книги из ГПНТБ / Мизери, А. А. Эксплуатация текстильного оборудования с деталями из пористых спеченных материалов

никель (100%), пористость 30—35%, из распыленного порошка со сферической формой частиц, чистота поверхности ѴЗ—Ѵ4.

Поверхность стальных выпускных цилиндров, изготовляемых заводом, имеет чистоту Ѵ9—Ѵ10, что достигается полированием или хромированием.

Испытания проводились при переработке высокопрочных ком­ плексных териленовых нитей 27,7 текс (№ 34/48) пологой крутки

ние до цилиндров'— 10 гс, скорость движения нити— 17,5 м/мин. Режим переработки комплексных лавсановых нитей: натяже­

ние до цилиндра — 6 гс, скорость движения нити — 34 м/мин'. Результаты испытаний показали, что применение выпускных ци­

линдров из пористых спеченных материалов улучшает переработку лавсановых и териленовых нитей. Так, количество обрывов и на-

висимости от материала выпускных цилиндров. Лучшим с этой точки зрения материалом являются железографит и никель.

Анализ готовой продукции (териленовых нитей) показал, что применение цилиндров из пористых спеченных материалов улуч­ шает ее качество. Готовая продукция, полученная при применении цилиндров из пористых спеченных материалов, соответствует пер­ вому сорту, а продукция, полученная при применении стальных цилиндров,— второму.

С точки зрения качества готовой продукции лучшими материа­ лами являются никель и оловянистая бронза, поверхность которых образуется порошком с частицами сферической формы.

Таким образом, результаты производственных испытаний пока­ зали, что применение выпускных цилиндров из пористых спечен­ ных материалов уменьшает обрывность нитей, улучшает качество готовой продукции и увеличивает износостойкость цилиндров.

Г л а в а VII

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ, РАБОТАЮЩИХ В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ

КРАСИЛЬНО-ОТДЕЛОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Подбор материалов для узлов трения скольжения, которые ра­ ботают в агрессивных средах, представляет значительную труд­ ность. Это усугубляется тем, что условия работы красильно-отде­ лочного оборудования в зависимости от характера выполняемого технологического процесса требуют частой смены рабочей среды.

Таким образом, материал для узлов трения должен успешно работать как в кислой, щелочной, так и в других средах и к тому же при повышенных температурах.

160

По данным красильно-отделочной фабрики Глуховского хлоп­ чатобумажного комбината имени В. И. Ленина в табл. 23 приве­ дены типичные среды, в которых работают перекатные ролики с подшипниками.

увеличение долговечности деталей машин в значительной степени зависит от тех характеристик поверхностного слоя, которые явля­ ются результатом физико-химических и механических процессов, протекающих при трении и износе. Особенно большое значение в формировании поверхностного слоя в процессе трения имеют жид­ кие смазывающие среды, которые препятствуют непосредствен­ ному контакту трущихся поверхностей, улучшают тепловой режим трения, уменьшают работу сил трения и т. п.

Наличие агрессивной среды на поверхностях соприкасающихся материалов и взаимодействие этих поверхностей в результате тре­ ния вызывают явления, обусловливающие коррозионно-механиче­ ский износ материалов.

Большие исследования антифрикционных материалов, работа­ ющих в агрессивных средах, проводятся в НИЭКМИ (Научноисследовательский экспериментально-конструкторский машино­ строительный институт). При модернизации красильно-отделоч­ ного оборудования широкое распространение получил подшип­ никовый материал декоризит К 1881. Для вновь выпускаемых ма­ шин объединение Союзтекстильотделмаш совместно с НИЭКМИ разработали новый химический стойкий материал графитопласт ДГ2. В настоящее время организуется его промышленный выпуск на заводе «Карболит».

В работах Васильева И. В. и Емец Л. Ф. (58] приводятся неко­ торые данные о работах по созданию пористых материалов, про­ питанных фторопластом, и предназначенных для изготовления под­ шипников скольжения и торцевых уплотнений, работающих в среде 30-и 60%-ной азотной кислоты, в морской воде и в среде 1%-ного едкого натра.

Для изготовления пористых деталей были использованы поро­ шки низкоуглеродистой стали, хромированного железа, нержаве-

ющей стали типа 1Х18Н9Т, бронзы, никеля, полученные из различ­ ного фракционного состава и спеченные при различных давлениях.

Для пропитки пористой основы использовали 50%-ную водную суспензию фторопласта. Вакуумную пропитку осуществляли в ав­ токлаве с последующей сушкой и спеканием полимера.

Лучшими парами трения при работе в 30-и 60%-ном растворе азотной кислоты оказались пористые пары трения на основе стали 1Х18Н9Т (пропитанные фторопластом) и термохромированной стали 1Х18Н9Т. Поверхности трения цапфы и вкладыши в про­ цессе испытания полировали. В 1%-ном растворе едкого натра и при работе всухую испытывали детали из пористой нержавею­ щей стали и из пористой бронзы, пропитанные фторопластом при движении их по стали Х15Н9Ю (азотированной).

Коэффициент трения этих пар составлял 0,06, износ вкладышей 0,1 мм. Износ цапфы практически отсутствовал. Испытания порис­ тых образцов из нержавеющей стали, бронзы и хромированного железа при работе всухую, в растворах 30-и 60%-ной азотной ки­ слоты и 1%,-ном растворе едкого натра при удельных нагрузках 20 кгс/см2 и скорости скольжения до 0,3 м/с показали возможность применения пористых материалов в качестве антифрикционных.

Технология изготовления подшипников на основе эпоксидной смолы

От применения подшипников из порошков нержавеющей стали 1Х18Н9Т и подобных им других материалов пришлось отказаться, так как подшипники из этой стали не получили распространения из-за трудности их изготовления и дефицитности самих порошков.

После экспериментов, проведенных в лаборатории МТИ и на красильно-отделочной фабрике Глуховского хлопчатобумажного комбината имени В. И. Ленина, была предложена антифрикцион­ ная композиция на основе эпоксидной смолы (вес. ч.)

В последнее время в промышленности большое распростране­ ние получили эпоксидные смолы, которые образуются при конден­ сации эпихлоргидрина с фенолами и другими веществами. При взаимодействии эпихлоргидрина с фенолами в зависимости от сте­ пени поликонденсации образуются вязкие жидкости или твердые термопластические смолы. Молекулярный вес смолы невысок (600—3800). Эпоксидные смолы выпускают многих марок. Для тек­ стильной промышленности представляют интерес смолы ЭД-4 и ЭД-5, являющиеся прочными материалами. Для изготовления де­ талей смолу необходимо смешать с отвердителем и наполнителем.

Перевод смолы из термопластического в термореактивное сос­ тояние осуществляется, при помощи отвердителей, взаимодейству­ ющих с эпоксидными смолами. Отвердитель способствует образо­ ванию сетчатой структуры.

162

В качестве отвердителя в данной композиции применен полиэтиленполиамин. При отвердевании концевые эпоксидные группы размыкаются и линейные макромолекулы соединяются в сетку. В качестве пластификатора использована полиамидная смола Л-19, а в качестве наполнителя — графит. Полиамидная смола, вступая в реакцию с эпоксидной смолой, образует новый полимер с эластич­ ной основой. Примесь графита в качестве наполнителя повышает теплопроводность композиции, а также повы­ шает ее антифрикционные свойства.

Технологический процесс изготовления подшипниковых втулок из данной композиции несложен и сводится к выполнению в опре­ деленной последовательности следующих опе­ раций:

1. Разогрев смолы ЭД-5 и Л-19 до темпе­ ратуры 80° С.

2. Просушивание графита при темпера­ туре 110° С.

3. Введение в эпоксидную смолу ЭД-5 гра­ фита и тщательное перемешивание смеси.

4.Вакуумирование смеси в автоклаве при помощи форвакуумного насоса (РВН-20).

5.Введение в отвакуумированную смесь полиамидной смолы и полиэтиленполиамина и тщательное перемешивание.

6.Введение композиции при помощи шприца (за 1 ход шприца)

вразогретую до 80—90° С форму.

7.Полимеризация (отвердение) композиции при комнатной температуре в течение суток.

8. Термообработка без разборки формы при температуре 100° С

втечение 5—8 ч.

9.Для устранения возможности прилипания композиции к металлгіческой поверхности формы предварительное смазывание ее

разделяющим составом (10—15%-ным раствором изобутилена в бензине).

Технологический процесс изготовления полимерных подшипни­ ковых втулок исключает последующую механическую обработку, так как обеспечивается высокая точность геометрических размеров и требуемый класс чистоты поверхности.

На рис. 97 представлена подшипниковая втулка, изготовлен­ ная по предлагаемой технологии.

.Рассмотренный технологический процесс изготовления подшип­ никовых опор для красильно-роликовых машин может быть успешно осуществлен непосредственно в ремонтно-механических мастерских текстильных предприятий при очередной замене подшипников. Этот процесс не требует никаких дефицитных материалов и сложного оборудования. Точность геометрической формы и размеров, как уже отмечалось, достигается непосредственно в самой форме. Этот тех­ нологический процесс можно рекомендовать при модернизации оборудования.

Измерение значения электродного потенциала стали 1Х18Н9Т в процессе трения для характеристики

износостойкости пары металл—полимер

Н. Д. Томашов, Г. П. Чернова и др. [59] считают, что при иссле­ довании явлений пассивности металлов большое значение имеют данные об устойчивости защитной пленки на поверхности металла в различных растворах, а также о возможности возобновления пленки при каких-либо ее нарушениях.

П. Б. Кларком и Г. В. Акимовым [60] для исследования нали­ чия на поверхности металлов окисных пленок был использован ме­ тод зачистки поверхности металла в растворе. С помощью этого ме­ тода можно быстро получить представление о коррозионной стой­ кости металла в исследуемом растворе путем установления скоро­ сти его самопассирования после зачистки. Кроме того, используя этот метод, можно установить зависимость скорости образования защитной пленки от состава коррозионной среды.

И. В. Васильевым [61] для качественной оценки интенсивности износа металлических и неметаллических материалов в агрессивных средах предложены методы замера электродных потенциалов ме­ таллического образца.

Исходя из того, что износ пары трения металл — полимер в агрес­ сивных средах определяется химической стойкостью полимера и его абразивными свойствами, а также свойствами металла, работаю­ щего с ним в паре, была проведена серия экспериментов по выяв­ лению этих качеств полимерных композиций в агрессивных средах. Определяли так называемый потенциал зачистки электрода фз из стали 1Х18Н9Т. Кроме того, измеряли электродный потенциал при трении электрода о тефлон и исследуемый полимер, а также элект­ родный потенциал в статическом состоянии без нагрузки в различ­ ных средах: 0,3 м H2S 04; 1 м NaOH и 0,5 м Н20 2.

Поскольку одним из элементов пары трения был полимер, а из­ мерение потенциала единичного электрода невозможно, то иссле­ дуемый электрод сочетали с другим электродом, дающим опреде­ ленный и хорошо воспроизводимый скачок потенциала.

В качестве такого электрода использовали каломельный элект­ род. Поэтому все выполненные измерения проверяли относительно насыщенного каломельного электрода.

Экспериментальные работы проводились на модернизированном сверлильном станке при полном погружении пары трения в раствор.

На шпинделе этого станка при помощи переходной втулки уста­ навливали в зависимости от характера эксперимента или образцы из исследуемых материалов, или карборундовый круг ЭБ80СМК5. На столе станка закрепляли корпус, изготовленный из тефлона. В донышке этого корпуса при помощи специального держателя устанавливали образец — электрод из стали 1Х18Н9Т.

Схема всей установки представлена на рис 98. Через отверстие в крышке корпуса вводили абразивный круг или полимерный мате­ риал, формы и размеры которых одинаковы, и торцом доводили до

164

165

Т а б л и ц а 26

Полимер (на основе эпоксидной смолы)

соприкосновения с образцами электрода. В процессе испытания шпиндель станка (крутили полимерный материал) оказывалдавле- , ние на торец электрода. Частота вращения шпинделя составляла 150 об/мин, удельная нагрузка изменялась от 1,5 до 4,5 кгс/см2.

Для устранения возможных ошибок перед проведением экспе­ риментов проводилась притирка образцов в течение 10 ч в испыту­ емых средах. Результаты измерений сведены в табл. 24, 25 и 26, а график измерения электродного потенциала по времени показан на

рис. 99.

Из приведенных на рис. 99 графиков можно сделать следующие выводы:

1. Предлагаемый полимерный материал на основе эпоксидной смолы ведет себя аналогично тефлону в указанных средах. Тефлон не обладает абразивными свойствами, т. е. не снимает окисной пленки. Это же качество присуще использованному в эксперимен­ тах полимерному материалу. Абразив полностью снимает окисную пленку, что характеризуется резким изменением потенциала элект­ рода (кривые 3, 2' и 3") — во всех трех агрессивных средах.

Величина удельной нагрузки от 1,5 до 4,5 кгс/см2 не вызывает изменений в свойствах исследуемых полимерных материалов и ве­ личине электродного потенциала.

Потенциал электрода в пусковой момент изменялся на величину порядка 100—150 и оставался практически неизменным в процессе трения электрода о полимерный материал в течение 10—15 мин.

166

Рис. 98. Схема приспособления для измерения электродного потенциала:

Т, мин

--------О

Условные обозначения:

1,2.3-0,Зм Нг50ѵ

і!г!з'-1м Na ОН

ІХ з 10,5мНг0г

1,У /- мет алл - теірлон 2,2',2-полимер (на основе зпонсиднОи смолы) 3,ЗІЗ''- м ет а лл - абразив

Рис. 99. График измерения электродного потенциала

УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Шейдеггер А. Э. Физика течения жидкостей через пористые среды. М., Гос-

топтехиздат, 1960. 249 с.

2.Бальшин М. Ю. Порошковая металлургия. М., Машгиз, 1948. 332 с.

3.Лихтман В. И. и Смирнова И. Н. Порошковая металлургия. Труды научно-

технической сессии, М.; «Металлургиздат», 1954. 221 с.

4.Лихтман В. И., Ребиндер П. А., Карпенко Г. В. Влияние поверхностно-актив­

ной среды на процессы деформации металлов. М., Изд-во АН СССР, 1954. 208 с.

5.Шаталова И. Г., Горбунов Н. С., Лихтман В. И. Физико-химические основы

вибрационного уплотнения порошковых материалов. М., «Наука», 1965. 163 с.

6.Номура Йокан, Кимура Ясуюки. Применение обработки взрывом для уплот­

нения порошков «Реферативный журнал технологии машиностроения», 1961.

7.Микрюков В. Е., Поздняк Н. 3. Теплопроводность, электропроводность и ме­

ханические свойства пористых железографитовых сплавов,— «Порошковая

металлургия», Труды научно-технической сессии, 1954.

8. Раковский В. С. Основы порошкового металловедения. М., Оборонгиз, 1962,

86с.

9.Айзенкольб Ф. А,- Некоторые вопросы порошковой металлургии. М., Научно-

техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1959. 107 с.

10. Цукерман С. А. Порошковая металлургия. Киев, Изд-во АН УССР, 1958.

160с.

11.Вязников Н. Ф., Ермаков С. С. Металлокерамические материалы и изделия.

М., Машгиз, 1967, 221 с.

12.Андриевский Р. А., Дмитриева М. А. Порошковая металлургия, 1962. 187 с.

13.Данков П. А., Андрюшенко Н. К- ЖФХ, 1954, № 28, с. 519.

14. Андриевский Р. А., Копылова В. П. Порошковая металлургия. М., 1963.

25с.

15.Филатова Е. М. Исследования в области металлокерамики, ЦНИИТМАШ, 1953, вып. 56, с. 34—68.

16.Раковский В. С., Саклинский В. В. Порошковая металлургия в машино­

строении. М., Машгиз, 1963. 103 с.

17. Slichter С. S. Theoretical investigation of the motion of gronnd water.

U.S. Crol. Survey 19 th Annual. Rep. 1899.

18.Монографический сборник экспериментальных исследований, выполненных под

руководством члена-корр. АН СССР И. И. Жукова его учениками. Электрокинетические свойства капиллярных систем. М.—Л., Изд-во АН СССР,. 1956. 352 с.

19.Котяхов Ф. И. Основы физики нефтяного пласта. М., Гостоптехиздат, 1956.

363 с.

20.Гликман Л. С., Рощупкин Р. И., Павловская Е. И. «Нефтяное хозяйство»,.

1959, № 12, с. 30.

21.Ишкин И. П., Каганер М. Г. «Кислород», 1945, № 12, с. 35.

22.Андриевский Р. А. Пористые металлокерамические материалы. М., «Метал­

лургия», 1964. 186 с.

23.Мизери А. А. Применение металлокерамики и капиллярной смазки при ре­

монте и модернизации текстильного оборудования. М., Ростехиздат, 1962.

101с.

24.Киселев А. В., Лукьянович, Порай-Кошиц Е. А. Результаты комплексного

изучения структуры адсорбентов, и катализаторов при помощи адсорбцион­ ного, малоуглового рентгеновского и электронно-микроскопического, методов. Труды второго совещания 1956 г., изд. 1958.

169