книги из ГПНТБ / Капрон и его применение в технике И. П. Земляков. 1960- 3 Мб
.pdfЭто увеличение коэффициента трения с возрастанием скорости наблюдалось при всех примененных удельных давлениях.
Значения коэффициентов трения при ;малых удельных
давлениях находились в пределах 0,09—0,120, а при больших — 0,125—0,145.
2. РАБОТА ВКЛАДЫШЕЙ-ОБРАЗЦОВ ПРИ СМАЗКЕ ИХ ТУРБИННЫМ МАСЛОМ
Исследование работы вкладышей в условиях смазки их турбинным маслом проводилось при тех же режимах, что и для работы поверхностей, смазанных веретенным маслом.
Сталь по баббиту. Процесс трения данной пары со
провождался увеличением коэффициента трения при уве личении удельных давлений (фиг. 7).
С возрастанием скорости относительного скольжения коэффициент трения уменьшался, хотя и очень незначи тельно.
Значения коэффициентов трения были следующими:
при |
малых удельных давлениях 5—10 кг/см2— 0,04— |
0,06; |
при больших 100—150 кг/см2— 0,10—0,13. |
Как видно из графиков, для пары сталь — баббит при исследованных условиях работы вкладышей турбинное
масло является более предпочтительным, чем веретен ное.
Сталь по бронзе. Процесс трения стали по бронзе ха рактерен тем, что при возрастании удельных давлений во время эксперимента коэффициент трения сначала увеличивается, а затем падает примерно до первоначаль ного значения (фиг. 8).
Увеличение коэффициентов трения происходило при
повышении удельных давлений на |
вкладыше до |
60— |
70 кг/см2. |
скольжения |
0,4 и |
При скоростях относительного |
2 м/сек, т. е. при наименьшей и наибольшей из приме ненных, коэффициенты трения были ниже, чем при ско ростях средних (0,66 и 1,13 м/сек}.
Значения коэффициентов трения при малых и боль ших удельных давлениях находились в пределах 0,060— 0,075, а при средних 0,09—0,10.
Из сравнения видно, что работа пары сталь — бронза
4 И. П. Земляков |
21 |
при смазке турбинным маслом была более удовлетво рительной, чем работа той же пары в условиях смазки ее веретенным маслом.
Сталь по текстолиту. Как видно из графиков (фиг. 9 ,
изменение коэффициентов трения .при скольжении стали
по текстолиту по мере увеличения удельных давлений вначале происходит быстро (возрастает), а затем мед ленно (уменьшается).
При малой скорости относительного скольжения 0,4 м/сек силы трения были меньшими, чем при больших скоростях.
Смазка турбинным маслом весьма заметно стабили зировала процесс трения по сравнению с веретенным маслом.
Сила трения для всех испытанных режимов работы была меньше, чем для той же пары, работавшей в усло виях смазки веретенным маслом.
Сталь по капрону. Значения коэффициентов трения при указанном сочетании находились в пределах 0,09— 0,10 при малых удельных давлениях и 0,12—0,13 при
больших (фиг. 10).
Влияние скорости относительного скольжения на про цессы трения данной пары сказывалось в меньшей сте
пени, чем при других сочетаниях, о чем свидетельствует
кучность кривых, выражающих зависимости коэффици ентов трения стали о капрон от режимов трения.
3.РАБОТА ВКЛАДЫШЕЙ В ВОДЯНОЙ ВАННЕ
Внастоящее время в качестве материала для под
шипников прокатных станов широко применяется тек
столит.
Смазкой при работе таких подшипников чаще всего является обычная вода.
Главную роль при этом вода играет как средство для
охлаждения трущихся поверхностей. Нами были про изведены сравнительные опыты при трении стальной
цапфы о капроновые и текстолитовые вкладыши в водя ной ванне.
Как видно из графиков фиг. 11 и фиг. 12, коэффи циенты трения для пары сталь — капрон несколько вы ше, чем для пары сталь — текстолит.
22
_ —--3
—
---------- v=O,Wm/cik
-----x----- v-0, SI M/teK
------------v=7, 13 м/сгк
------------v=2,00”/ce$
0 4<? SO 120 t}Kt/CH
Фмг. 10.
Изменение коэффициентов трения при возрастании
действующего на вкладыш удельного давления происхо
дило, как показано на графиках (фиг. 11) и (фиг. 12),
т. е. вначале наблюдалось увеличение (при удельных
давлениях до 10 кг/см?), затем падение (в интервале на грузок 10—70 ка/слг2) и после этого снова увеличение.
При большей скорости коэффициенты трения были
меньшими, а при меньшей — большими. Вообще, харак теры изменения коэффициентов трения от режимов ра боты вкладышей для капрона и для текстолита сходны.
4. РАБОТА КАПРОНОВЫХ ВКЛАДЫШЕЙ ПРИ СУХИХ СМАЗКАХ
В последние годы за границей и у нас получили рас пространение в качестве твердых смазочных материалов
такие вещества, как чистый природный графит, двусер
нистый 'молибден, тальк и вермикулит.
Указанные материалы применяются либо со связую щими, либо в виде мелкого порошка.
Капроновые втулки и вкладыши, отлитые из сырья с примесью серебристого графита или двусернистого мо либдена, работают с меньшими коэффициентами трения.
Опыт работы капроновых вкладышей на эксперимен
тальной установке при использовании в качестве сма зок серебристого графита и двусернистого молибдена показал, что указанные материалы, нанесенные на тру щиеся поверхности в виде порошка, на капроновых
вкладышах удерживаются лучше, чем на вкладышах из других известных подшипниковых материалов.
Коэффициенты трения при указанных смазках на ходились в пределах 0,10—0,11, т. е. несколько выше, чем при жидких смазках. Твердые смазки могут быть ре комендованы для трущейся пары сталь—-капрон, рабо тающей при больших давлениях порядка 100—150 кг/см2
и небольших скоростях -относительного скольжения.
Глава Ill.
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ
АНТИФРИКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (БРОНЗА, ТЕКСТОЛИТ И КАПРОН)
ПРИ СУХОМ ТРЕНИИ СКОЛЬЖЕНИЯ
Изучение сопротивления изнашиванию при сухом
гренки капрона, бронзы и текстолита проводилось при
скоростях относительного скольжения 0,4; |
0,66; |
1,13 |
и |
2,0 м/сек и давлениях до 36 кг/см2. |
табл. |
5, |
6, |
Результаты экспериментов приведены в |
7 и 8.
Кривые зависимостей коэффициентов трения от ре жимов работы вкладышей показаны на графиках фиг. 13, 14 и 15, а сравнительные данные об износостойкости ис пытанных материалов при сухом трении скольжения
представлены на фиг. 16 и 17.
Из указанных данных следует, что износостойкость капрона в два раза выше износостойкости текстолита при одинаковых условиях их работы и несравненно вы
ше, чем износостойкость 'бронзы (в 100—150 раз).
Сухое трение стали по бронзе даже при малых удель ных давлениях (5—7 кг/см2) сопровождалось снятием очень мелкой стружки с поверхности бронзы.
Следует отметить, что на износостойкость капрона в
большей мере влияет скорость трения скольжения, чем удельная нагрузка.
Из указанных выше, таблиц следует, что это влияние скорости сказывается в снижении износостойкости при мерно на 25% при увеличении скорости с 0,4 до 2 м/сек.
Главной причиной этого, по нашему мнению, яв
ляется развитие высокой температуры в очагах трения,
отрицательно сказывающейся на износостойкости.
Как известно, при температуре порядка 180—200°С
капрон заметно размягчается.
25
Фиг. 14. |
Фиг. 15. |
Для выяснения зависимости механической прочности
■капрона от температуры нами был проделан опыт по определению изменения твердости капрона при его на
греве.
Образцы помещались в сушильный шкаф и после выдержки при определенной температуре на них дела лись наколки стальным наконечником, выполненным в
у=0ЛмЛек |
q-бкг/см1 |
Капрон Щ Текстолит jg бронза |
g капрон g Текстолит fg бронза |
Фиг. 16. |
Фиг. 17. |
виде пирамиды с квадратным основанием и углом при вершине, равным 40°.
Наколки были сделаны при температурах 30, 60, 90, 120, 150, 180 и 190° и одинаковой нагрузке.
Фиг. 18.
Опыты показали, что твердость изменяется плавно, но
в пределах от 30 до 180°; это изменение не превосходило
двухкратной величины.
27
GO |
|
|
|
Сталь по капрону (насухо) |
|
Таблица 5 |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
и |
ЛГ |
мтр |
|
А |
Вес обра V |
Вес образ |
Д Р |
Износо |
|
|
|
ца до исти- |
ца после |
Примечания |
|||||||
в м!сек |
в кг |
в кг!сл ’ в кгсм |
/ |
в кгм |
ра |
ия |
истирания |
в мг |
стойкость |
|
|
|
|
|
|
>70 |
в г |
Рх в г |
|
4 |
|
0,4 |
41,4 |
4,9 |
23 |
0,211 |
6 600 |
12,6930 |
12,6856 |
7,4 |
882 |
||
0,4 |
77,4 |
9,1 |
41 |
0,201 |
11 |
750 |
12 |
6856 |
12,6726 |
13 |
903 |
0,4 |
157 |
18,5 |
80 |
0,194 |
22 980 |
12,6726 |
12,6474 |
25.2 |
911 |
||
0,4 |
302 |
35,6 |
152 |
0,191 |
43 300 |
12,6474 |
12,5953 |
52,1 |
850 |
||
0,66 |
41,4 |
4,9 |
26 |
0,239 |
12 350 |
12,5953 |
12,5809 |
14,4 |
860 |
||
0,66 |
77,4 |
9,1 |
44 |
0,216 |
20 900 |
12,5809 |
12,5570 |
23,9 |
874 |
||
0,66 |
157 |
18,5 |
81 |
0,196 |
38 440 |
12,5570 |
12,5119 |
45,1 |
853 |
||
0,66 |
302 |
35,6 |
153 |
0,192 |
72 600 |
12,51Ю |
12,4235 |
88,4 |
822 |
||
1,13 |
41,4 |
4,9 |
30 |
0,275 |
23 900 |
13,6150 |
13,5864 |
28,6 |
834 |
||
1,13 |
77,4 |
9,1 |
45 |
0,220 |
35 800 |
13,5864 |
13,5426 |
43,8 |
818 |
||
1,13 |
157 |
18,5 |
84 |
0,203 |
66 850 |
13,5426 |
13,4559 |
86,7 |
771 |
||
1,13 |
302 |
35,6 |
160 |
0,201 |
127 200 |
13,4559 |
13,2799 |
176,0 |
722 |
||
2,0 |
41,4 |
4,9 |
32 |
0,294 |
43 480 |
13,2799 |
13,2227 |
57,2 |
761 |
||
2,0 |
77,4 |
9,1 |
43 |
0,211 |
58 400 |
13,2227 |
13,1444 |
78,3 |
747 |
||
2,0 |
157 |
18,5 |
74 |
0,179 |
100 400 |
13,1444 |
12,9945 |
149,9 |
670 |
||
2,0 |
■302 |
35,6 |
148 |
0,181 |
200 300 |
12,9945 |
12,6769 |
327,6 |
613 |
1.Капроновые образцы ненормализованные
2.Коэффициенты трения увеличиваются в процессе трения до 1,5 раза от первоначального значения
3.Время истирания
30 мин.
|
|
|
|
|
|
Сталь по капрону (насухо) |
|
||||
и |
|
ч |
^тр |
|
|
А |
Вес образ |
Вес |
образ |
ДР |
Износо |
|
|
/ |
ца до исти |
ца |
после |
||||||
з м/сек |
в кг |
BKljCM'1 |
в кгсм |
|
в кгм |
рания |
истирания |
в лг |
стойкость |
||
|
|
|
|
|
|
|
Ро в г |
Pj в г |
|
|
|
0,4 |
41 ,4 |
4,9 |
25 |
0,239 |
7180 |
12,0380 |
12,0303 |
7,7 |
932 |
||
0,4 |
77,4 |
9,1 |
42 |
0 |
206 |
12 050 |
12,0303 |
12,0290 |
13 |
927 |
|
0,4 |
157 |
18,5 |
83 |
0,201 |
23 8С0 |
12,0290 |
12,0027 |
26,3 |
9С6 |
||
0,4 |
302 |
35,6 |
161 |
0,203 |
46 200 |
12,0027 |
11,9499 |
52,8 |
875 |
||
0,66 |
41,4 |
4,9 |
28 |
0,>57 |
13 300 |
11,9499 |
11,9353 |
14,6 |
913 |
||
0,66 |
77,4 |
9,1 |
43 |
0,211 |
20 400 |
11,9353 |
11,9125 |
22,8 |
8£6 |
||
0.66 |
157 |
18,5 |
87 |
0,211 |
41 300 |
11,9125 |
11,8645 |
48,0 |
861 |
||
0,66 |
302 |
35,6 |
160 |
0,202 |
76 000 |
11,8645 |
11,7740 |
90,5 |
840 |
||
1,13 |
41,4 |
4,9 |
30 |
0,276 |
23 820 |
12,3260 |
12,2980 |
28,0 |
850 |
||
1,13 |
'7,4 |
9,1 |
47 |
0,232 |
37 400 |
12,2980 |
12,2580 |
45,0 |
829 |
||
1,13 |
157 |
18,5 |
91 |
0,220 |
72 350 |
12,2530 |
12,1616 |
91,4 |
792 |
||
1,13 |
302 |
35,6 |
159 |
0,200 |
126 500 |
12,1616 |
11,9341 |
167,5 |
756 |
||
2,00 |
41,4 |
4,9 |
29 |
0,266 |
39 380 |
11,9341 |
11,8849 |
49,2 |
802 |
||
2,00 |
77,4 |
9,1 |
49 |
0,241 |
66 500 |
11,8849 |
11,7989 |
86,0 |
774 |
||
2,00 |
157 |
18,5 |
86 |
0,208 |
116 700 |
11,7989 |
11,6304 |
168,5 |
693 |
||
2,00 |
302 |
35,6 |
153 |
0,192 |
200 750 |
11,6304 |
11,3154 |
315 |
638 |
Таблица 6
Примечания
1, Истиранию подвергались образцы, нормализо ванные кипячением в воде
втечение 2 час.
2.Время истирания 30 мин.
Таблица 7
Сталь по текстолиту (насухо)
|
|
|
|
|
Вес образ Вес образ |
|
|
Изно |
|
|
и |
N |
<7 |
Мтр |
А |
ДР |
Потери |
состой |
|
||
ца до |
ца после |
кость |
Примечания |
|||||||
в м1сек |
в кг |
в кг,с.^ |
в кгсм |
в кгм |
истирания |
истирания |
в мг |
веса |
I кг м | |
|
Ро в г |
Р, в г |
в % |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 мг | |
|
|
0,40 |
41,4 |
4,9 |
24 |
0,220 |
6 890 |
17,7360 |
17,7202 |
15,8 |
0,089 |
433 |
|
0,4 |
77,4 |
9,1 |
46 |
0,226 |
13 200 |
17,7202 |
17,6892 |
31 |
0,175 |
426 |
|
0,4 |
157 |
18,5 |
97 |
0,232 |
27 800 |
17,6892 |
17,6218 |
67,4 |
0,381 |
413 |
- |
0,4 |
302 |
35,6 |
200 |
0,252 |
57 400 |
17,6218 |
17,4669 |
154,9 |
0,878 |
371 |
|
0,66 |
41,4 |
4,9 |
22 |
0,202 |
11 450 |
17,4669 |
17,4425 |
24,4 |
0,139 |
427 |
|
0,66 |
77,4 |
9,1 |
45 |
0,221 |
20 400 |
17,4125 |
17,3943 |
48,2 |
0,276 |
424 |
|
0,66 |
157 |
18,5 |
91 |
0,228 |
44 6’0 |
17,3943 |
17,2850 |
109,3 |
0,630 |
409 |
|
0,66 |
302 |
35,6 |
197 |
0,248 |
93 500 |
17,2850 |
17,0268 |
258,2 |
1,490 |
362 |
|
1,13 |
41,4 |
4,9 |
21 |
0,193 |
16 700 |
17,0268 |
16,9860 |
39,2 |
0,230 |
426 |
|
1,13 |
77,4 |
9,1 |
43 |
0,211 |
34 200 |
16,9860 |
16,9054 |
81,2 |
0,47 |
421 |
|
1,13 |
157 |
18,5 |
88 |
0,213 |
70 000 |
16.9154 |
16,7290 |
176.4 |
1,040 |
397 |
|
1,13 |
302 |
35,6 |
196 |
0,246 |
155 900 |
16,7290 |
16,2720 |
457,0 |
2,730 |
359 |
|
2,0 |
41,4 |
4,9 |
21 |
0,193 |
28 500 |
16,2720 |
16,2030 |
69,5 |
0,427 |
410 |
|
2,0 |
77,4 |
9,1 |
39 |
0,192 |
52 840 |
16,2030 |
16,0702 |
132,8 |
0,820 |
393 |
|
2,0 |
157 |
18,5 |
90 |
0,242 |
122 000 |
16,0702 |
15,7502 |
320,0 |
1,990 |
382 |
|
2,0 |
302 |
35,6 |
187 |
0,235 |
254 000 |
15,7502 |
14,9932 |
757,0 |
4,870 |
336. |
1. Коэффициент трения увеличивается в процессе трения до 1,4 раза
2. Время истирания
30 мин.