книги из ГПНТБ / Бобровников Г.А. Применение синтетических материалов при ремонте и модернизации машин

Как правило, такой пресс устанавливают на верстаке рядом с литьевой машиной. Привод осуществляется от заводской воздупь ной сети.

ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ РЕМОНТЕ И МОДЕРНИЗАЦИИ МАШИН

На ряде станкостроительных и машиностроительных заводов пластмассы с успехом применяют как при изготовлении новых, так и при ремонте и модернизации существующих станков. Напри­ мер, из текстолита, кордоволкнита и других пластмасс изготов­ ляют накладные направляющие продольно-фрезерных, продольно­ строгальных и других тяжелых станков. Это мероприятие позволяет значительно увеличить срок службы направляющих и обеспечить более плавное и легкое перемещение рабочих столов, шпиндельных бабок, поперечин и других подвижных частей станков.

Износ направляющих тяжелых станков происходит в основном за счет контактного схватывания сопряженных поверхностей с об­ разованием царапин, задиров и других дефектов.

Если учесть, что затраты на восстановление направляющих составляют около 50% общих затрат по ремонту тяжелых станков, то становится понятным стремление станкостроителей и ремонт­ ников увеличить сроки их службы. Ранее это обычно достигалось с помощью накладных направляющих, изготовленных из бронзы и других цветных сплавов. В настоящее время для этой цели упот­ ребляют текстолит.

Хотя текстолит и дороже бронзы, однако затраты на изготов­ ление бронзовых накладных направляющих значительно больше, чем текстолитовых (при изготовлении бронзовых накладных на­ правляющих требуется их отливка, механическая обработка, под­ гонка и другие дополнительныеадпёрации, в то время как при тексто­ литовых— только вырезание пластин с подгонкой по месту, в ре­ зультате чего стоимость направляющих из бронзы в несколько раз выше стоимости текстолитовых направляющих. На Новосибирском заводе «Тяжстанкогидропресс» им. А. И. Ефремова накладные на­ правляющие изготовляют из листового текстолита марок ПТ и Б толщиной 6 мм [3].

Обычно крепление накладных направляющих производится с по­ мощью винтов (фиг. 82).

Опыт показал, что значительно лучшие результаты дает креп­ ление накладных текстолитовых направляющих к чугунным на­ правляющим стола станка с помощью клея. При этом достигается экономия текстолита за счет уменьшения толщины пластин, отпа­ дает необходимость в пришабривании нижней плоскости пластин и в установке большого количества применяющихся для их креп­ ления латунных винтов. В результате при креплении пластин клеем трудоемкость выполнения работ уменьшается в 2—2,5 раза.

150

На фиг. 83 показана схема установки и крепления текстолито­ вых пластин на направляющих стола продольно-строгального стан­ ка модели 7А256 с помощью клея. После тщательного обезжири­ вания поверхностей текстолитовых пластин и плоскостей направ­ ляющих стола ацетоном производят склеивание. Для этого на

1 2 3

Фиг. 82. Схема крепления накладных направляющих

спомощью винтов:

/— стол станка; 2 — станина; 3 — накладные пластмассовые

направляющие..

поверхность склеивания наносят слой карбинольного или эпоксид­ ного клея толщиной около 0,2 мм. По истечении 15—20 мин тексто­ литовые пластины накладывают на плоскости направляющих,

притирают для удаления воздуха и закрепляют заранее подготов­ ленными двумя винтами. После этого стол помещают на станину и прижимают с помощью груза. Вес груза подбирают с таким расчетом, чтобы удельное давление на направляющих было в пре­ делах 1,5—2 кГ/см2.

Между торцами текстолитовых пластин должен быть преду­ смотрен некоторый зазор для компенсации возможного удлинения при выпрямлении их под действием груза. Для полного отвержде-

151

ния клея детали выдерживают под нагрузкой в течение 48—60 ч,

после чего производят окончательную обработку накладных направляющих чистовым строганием с последующим пришабриванием по станине станка.

Опыт применения текстолитовых накладных направляющих по­ казал, что затраты на их установку полностью окупаются уже в период эксплуатации станка за счет снижения износа направля­ ющих в 2—3 раза. Кроме того, достигается значительная эконо­ мия дефицитной бронзы, снижается вес станков и упрощается последующий ремонт, при котором представляется возможным вос­ станавливать размерные цепи станков.

При модернизации серийных универсальных токарных станков

им. Орджоникидзе были заменены бронзовые накладные направляю­ щие кареток суппортов и задних бабок на текстолитовые [43]. В результате завод добился значительной экономии бронзы и снижения веса станков.

При ремонте токарно-винторезных станков бронзовые гайки механизма поперечной подачи суппорта и верхних салазок были заменены текстолитовыми гайками [41]. Проверка показала, что после 14 месяцев работы в две смены на винтах отсутствовал местный износ, так как размеры резьбы не выходили за пределы их первоначальной точности. Отсутствовали также люфт и холо­ стое вращение винта при изменении направления подачи. По сравнению с парой стальной винт — бронзовая гайка срок служ­ бы винта с текстолитовой гайкой увеличился примерно в два раза.

Схема узла механизма подачи с пластмассовой гайкой показана на фиг. 84.

Существенное значение приобретает применение синтетических клеев при изготовлении и ремонте станков. Так, с помощью клё'л корректируют недостаточно точно и чисто обработанные посадоч­ ные и привалочные поверхности станин, корпусов, кронштейнов и других деталей.

На фиг. 85 показана схема процесса выверки с помощью клея правильного расположения опор валов при монтаже передачи с пе­ ресекающимися осями и образование стыковых плоскостей на станине для точной установки деталей станка. В этом случае клей заливают под установленную на станине линейку или плиту, сма­ занную разделительным составом. После затвердевания клея в те­ чение нескольких минут линейку или плиту снимают и на образо-

752

вавшуюся плоскость устанавливают соответствующую деталь станка.

Применяющийся для этих целей синтетический клей должен обладать малой усадкой, хорошей адгезией к металлам, высокими механическими свойствами после затвердевания и способностью склеивания без применения нагрева.

В литературе [40] имеются интересные сведения об успешном применении клея марки Ф-7 при модернизации крупного плоско­ шлифовального станка (5200 X

X 1200 X 1750 мм) с клеевосвар­ ной станиной. Применение клея Ф-7 обеспечило высокую точ­ ность формования привалочных плоскостей (0,003 мм на длине

5000 мм), устранило ряд трудоемких операций механической обра­ ботки деталей станка и существенно снизило затраты на его изго­

из полиамидов повышает эксплуатационные качества подшипников

иснижает их стоимость. Так, при замене бронзовых сепараторов

ушарикоподшипников диаметром 320 мм на полиамидные стои­

мость их снижается более чем в пять раз [3].

Полистирол, гетинакс, винипласт, полиамиды и другие пласт­ массы применяют при ремонте и модернизации металлорежущих станков, для изготовления рукояток, дисков, маховичков, фланцев, корпусов, шестерен, деталей электрооборудования, в качестве уп­ лотнительных материалов, для изготовления трубопроводов гидро­ систем, смазки, охлаждения и прочих целей.

Фиг. 87. Схема модернизированного сепаратора упорного шарикоподшипника револьверных автоматов

«Индекс-24» [420:

а — до модернизации; б — после модернизации.

В США вместо обычных стальных и чугунных станочных ог­ раждений применяют ограждения из модифицированного поли­ стирола, содержащего синтетический каучук. Модифицированный полистирол является сравнительно новым конструкционным ма­ териалом, обладающим хорошими литейными свойствами. Станоч­ ные ограждения из этой пластмассы значительно легче и дешевле металлических, хорошо выдерживают ударную нагрузку, не ло­ маются. Очевидно, в дальнейшем этот материал найдет широкое применение при производстве различного рода изделий [39].

154

При усовершенствовании наиболее сложных и механизирован­ ных зажимных приспособлений и устройств в настоящее время широко применяют гидропластмассу, состав которой приведен в табл. 26.

Приведенные примеры, разумеется, далеко не исчерпывают воз­ можности применения пластмасс при ремонте и модернизации ме­ таллорежущих станков.

В последние годы пластмассы с успехом применяют не только при изготовлении, но и ремонте автомобилей. При ремонте кузовов из слоистых пластиков изготовляют надколесные кожухи из поли­ этилена, капрона и других пластмасс — штуцера, тройники, краны, плафоны, детали осветительных фонарей, накладки дисков сцепле­ ния, тормозов и др. Кронштейны и поручни, ранее изготовляв­ шиеся из дюралюминия или хромированных стальных труб, за­ меняют кронштейнами из волокнита и трубами из фенопластов. Опыт показал, что при этом достигается экономия свыше 20 коп. на 1 пог. м поручней [16].

Ряд заводов, в частности 1-й Киевский авторемонтный завод, добился больших успехов в применении полиамидов (капрона) при ремонте автомобилей [14]. В табл. 27 приведена номенклатура де­

155

Как видно из данных табл. 27, большинство деталей ранее из­ готовлялось из цветных сплавов и требовало значительной обра­ ботки. При изготовлении же деталей из капрона способом литья под давлением большинство деталей получают сразу в готовом виде.

При этом отпадает необходимость выполнения многих тру­ доемких операций механической обработки деталей на станках. Кроме того, длительная проверка в эксплуатационных условиях показала хорошие эксплуатационные качества этих деталей. Так, если раньше металлические рессорные втулки приходилось менять через каждые 15 тыс. км пробега, то срок службы капроновых де­ талей оказался в 2—3 раза большим.

В процессе эксплуатации на облицовке автомобильных кузо вов по различным причинам могут возникать вмятины, трещины и пробоины. При капитальном ремонте поврежденные листы об­ лицовки выправляют на месте либо заменяют новыми, что обхо­ дится очень дорого.

Большой экономический дефект достигается при замене пласт­ массой свинцовооловянистого припоя, который применяется для заделки швов и неровностей кузовов автомобилей, В частности,

156

1 кг пластмассы на основе поливинилбутиральной смолы может заменить 5 кг свинцовооловянистого припоя. Кроме того, в настоя­ щее время дефекты облицовки значительно быстрее и дешевле уст­ раняются с помощью мастик на основе эпоксидных смол.

Ведутся интересные работы по замене металлических кузовов пластмассовыми. Изготовленные на Московском автозаводе им. Лихачева опытные кузова спортивных автомобилей оказались

деталей, которые требуются в условиях ремонтных заводов, изготовление металлических штам­

пов экономически себя не оправдывает.

НИИпластмасс совместно с НИИавтопромом разработана технология изготовления пластмассовых штампов на основе эпо­ ксидных смол, которая может служить примером расширения воз­ можностей эффективного использования пластмасс при ремонте машин [44]. При изготовлении пластмассовых штампов не требует­ ся сложного оборудования, в то же время сроки изготовления штампов сокращаются в 2—3 раза, а более простых — в 8—10 раз. Ввиду резкого сокращения объема механической обработки тру­ доемкость изготовления пластмассовых штампов в 5—6 раз мень­

ше обычных.

На фиг. 88 показана схема процесса получения пластмассовой

рабочей детали штампа.

Заключенная в деревянный каркас 5 форма 4 изготовляется обычно из гипса, дерева или реже — из металла. Чтобы исклю­ чить возможность прилипания эпоксидной смолы, поверхность формы покрывают разделительным слоем 3 (например, воском),

157

после чего устанавливают металлическое основание штампа и про­ изводят заливку эпоксидного компаунда. В состав компаунда, кроме смолы ЭД-6 или ЭД-5, входит наполнитель, пластификатор и отвердитель. Помимо эпоксидных смол при изготовлении пласт­ массовых штампов могут быть использованы более доступные и дешевые фенолоформальдегидные смолы.

При штамповке деталей из листовой стали толщиной до 1,5 мм сроки службы пластмассовых штампов вполне пригодны для авто­ ремонтных заводов [16].

Ориентировочные подсчеты показывают [19], что, если автомо­ бильная промышленность за текущее семилетие (1959—1965 гг), использует 100 тыс. т пластмасс, это даст 70 млн. руб. экономии

ив 2—3 раза сократит потребность в производственных площадях

иоборудовании. Кроме того, высвободится для нужд других от­ раслей промышленности 200 тыс. т стального листа и 5 тыс. т цветных металлов.

Стаким же успехом синтетические материалы могут быть ис­ пользованы при изготовлении и ремонте сельскохозяйственных и других машин. Имеются, например, сведения [15], что при модер­

низации трактора «СУПЕР 202» (Франция) были широко исполь­ зованы пластмассы, из которых изготовлялись не только отдельные детали и узлы, но и основные части кузова.

Во многих случаях применение пластмасс дает возможность не только экономить дефицитные цветные сплавы, снизить вес ма­ шин, но и увеличить производительность оборудования. Так, при замене чугунных, бронзовых и других вкладышей подшипников подшипниками из текстолита, древесных слоистых пластиков, по­ лиамидов и других пластмасс, обладающих низким коэффициен­ том трения, сокращаются потери на трение и повышается эффек­ тивность использования оборудования и машин.

Характерным примером в этом отношении является примене­ ние пластмасс в металлургической промышленности, где при модер­ низации подшипниковых узлов прокатных станов с успехом применя­ ют текстолитовые подшипники вместо бронзовых. Условия работы подшипников прокатных станов весьма тяжелые ввиду больших удельных давлений и окружных скоростей, воздействия высоких температур, попадания на трущиеся поверхности окалины и пыли. Так, на Кузнецком металлургическом комбинате текстолитовые вкладыши прокатных станов работают при удельных давлениях 230—250 кГ1см2 и окружной скорости до 2,5 м/сек; в блюмингах общая нагрузка на вкладыш составляет до 1000 г при окружной скорости до 3 м/сек.

Общим недостатком подшипниковых пластмасс является их низкая теплопроводность. Этот недостаток становится особенно су­ щественным при указанных тяжелых условиях эксплуатации. Одна­ ко его легко устранить путем охлаждения подшипников водой или эмульсией, которая одновременно является и хорошей смазкой.

*Опыт Чехословацких предприятий показывает, что в пластмас-

158

совых подшипниках открытого типа наилучшие результаты дости­ гаются применением для охлаждения и смазки воды и одновремен­ но добавочной смазки твердым маслом в виде брикетов [45]. Такая добавочная смазка уменьшает потери на трение, охраняет шейку вала от коррозии и облегчает пуск прокатного стана. Схематиче­ ское изображение способа смазки подшипников из пластмассы,

1,5 м/сек), показано на фиг. 89. Здесь брикет твердой смазки при­ жимается к шейке вала собственным весом.

При более высоких скоростях скольжения на набегающей сторо­ не вала образуется повышенный слой смазки, который препятствует доступу воды на трущиеся поверхности; поэтому в таких случаях лучше оправдывается охлаждение по схеме, показанной на фиг. 90.

смазке и охлаждении могут работать при давлениях до 500 кГ/см1

159