряды. Твер дые или жидкие частицы материала поступают в электри ческое поле, где на их поверхность «оседают» ионы. Пос ле этого направление движения заряженных частиц совпадает с направлением электрического поля. В зависи мости от конструкции аппарата и его назначения создают ся различные конфигурации электрических полей и дви жение частиц управляется по необходимому техноло гическому процессу.
Таким способом покрывают поверхности деталей тон ким слоем полимера, а если нужно, то и защитными и изоляционными пленками.
Наконец, полимеры проникнут во многие смежные области изготовления различных металлических деталей. Это и точное литье, получаемое в формах из полимеров, резко уменьшающее необходимость механической обра ботки деталей, и собранные на клею унифицированная
158 |
159 |
оснастка и приспособления для механической обработки деталей, и многое-многое другое.
А может ли деталь вообще не изнашиваться в процес се эксплуатации? Оказывается, сочетание определенных материалов и, конечно, условий их работы дает на этот вопрос положительный ответ. Недавнее открытие советс ких ученых Д. Н. Гаркунова и И. В. Крагельского — явле ния атомарного переноса — доказало возможность су ществования в природе эффекта безызносности.
Одна из бельгийских фирм выпустила ботинки с под меткой из особых кремнийорганических соединений. При трении подметок об асфальт в них происходит довольно сложная химическая реакция, в результате которой час тицы асфальта входят в соединение с веществом подмет ки. Таким образом, подметки постепенно наращиваются и тем больше, чем продолжительнее срок носки. Ориги нально, не правда ли? И этот принцип не только неизна шиваемости, но даже, наоборот, увеличения размеров в процессе работы трущихся деталей, несомненно, будет поставлен на службу народному хозяйству в будущем.
Итак, во многом помогут нам новые, нестареющие по лимеры. М ожет быть все будет не совсем точно так, как мы говорили. Но вряд ли ошибка будет значительной. Ведь в наших прогнозах мы исходили из действительного, того, что уже сейчас есть, что используется и развивается.
Когда же это все будет? Через 30— 50 лет или раньше? Действительность опережает даже самые смелые про гнозы, и для осуществления многого из того, о чем трлько мечтаешь, нужно всего каких-нибудь 5— 10 лет. И чер ты этого будущего проявляются уже сегодня.
СЛОВАРЬ Н ЕК О ТО Р Ы Х ХИМИЧЕСКИХ ТЕРМИНОВ
Валентность — свойство атома какого-либо элемента со единяться с определенным числом атомов другого элемента.
Газонаполненные (вспененные) пластмассы — материалы,
получаемые на основе полимеров; с закрытыми, не сообщающимися друг с другом ячейками (пенопла сты) или с сообщающимися м ежду собой ячейками (поропласты).
Коррозия — вредное поверхностное разрушение твердых тел (главным образом металлов) под влиянием раз личных физико-химических воздействий.
Кремнийорганические полимеры (силиконы] — высокомо лекулярные вещества, главная цепь которых содер жит атомы кремния. Благодаря наличию атомов
161