книги из ГПНТБ / Капрон и его применение в технике И. П. Земляков. 1960- 3 Мб

На фиг. 18 показана кривая зависимости относитель­ ной твердости от температуры для капронового образца.

При испытании капроновых образцов, нормализован­ ных кипячением в воде и течение 2 час., были получены

результаты, говорящие о том, что износостойкость капро­

новых образцов повышается, если их нормализовать.

Правда, это повышение составляло всего 5—7%.

Интересно также отметить, что при трении стальной цапфы о капроновый ненормализованный вкладыш для

небольших скоростей наблюдалось первоначально, повы­ шение износостойкости при увеличении удельных давле­ ний (до 10—15 кг!см2), а затем незначительное уменьше­ ние.

Что касается текстолита, то на его износостойкость

главным образом влияет удельное давление. Износостойкость снижается при увеличении удельного

давления, что видно из табл. 7.

Глава IV

РАБОТА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛАДЫШЕЙ,

ОБЛИЦОВАННЫХ ТОНКИМ СЛОЕМ КАПРОНА

Основным .недостатком капроновых подшипников яв­ ляется их низкая теплопроводность.

Вкладыши из капрона в большей степени, чем вкла­ дыши из других материалов, требуют 'интенсивного ох­

лаждения, т. е. отвода тепла из зоны трения, так как по­

вышенная температура является главным нежелатель­ ным фактором, приводящим к намазыванию капроновой массы на тело цапфы.

Низкая теплопроводность капрона препятствует от­ воду тепла из зоны трения, и чем толще стенки втулки или вкладыша, тем хуже отводится тепло и, следова­ тельно, больше вероятность перегрева поверхности до температуры выше допустимой.

Указанное обстоятельство привело к применению весь­ ма тонкостенных втулок и металлических вкладышей,

облицованных тонким слоем нейлона, капрона и некото­ рых других пластмасс.

В настоящее время применяются четыре основных

способов облицовки металлических деталей пластмас­ сами: покрытие тонкими пластинками или пленками пу­ тем наклеивания их на металлическую поверхность; об­

лицовка пленками и пластинками с механическим их креплением; покрытие методом напыления пластмассо­ вой пудрой горячих поверхностей деталей и покрытие поверхностей путем нанесения мелких брызг расплавлен­ ной пластмассы.

Детали, облицованные слоем капрона, при (разруше­ нии последнего от истирания могут быть легко восста­ новлены повторной облицовкой и, если метод покрытия несложен и дешев, то это восстановление представляется весьма выгодным.

32

Проведенные исследования работы подшипников, об­ лицованных тонким слоем капрона, путем наклеивания пленки толщиной 0,06 мм показали, что облицовка при правильном выборе толщины покрытия и способа нане­ сения облицовочного слоя, а также при выполнении некоторых условий может явиться довольно эффектив­ ным мероприятием в деле улучшения эксплуатационных качеств подшипников скольжения и снижения их стои­ мости.

Приклеивание капроновой пленки к металлическим вкладышам, производилось клеем БФ-2 по обычной для данного клея технологии.

Фиг. 19.

Сцелью определения удельного схватывания пленки

сметаллом были проделаны следующие опыты:

между торцами двух стальных втулок была рас­

положена капроновая пленка, приклеенная к поверхно­ стям обеих втулок (фиг. 19, а). Разрушающая нагрузка прикладывалась нормально к поверхностям склеива­ ния.

Сушка после склеивания продолжалась в течение восьми суток при температуре +20° С, а затем проводи­ лось определение нормального удельного склеивания

33

Таблица 9

капрона со сталью путем разрушения соединения на разрывной машине.

В аналогичных условиях осуществлялось приклеива­ ние пленки к поверхностям металлических вкладышей.

Определение удельного прилипания капрона к стали при склеивании клеем БФ-2 под воздействием нагрузки,, приложенной по касательной к поверхности склеивания,

производились по схеме, показанной на фиг. 19, б. Ре­ зультаты опытов представлены в табл. 9.

Опыты по исследованию работы вкладышей, обли­ цованных капроновой пленкой, проводились при двух

скоростях: 0,66 м/сек и 2,0 м/сек и при удельных давле­ ниях от 2 до 70 кг/см2.

При трении цапфы вала о вкладыши подшипников

были зафиксированы коэффициенты трения следующих значений:

а) трение насухо

0,20—0,13;

б) трение в водяной ванне

0,09—0,06;

в) трение в масляной ванне

0,06—0,03.

Влияние режимов работы на коэффициенты трения для указанных выше случаев изображают графики фиг. 20, из которых видно, что скорость и удельные дав­ ления оказывают незначительное влияние на значение

коэффициентов трения. Для всех режимов работы пока-

34

затели коэффициентов трения ниже, чем аналогичные по­ казатели при трении стального вала о цельнокапроновые вкладыши. Объясняется это тем, что .капроновые пленки обладают очень гладкой поверхностью.

Недостатком в работе подшипников облицованных капроном является то, что в результате неравномерности склеивания, отдельные участки пленки оказываются рас­

тянутыми под действием сил трения, превосходящих

предел пропорциональности. Этому же способствуют не­ ровности на металлической поверхности вкладыша. Тон­ кие пленки оказываются также весьма чувствительными

к мелким твердым частицам и вспучиваются при нерав­

номерном нагреве трущейся поверхности.

В связи со сказанным выше в качестве облицовоч­

ного материала могут быть рекомендованы пленки из капрона толщиной, вероятно, в пределах от 0,6 до 1 мм

в зависимости от удельных давлений, действующих в трущейся паре. Выбор толщины следует производить так, чтобы растягивающие напряжения, действующие на пленку, не превосходили пределы пропорциональности капрона (100—120 кг/см2).

К большому недостатку пленочных покрытий можно отнести то, что даже при небольшом местном перегреве пленка быстро оплавляется, появляются незащищенные участки вкладыша, вызывающие дальнейшее быстрое разрушение пленки.

35

Глава V

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРУЩИХСЯ ПАР

ПРИ СУХОМ ТРЕНИИ скольжения

Почти все исследования, относящиеся к сухому тре­ нию скольжения, до настоящего времени осуществлялись

исследователями на основе законов Кулона. Однако в зависимости от сопротивления разрушению неровностей

на поверхностях трения, а также в зависимости от на­ личия продуктов изнашивания и их свойств, процессы в очагах трения протекают по-разному.

Здесь представлена часть работы по изучению про­ цессов разрушения трущихся поверхностей для пар с различными сочетаниями. В работе также исследовано влияние продуктов износа на коэффициент трения и ха­

Использованный в данной работе прибор представ­ ляет -собой кривошипно-шатунный механизм с приводом и контрольно-измерительной системой. Схема прибора показана на фиг. 21,

1—электромотор типа МО-5-С;

2 — червячный редуктор;

3—счетчик числа оборотов УГН-1;

4— кривошип;

5— шатун;

6— направляющий цилиндр для ползуна;

7 — тяга -с делением для фиксации смещения образца;

8 — подвижной образец, именуемый в дальнейшем описании образцом «А»;

9 — «неподвижный образец», именуемый в дальней­ шем описании образцом «Б»;

36

10 — держатель образца «Б» с опорными призмами;

И— стальные каленые опоры;

12— маятниковый стержень качающейся системы;

13— набор грузов;

14—шкала;

15 — указательная стрелка для показаний отклоне­ ния маятникового стержня.

При вращении кривошипа образец «А» совершает возвратно-поступательные движения с ходом, равным

60мм.

Относительная скорость в средней части образца «Б»

составляла 0,1 м/сек, удельное давление—1,3 кг/см2. Указанные низкие значения скорости и удельного давления позволяли (по имеющимся в литературе мне­ ниям) исключить влияние температуры трущихся по­ верхностей на процесс трения, так как нагрева поверх­ ностей при таком режиме практически не происходило.

2. ОПЫТНЫЕ ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Для проведения опытов использовались образцы, по­ казанные на фиг. 22, изготовленные из различных мате­ риалов комплектами по 4 штуки.

Фигурные образцы служат в качестве образцов и

37

нималась среднеарифметическая величина из пяти за­ меров.

Через каждые 10—20 движений поверхности образцов

рассматривались под микроскопом при увеличении 60*. Все замеченные внешние изменения на поверхностях

образцов отмечались.

Процесс трения каждой исследуемой пары продол­ жался до стабилизации, т. е. до момента, когда коэффи­

циент трения устанавливался постоянным.

Для выявления степени влияния продуктов (разруше­ ния поверхностей на процесс трения для всех сочетаний трущихся пар проводились опыты с удалением продук­ тов износа с поверхностей трения после каждых од­

ного— двух движений образца.

Удаление продуктов износа осуществлялось меха­ ническим путем бумажной салфеткой, смоченной в спирте.

3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ

Вработе не ставилась задача точного определения

коэффициента трения, так как установка для этой цели недостаточно приспособлена.

Имелось ввиду определить характер изменения коэф­

фициента трения для различных тру­

щихся пар на различных этапах раз­ рушения поверхностей.

39

нию образца «А» будет соответствовать определенное отклонение гири.

В случае, если образец «А» будет скользить по образ­ цу <Б», то на отклонение гири окажет влияние сила тре­ ния между образцами.

Следовательно, можно написать два уравнения рав­ новесия качающейся системы: с учетом силы трения и без ее учета.

Без учета силы трения уравнение равновесия системы

будет иметь вид

ЕЛ40 = Q . г — Ру = О,

откуда

У= 0 х,

Р

т. е. имеем линейную зависимость.

Условие равновесия системы с учетом силы трения будет выглядеть так:

ЕЛГ0 = Qx ф- Fтра - Р (у -ф- Ьу) = 0;

Отклонения гири отмечались на шкале с миллиметро­ выми делениями с точностью до 0,5 деления, а положе­ ние образца «А» наблюдалось по делениям, нанесен­ ным на тяге, соединяющей рамку образца с ползуном кривошипно-шатунного механизма.

Характер изменений коэффициентов трения в про­

цессе трения показан на графиках.

40