книги из ГПНТБ / Масленников Н.П. Пластмассы Кузбасса в машиностроении
.pdfность пресс-формы смачивается мыльной водой, которая должна интенсивно кипеть, с тем чтобы на поверх ности пресс-формы оставалась только тонкая, чуть за метная мыльная пленка, предотвращающая приварива ние пластмассы к металлу.
До загрузки в пресс-форму графитно-каучуковая мас са подогревается 4—5 минут при температуре валков 60—7С° и затем нарезается по соответствующему шабло ну навесками с запасом в 10 процентов по весу детали. Навесы загружаются в подогретую и смазанную мыль ным раствором пресс-форму. После достаточного уплот нения массы в пресс-форме последняя устанавливается
вавтоклав для предварительной вулканизации.
Вцелях получения роговой консистенции графитно каучуковой массы устанавливается точный режим вул канизации (термообработки), зависящий от рецептуры массы и толщины стенки подшипника.
Процесс вулканизации подшипников для центробеж ных насосов разделяется на две стадии: подварку и окончательную вулканизацию.
Для подварки пресс-формы с массой устанавливаю!
на гидравлическом прессе и выдерживают под давлени ем 150—160 кг/см2 при температуре плит 135—140° в течение 45 минут. После этого пресс-форму освобожда ют и опускают в воду на 10—20 секунд для охлажде ния. Потом ее разбирают, извлекают из нее подшипник, который получил при данной стадии вулканизации кон систенцию резины третьей группы — твердую, но обла дающую еще достаточной эластичностью.
Затем подшипники загружают в сосуд с холодной водой и устанавливают в автоклав, где подвергают окон чательной вулканизации, для чего выдерживают их в течение двух часов при давлении 3 атмосферы и три час.ч при давлении 3,5 атмосферы.
После этого подшипники приобретают ррговую кон систенцию и могут проходить механическую обработку любым режущим инструментом, а также они должны быть отшлифованы и отполированы до зеркального бле ска. Такими же способами изготовляются и кольца раз грузки.
Графитно-каучуковые материалы, как и все пласти ческие массы, подвержены явлениям падения напряже
21
ния в материале со временем при постоянной деформа ции. Опыт показал, что подшипники с малой толщиной стенок не могут быть использованы без металлических обойм, так как принятые напряженные посадки по на ружному диаметру со временем терялись, и подшипники разбалтывались. В целях недопущения подобных слу чаев подшипники с толщиной стенок менее 10—15 мил лиметров необходимо изготовлять с наружной металли ческой обоймой, внутренние стенки которой облицовы ваются слоем графитно-каучуковой массы, которую при варивают к металлической поверхности как черных, так и цветных металлов. К латуни она приваривается непо средственно, к остальным металлам — при помощи тер мопренового клея, который тонкой пленкой наносится на поверхности, подлежащие облицовке.
ПЛАСТМАССЫ В ТРАНСПОРТЕ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Оригинальным решением применения пластических масс в машиностроении является приводной механизм для ленточных конвейеров. По внешнему виду он пред ставляет собой электробарабан со встроенным в него электродвигателем и редуктором. Электробарабаны дав но известны. Но электробарабан «ВНИИПТУглемаша» имеет ряд существенных конструктивных и эксплуата ционных недостатков, мешающих его широкому приме нению.
1. Электробарабан герметически закрыт, стало быть в него и в электродвигатель доступа воздуха нет. Отдача тепла происходит только через металл барабана и кор пуса электродвигателя, что не обеспечивает эффективно го охлаждения двигателя, он быстро выходит из строя.
2. Под левой крышкой двигателя устроена двойная зубчатая передача с внешним зацеплением. Она не име ет смазки. Подачу смазки производить нельзя, потому что масло будет попадать в электродвигатель через ок на и зазоры в промежуточных фланцах, в которых за креплен вал ротора электродвигателя. Это угрожает изоляции и обмотке двигателя, делает его огнеопасным и непригодным для газонасыщенных шахт и помещений.
Шестеренная передача и корпус электродвигателя ра
ботают в подшипниках скольжения, что снижает коэф фициент полезного действия электродвигателя, вызыва ет повышенный расход электроэнергии, а также сокра щает срок службы барабана. Дефективность конструкции вызывает частые ремонты и затрудняет разборку и сборку электробарабана.
3. Электробарабан «ВНИИПТУглемаша» изготов ляется из металла, имеет большой вес, затрудняющий транспортировку и перестановку его в конвейер.
Все эти недостатки устранены в пластмассовом при воде. Здесь вместо воздушного и масляного охлаждения предусмотрено водяное. Вода одновременно является смазочным материалом для пластмассовых втулок. Водо непроницаемость электродвигателя достигается хоро шими уплотнениями, тщательной подготовкой и обработ кой деталей и тем, что статор электродвигателя закреп ляется неподвижно, вращается барабан, а вода при образующемся действии центробежных сил остается у его стенок. Она, не разбрызгиваясь, обеспечивает восприня тое от электродвигателя образующегося тепла, охлаж даясь через достаточно большую поверхность барабана.
Вал ротора, ось зубчатой передачи и цапфы корпуса мотора работают в текстолитовых втулках, при коэф фициенте трения 0,001. Это обеспечивает высокий коэф фициент полезного действия и экономное расходование электроэнергии.
Передача здесь выполнена при помощи зубчатого текстолитового венца с внутренним зацеплением, что упрощает конструкцию привода, ремонт и технический уход. В качестве двигателя используется любой корот козамкнутый электродвигатель с условием замены обык новенных крышек специальными, изготовленными из стекловолокнита.
Пластмассовый привод представляет собой соедине ние электродвигателя, редуктора и ведущего барабана ленточного транспортера. При этом представляется воз можность вмонтировать привод в профиль ленточного транспортера. Небольшие габариты и малый вес при водного пластмассового устройства делают его незаме нимым для монтажа передвижных транспортеров и конвейеров.
Пластмассовый привод может быть применен в раз
23
личных видах транспорта непрерывного действия как при передвижках, так и в стационарных установках: складывателях мешков в штабеля, в пластинчатых конвейе рах. в ленточных транспортерах для угля, песка, гравия и других сыпучих материалов, в промежуточных лентах на экскаваторах с черпаковым колесом, ковшовых эле ваторах землечерпалок, ленточных дорогах, в погрузоч ных лентах шахт и карьеров, коксовых предприятий и калийных шахт, на строительстве, в сахарной промыш ленности и так далее.
Приводное устройство изготовляется диаметрами от 250 до 1000 миллиметров. Скорость 1 —1,5 м/сек. Разме ры приводных устройств приспособлены к нормальной ширине лент. Они могут быть использованы для ковшо вых элеваторов. Для этого на барабан надевается и за крепляется звездочка. При этом нужно иметь в виду, что окружная скорость ведущей звездочки увеличивает ся всегда соответственно диаметру барабана. Если на него надеть дисковые фрезы, то он будет пригоден и для разработки коренных и мерзлых пород.
Конструкция приводного устройства в основном со стоит из двух узлов: барабана и приводного механизма Электродвигатель и редуктор размещены внутри бара бана, изготовленного из стекловолокнита. Боковые кры шки изготовляются также из стекловолокнита и подпи раются текстолитовыми втулками на неподвижной оси. Со стороны редуктора крышка электродвигателя, изго товляемая из стекловолокнита, расширена для разме щения в ней механизма привода. На вал электродвига теля насажена малая капроновая шестерня, от нее вра щается промежуточная текстолитовая шестерня, которая работает на одной оси с малой капроновой шестерней привода, спаренной с текстолитовым зубчатым венцом, прифланцованным к крышке барабана. Таким образом, механизм передачи состоит из двух пар пластмассовых шестерен, оси которых вдвойне подперты и ходят в тек столитовых втулках.
Зубчатое зацепление имеет шлифованные зубья и ра ботает бесшумно. Зубчатая передача и втулка работа ют в водяной ванне, чем обеспечивается охлаждение двигателя механизма, передачи и опор.
Благодаря применению пластических материалов
24
Конструкция приводного устройства получилась на столько простой в сравнении со старой конструкцией, что ремонтные работы в барабане сведены до миниму ма и могут выполняться рабочими средней квалифика ции.
Разборка пластмассового приводного устройства осуществляется следующим образом: отбалчиваются и вскрываются опорные подшипники рамы привода. От вертываются болты и отсоединяется питающий кабель от кассеты. Отвертываются винты крепления крышки и вынимается механизм привода целиком. Перед началом разборки отвертывается пробка и спускается вода.
Таким образом, без особых трудностей можно перио дически осматривать механизм привода и электродвига тель, а также в случае надобности производить замену шестерен для получения другой окружной скорости.
Встроенный в барабан электродвигатель — асин хронный, трехфазного тока, с короткозамкнутым рото ром, нормальной конструкции, но без базы и с особыми крышками. Крышки плотно привинчиваются к корпусу электродвигателя, так как соединение не должно про пускать воду. В корпусе находится статорный пакет. По сравнению с другими эта конструкция имеет то преиму щество, что сохраняется неподвижность статора, а про исходит только вращение ротора. Двигатель, имея крышки с осями, на которых вращается барабан, обра зует сквозную неподвижную ось оригинальной формы, благодаря этому создается большое сопротивление не подвижной оси изгибу. Питание электродвигателя про изводится от статорной обмотки через провод в резино вой трубке, пропущенной через отверстие в крышке от клеммной кассеты.
Электродвигатель, будучи встроен в барабан, закры ваемый крышками с надежными уплотнениями, хорошо сохраняется от попадания грязи, пыли и мусора, тем са мым обеспечивая надежность работы. Наличие водяно го охлаждения гарантирует двигатель от перенагревания.
Электродвигатель, имея нормальные скорости, вы полнен четырехполюсным, соответственно синхронному числу — 1500 оборотов в минуту.
Конструкцией двигателя предусмотрен запуск его при полной нагрузке. Двигатель имеет короткозамкнутый ро
тор и соответствует требуемым условиям включения. Предусмотрена возможность переключения двигателя
с треугольника на звезду. Для подачи напряжения на неподвижной оси имеется кассета зажимов.
В целях обеспечения безупречной работы электродви гателя обмотка статора производится с изоляцией из апироля. Апироль — это продукт асбестового производ ства. Он гарантирует двигатель от перегреваний. При изоляции апиролем допускается нагрев двигателя до 80’С. Предельная температура обмотки может достиг нуть 115’С.
ПЛАСТМАССЫ В СТРОММАШИНАХ
Как правило, новые конструкции машин создаются и изготовляются на базе новых материалов. В этом отно шении заслуживает внимания центрифуга для распыле ния расплавов при получении минеральной ваты центро бежным способом.
Ременная передача, применявшаяся ранее в цент рифугах, требовала применения вертикального двигате ля, увеличивала габариты установки. Пробуксовка ремня повышала расход электроэнергии, снижала коэффи циент полезного действия центрифуги. Применение тек столита позволило заменить ременную передачу фрик ционной. В два раза сократились габариты центрифуги, установка стала работать производительнее.
Но совершенствование центрифуги не закончилось только заменой конструкции привода. Шариковые под шипники, в силу тяжелых температурных условий, выхо дили из строя через 10—12 часов работы, сама центри фуга от большого количества оборотов быстро разбал тывалась. Завод минеральной ваты в работе имел три центрифуги. Одна работала, две ремонтировались. Ре монтом все время занимались два слесаря. Из-за цент рифуги были большие простои: она давала 10—15 про центов выхода ваты от расплава.
Применение пластических масс в конструкции цен трифуги дало возможность создать безупречную маши ну. Защита центрифуги от высоких температур водой и одновременное использование ее для смазки тексто
литовых подшипников, обеспечивали надежную работу. Центрифуга по 72 часа работала без остановок. Выход ваты из расплава, увеличился до 76 процентов, в не сколько раз сократились простои.
ПЛАСТМАССЫ В ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ, В ЭНЕРГЕТИКЕ, СВЯЗИ
15 литейных цехах машиностроительных предприя тий сейчас широко внедряются пластмассовые оболоч ковые формы для отливок металла.
Кемеровские карболитчики увеличили производство пластических материалов и изделий для электротехни ческой и приборостроительной промышленности. Удель ный вес пластических масс в производстве предметов связи занимает около 50 процентов ио отношению к весу всех изделий. Пластические материалы широко применяются для производства различных корпусов, футляров, крышек, панелей, щитов, патронов, выключа телей, электроизоляции материалов и т. п. Предприятия Кузбасса все больше начинают давать пластмасс для
Рас. 6. Детали средств свяви
'Л
высокочастотной техники автоматических устройств. Завод «Карболит» увеличил производство автотрак
торных деталей и изделий. Для автомобильной и трак торной промышленности предприятия пластических масс дают этрол для штурвалов, панелей, кнопок, текстовинит, дерматин, оргстекло. До. недавнего времени поверхность кузовов легкового автомобиля перед окрас кой покрывалась свинцово-оловянистым припоем. В на стоящее время припой заменяется порошкообразной пластмассой, наносимой на поверхность методом горя чего распыления.
ВСОДРУЖЕСТВЕ С УЧЕНЫМИ
ВКузбассе благодатная почва для применения в ма шиностроении пластических масс. Здесь налицо наличие развитой химической промышленности: коксохимзавод, азотнотуковый завод, завод «Карболит» и другие. Ин женерно-технические работники и рабочие химической промышленности Кузбасса в содружестве с ученымихимиками. воодушевленные решениями XXI с’езда КПСС, все шире развертывают производство пластиче ских масс, рационализируют его, открывают новые мате
риалы.
В цехе пресс-изделий завода «Карболит» прессуют текстолитовые вкладыши к подшипникам мощных про катных станов, изготовляют электропатроны и радиоро зетки.
Одновременное этим на заводе выпускают аккумуля торные баки для автомашин, текстолит и изделия из него.
Завод обеспечивает своей продукцией более 300 пред приятий. В том числе он дает Кузнецкому, Магни тогорскому, Нижне-Тагильскому металлургическим ком бинатам вкладыши текстолитовых подшипников. Про катчики Магнитогорского комбината за восемь месяцев 1958 года сэкономили на кузнецких текстолитовых .црдшипниках сотни тысяч рублей.
В поисках новых резервов производства пластических масс за последнее время коллектив завода «Карболит»
28
провел большую работу. Наглядным примером может служить организация производства катионитов.
Катиониты, или ионообменные смолы, все шире и шире используются в народном хозяйстве страны. Они применяются в технике для смягчения воды в пароко тельных установках электрических станций, для извле чения растворов ценных веществ.
Растущая потребность в катионитах заставила заду маться инженерно-технических работников завода над упрощением производства и применением менее дефи цитного сырья.
Еще в 1957 году завод без поливинилового спирта не мог изготовить ни одного килограмма катионитов. Но килограмм спирта стоит 100 рублей. В силу специфиче ских свойств, завод мог применять его только производ ства Ленинградского экспериментального завода. А это часто приводило к затруднениям с получением сырья необходимого качества.
Тогда группа инженеров решила найти продукт, за меняющий это дефицитное сырье. Поиски оказались ус пешными. Его заменил картофельный крахмал. При сохранении всех качественных показателей катионитов завод сэкономил уже около 100 тыс. рублей. В техноло гии производства не стало трудностей, которые раньше встречались при работе на поливиниловом спирте.
Кемеровские химики использовали опыт ОреховоЗуевского завода в производстве высокодугостойкого прессовочного материала и текстолита. Этот материал применяется для изготовления деталей шахтного элек трооборудования. В его состав входит высокосортный асбест с повышенными кислотоупорными свойствами. Тонна антофилитового асбеста стоит 11,6 тыс. рублей. Длительное время Кемеровский и Орехово-Зуевский за воды работали по технологии, предложенной научно-ис следовательским институтом пластических масс. Орехо во-Зуевский завод изменил эту технологию и заменил дорогостоящий антофилитовый асбест другим сортом, который в 25 раз дешевле прежнего.
Кемеровский завод «Карболит» использовал этот опыт и получает 264 тыс. рублей экономии в год.
На технологию родственного предприятия переведено изготовление текстолита. За счет интенсификации
29
процесса прессования без дополнительных затрат уве личен выпуск его на 25 процентов.
Для прессования крышек и пробок к аккумулятор ным банкам завод применял фенолиг, выпускаемый на основе фенола и ксиленола. Большим недостатком это го материала, кроме его высокой стоимости, является его прилнпаемость к пресс-формам, что значительно снижает производительность труда. Начальник цеха прессовочных порошков Д. М. Никифоров, его замести тель А. Ф. Кудряшев, руководитель исследовательской группы ЦЗЛ И. П. Ротенберг предложили заменить фенольно-ксиленольную смолу в производстве фенолита смолой на основе фенольно-крезольной фракции Кеме ровского коксохимзавода. Первые же опыты доказали целесообразность предложения. Себестоимосп, тонны продукции снизилась на 240 руб.
Тонна кристаллического фенола стоит 4 тыс. рублей. Коллектив цеха № 5 в содружестве .с работниками цен тральной заводской лаборатории освоил производство смол с частичной заменой фенольно-крезольной фракци ей Ленинск-Кузнецкого завода полукоксования. Это да ет экономии на каждой тонне продукции более чем 3 тыс. рублей. На заводе ведутся работы по замене доро гого сырья в производстве асфальто-пековой массы для аккумуляторных банок.
На каждую тонну этой массы расходуется 100. к, хлопковых очесов и 258 кг кизельгура, получаемого с Кавказа. Инженеры А. М. Зайончковская и К. Ф. Заха рова предложили заменить кизельгур отходами асбесто вых рудников. Это дает экономии 900 тыс. рублей в год. Хлопковые очесы также заменяются дешевым волок нистым наполнителем.
За счет этого «Карболит» экономит 750 тонн в год хлопковых очесов.
На заводе ведется большая работа по использова нию отходов производства. Раньше все отходы, получае мые при прессовании изделий, сжигались как топливо. В настоящее время организован тщательный сбор и из мельчение отходов в бакелитовую муку. Последняя, ис пользуется при производстве прессовочных материалов. За 7 месяцев 1958 года из бакелитовой муки завод выпустил дополнительно 80 тонн, пластмасс,
30.