![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Ламба, Константин Дмитриевич. Применение пластических масс в угольной промышленности
.pdfвать продолжительное нагревание и сохранять прочность до
температуры 120°. Поликарбонат имеет удельный вес 1,2 г!см3.
Его перерабатывают в изделия методом литья под давлением
на литьевых машинах.
Поликарбонат должен найти широкое применение для из готовления механизмов передач, подшипников и других дета
лей. |
Благодаря |
прозрачности |
он |
найдет |
применение |
в |
качест |
|
ве теплостойких, |
высокопрочных |
органических стекол, |
а |
также |
||||
для |
изготовления |
прозрачных |
корпусов |
приборов. |
|
|
||
Контактные смолы холодного отверждения. В последние годы |
||||||||
получили широкое |
распространение в |
различных |
отраслях |
промышленности, особенно как связующие для армированных стеклопластиков, так называемые контактные смолы—эпок
сидные и . полиэфирные.
Эпоксидные смолы представляют собой жидкие или твер
дые продукты конденсации эпихлоргидрина с дифенилолпро паном или другими двухатомными фенолами в присутствии щелочных катализаторов (едкой щелочи, соды и проч.). Эпо ксидные смолы термопластичны, но под влиянием различных отвердителей превращаются в неплавкие, нерастворимые поли
меры. |
Способность этих смол |
отверждаться без |
выделения |
|||
летучих |
с очень малой |
усадкой, |
а |
также хорошие |
механиче |
|
ские |
и |
диэлектрические |
свойства, |
влагостойкость, |
хорошее |
сцепление и прилипание к стеклу, керамике, металлам, устой чивость к повышению температуры до 120—130° и другие ценные качества дают возможность широкого их применения.
Несмотря на то, что выпуск эпоксидных смол организован сравнительно недавно, их широко применяют для изготовле ния различных клеев, '.прессованных и литых электротехниче ских деталей (изоляторов, конденсаторов и т. п.) и слоистых пластиков. При изготовлении из стеклопластиков лодок, ку
зовов |
автомобилей, деталей самолетов, кузовов вагонеток |
и т. п. |
эти смолы могут служить в качестве связующего. В ла |
кокрасочной промышленности их применяют для получения химически стойких изоляционных покрытий. Лаки на основе эпоксидных смол дают бесцветные пленки, устойчивые к кипя щему 20-процентному раствору едкого натра, концентрирован ным растворам натриевой и калиевой щелочей, 40-процентной
серной, 30-процентной соляной, 10-процентной азотной, 10-про центной уксусной и 10-процентной фосфорной кислот, кипящей воде, хлору и многим растворителям (бензолу, толуолу, кси
лолу, керосину, спиртам, дихлорэтану и др.). Основные свой ства эпоксидных смол приведены в табл. 20.
Ненасыщенные полиэфирные смолы холодного отверждения представляют собой вязкие или твердые термореактивные про
дукты, получаемые поликонденсацией |
двухатомных |
спиртов |
со смесями двух основных кислот, одна |
из которых |
является |
ненасыщенной. Смолы, полученные в результате такой реак-
4 |
К. Д. Дамба |
49 |
Таблица 20
Основные свойства эпоксидных смол
Эпоксидные смолы
Свойства
отвержденные отвержденные аминами ангидридами
Удельный вес, г'см3................................................... |
|
1,19 |
1,2 |
|
Прочность, |
кг см2: |
|
1500 |
|
при статическом изгибе.................................. |
1200 |
|||
при растяжении................................................... |
|
560 |
800 |
|
при сжатии ................................................................ |
|
1300 |
1300 |
|
Удельная ударная вязкость, кгсм/см2................. |
— |
20 |
||
Теплостойкость по Мартенсу, град. ..... |
|
120 |
||
Водопоглощение за 24 часа, %.............................. |
|
0.3 |
||
Температура разложения, |
град................................ |
|
340 |
|
Удельное |
объемное электросопротивление, |
8,7-10" |
2,3-10" |
|
омсм . . ......................................................................... |
||||
Удельное |
поверхностное |
электросопротивле- |
9,4-Ю13 |
*3,8-10' |
ние, ом............................................................................. |
|
прочность, кв/мм2 |
||
Электрическая пробивная |
17,7—20,0 |
15,7 |
ции, |
не имеют применения в промышленности. Смолы, имею |
||
щие ненасыщенность (двойные связи), |
подвергают |
воздейст |
|
вию |
других виниловых соединений в |
присутствии |
ускорителя |
реакции (инициатора) и в результате |
получают твердые, не |
растворимые и неплавкие продукты, обладающие рядом цен ных свойств.
Для производства полиэфирных смол используют двух атомные спирты (этиленгликоль, пропиленгликоль), двухоснов
ные |
кислоты (насыщенные — адипиновая, себациновая, фтале |
вая |
и ненасыщенные — малеиновая, фумаровая) и виниловые |
соединения (стирол, метилметакрилат). Обычно полиэфирную
смолу готовят из смеси адипиновой кислоты, малеинового ангидрида и этиленгликоля, затем растворяют в стироле, до бавляют инициатор (перекись бензоила) и полученную смесь
отверждают |
при |
комнатной |
температуре под небольшим дав |
|
лением или |
без него. Такие |
смеси быстро |
затвердевают без |
|
выделения каких-либо побочных продуктов. |
различных отрас |
|||
Широкое |
применение стеклопластиков в |
|||
лях техники |
в |
значительной |
степени обусловлено большими |
технологическими достоинствами полиэфирных смол. Изделия на их основе формуют при малом давлении (1—5 кг/см2) и
низкой |
температуре. Это упрощает технологию |
производства |
и позволяет создавать крупноразмерные изделия |
и детали на |
|
простом |
технологическом оборудовании. Полиэфирные смолы |
обладают хорошими диэлектрическими свойствами, удовлет ворительной водостойкостью'и хорошими физико-механиче скими показателями.
50
ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАСТМАСС В ТЕХНИКЕ
Применение пластмасс в технике увеличивается с каждым днем. Сейчас уже почти 'нет такой отрасли промышленности,
где бы не применяли пластики. Почти половину изделий из пластмасс используют в машиностроении. Из пластмасс изго
товляют подшипники, втулки, зубчатые колеса, шкивы ремен ных передач, рабочие колеса вентиляторов, тормозные колод
ки, детали фрикционных муфт, ткацкие челноки, различные маховики и рукоятки приводов, клапаны насосов, пропелле ры самолетов, гребные винты лодочных двигателей, лодки, корпуса речных судов, кузова авто машин, водоемные баки и нефте
хранилища, |
опоры |
электрических |
|
||
передач и |
многие другие |
техниче |
|
||
ские изделия и детали. |
|
|
|||
Подшипники. В машиностроении |
|
||||
пластические |
массы |
применяют в |
|
||
большом объеме как антифрикцион |
|
||||
ный материал для изготовления под |
|
||||
шипников. |
|
Коэффициент |
трения |
Рис. 9. Диаграммы износа |
|
ряда пластмасс ниже чем у бронзы, |
подшипников: |
||||
баббита и других антифрикционных |
а—из баббита; б — из ДСП-В |
||||
сплавов. |
Подшипники изготовляют |
|
из текстолита, древесных слоистых пластиков, пластиков с на полнителем из текстолитовой или древесной крошки и полиа мидных смол (АК-7, П-68, поликапролактам и др.).
Опыт ряда лет показал, что срок службы пластмассовых подшипников значительно выше, чем бронзовых, а износ соп
ряженных |
с пластмассовыми подшипниками деталей |
меньше. |
||||
Однако применение пластмасс в узлах трения |
машин ограни |
|||||
чено малой теплопроводностью и |
теплостойкостью, |
а |
также |
|||
меньшей |
механической |
прочностью |
пластмасс |
по |
сравнению |
|
с металлами. |
|
|
|
|
|
|
Еще в |
1932 г. исследования показали, что текстолит в под |
|||||
шипниках |
скольжения |
прокатных станов работает лучше, чем |
баббит и бронза. В дальнейшем на большей части горяче
прокатных станов баббитовые и бронзовые вкладыши были
заменены текстолитовыми. Успешная эксплуатация этих под шипников в течение ряда лет явилась основанием для более широкого применения их в машинах различных типов.
Преимуществами пластмассовых подшипников являются;
легкость изготовления, хорошая прирабатываемость, |
высокая |
||
износостойкость и низкий |
коэффициент |
трения; они |
дешевле |
и легче металлических. Износостойкость |
подшипников |
из дре |
|
весно-слоистых пластиков |
значительно |
выше, чем подшипни |
ков из бронзы и баббита (рис. 9). При этом среди различных
древесно-слоистых пластиков наиболее износостойким является
4* |
51 |
пластик ДСП-В, получаемый из березового шпона толщиной
0,3 мм с 20-процентным |
содержанием смолы. У вкладышей, |
||||
изготовленных |
из этого |
материала, |
коэффициент |
трения |
при |
смазке жидким |
маслом |
и окружной |
скорости 1,1 |
м/сек |
изме |
няется в пределах 0,015—0,04. Испытания образцов из тексто
лита и из |
оловянистой бронзы при работе в паре со |
стальным |
||||||
роликом показали, что |
износ |
бронзового |
образца в несколько |
|||||
раз больше (табл. |
21). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 21 |
|
Антифрикционные свойства текстолита |
и |
оловянистой бронзы |
||||||
|
Удельное |
Окруж |
Коэффициент трения |
Износ на 1 км пути |
||||
|
при |
смазке |
при сухом трении, мг |
|||||
Материалы |
давление |
ная ско |
|
|
|
|
|
|
трущейся |
пары |
при тре |
рость |
|
|
|
|
|
нии, |
ролика, |
водой |
маслом |
образец |
ролик |
|||
|
|
кг* ]см |
Mfceк |
|||||
Текстолит — сталь |
14 |
0,4 |
0,053— |
0,014— |
5-9 |
0 |
||
|
|
|
|
—0,075 |
—0,022 |
|
|
|
Оловянистая |
брон- |
|
|
|
|
|
|
|
за — сталь |
|
14 |
0,4 |
0,319- |
0,018— |
16.8- |
1,4- |
|
|
|
|
|
-0,549 |
—0,023 |
-55,2 |
-26,2 |
Наилучшей смазкой для пластмассовых подшипников, при которой достигается наименьший коэффициент трения, являет
ся вода. |
При этом |
с увеличением скорости скольжения коэф |
|||||
фициент |
трения уменьшается |
от |
0,01 |
до |
0,005. При |
водяной |
|
смазке, |
удельном |
давлении |
10 |
кг/см2 |
и |
окружной |
скорости |
0,4 м/сек коэффициент трения по оловянистой бронзе состав ляет 0,319—0,549. При работе на минеральных жидких смаз ках без искусственного охлаждения коэффициент трения для пластмассовых подшипников по стали ниже, чем для метал лических и составляет 0,08—0,013 против 0,08 для бронзы.
Из числа новых пластических материалов наибольшее при
менение в машиностроительной промышленности для изготов
ления подшипников получили полиамиды, особенно смола П-68
и капрон. По данным иностранной литературы коэффициенты трения полиамидных смол (нейлон) при работе по стали и
смазке |
маслом изменяются в |
пределах |
0,08—0,16. Грузоподъ |
||||
емность |
подшипников |
из |
этих |
смол |
составила: при |
скорости |
|
6 м/сек—100 кг/см2, |
при |
скорости |
3,6 |
м/сек —150 |
кг/см2 и |
||
при скорости 1,2 м/сек—600 кг/см2. |
полиамидов являются ма |
||||||
Достоинствами подшипников из |
лый удельный вес, значительное сопротивление коррозии, вы
сокая упругость, достаточная твердость и низкий коэффициент трения. Вкладыши из полиамида поглощают вибрацию, обес печивая бесшумную работу!4 Для смазки подшипников из
полиамидов обычно применяют минеральные масла. К числу
52
недостатков подшипников из полиамида относятся большой коэффициент теплового расширения ц склонность этого ма териала к водопоглощению, что влияет на стабильность раз меров и срок службы подшипника.
Шестерни. В машиностроении и приборостроении для изго товления зубчатых колес от самых мелких размеров до круп
ных диаметром до 1,5 м все большее применение |
находят |
||||||||
текстолит, ДСП, |
полиамиды и другие пластмассы. |
Шестерни |
|||||||
из |
пластмасс по |
сравнению |
с 'Металлическими |
при |
работе |
||||
в |
паре с чугунными или |
стальными |
имеют |
ряд |
преимуществ. |
||||
Они бесшумны в |
работе, |
обладают малым |
весом |
и |
большой |
||||
износостойкостью, |
стойки |
к |
действию |
различных |
окисляющих |
||||
веществ и могут работать при высоких скоростях. |
из |
тексто |
|||||||
|
Наибольшее распространение имеют шестерни |
лита и древесно-слоистых пластиков (ДСП-В, ДСП-Г). Ше
стерни, подвергающиеся воздействию масла, нефти и влаги,
изготовляют из текстолита. Шестерни из древесно-слоисты?;
пластиков хорошо сопротивляются ударным нагрузкам и мень ше изнашиваются, чем текстолитовые.
Недостатками пластмассовых зубчатых колес являются сравнительно небольшая прочность на изгиб и возможность смятия зубьев. Поэтому в передачах, работающих с малыми скоростями при больших удельных нагрузках на зубья, такие
шестерни не |
применяют; |
их лучше всего использовать в пере |
|||
дачах, работающих на |
больших скоростях |
при |
небольших |
||
передаваемых |
крутящих |
моментах. |
|
|
|
Из пластиков можно |
изготовлять шестерни всех типов — |
||||
цилиндрические прямозубые и косозубые, |
конические и |
др. |
|||
Из слоистых |
пластиков |
шестерни изготовляют, |
вырезая |
не |
посредственно из плит пластика, или вначале прессуют дис ки, в которых затем нарезают зубья обычными способами,
применяемыми в производстве металлических шестерен. В ше стернях из древесно-слоистых пластиков слои наполнителя должны иметь перекрестное или звездообразное расположение,
так как при параллельном расположении их некоторые зубья окажутся непрочными и будут легко скалываться.
За последнее время в машиностроении и особенно в при
боростроении |
начали |
широко |
применять |
шестерни из |
поли |
|||||||||
амидов, |
обладающие |
способностью |
передавать |
большие |
на |
|||||||||
грузки. |
Вследствие |
их |
меньшей |
плотности |
по |
сравнению |
||||||||
с прессованной древесиной и текстолитом |
они |
|
оказываются |
|||||||||||
наиболее |
легкими. |
Износ их крайне |
незначителен |
даже в |
ус |
|||||||||
ловиях работы при отсутствии смазки. Если |
стальная |
ци |
||||||||||||
линдрическая |
шестерня |
модуля |
1 |
при работе |
в |
паре с |
такой |
|||||||
же стальной |
шестерней |
выходит |
из |
строя |
после |
двухнедель |
ного периода работы, то шестерня такого же модуля из кап рона при работе со скоростью 6 000 об!мин может эксплуати роваться в течение трех месяцев.
53
![](/html/65386/283/html_YtU3JXLg_k._8LQ/htmlconvd-4w1a6s56x1.jpg)
![](/html/65386/283/html_YtU3JXLg_k._8LQ/htmlconvd-4w1a6s57x1.jpg)
![](/html/65386/283/html_YtU3JXLg_k._8LQ/htmlconvd-4w1a6s58x1.jpg)
![](/html/65386/283/html_YtU3JXLg_k._8LQ/htmlconvd-4w1a6s59x1.jpg)
![](/html/65386/283/html_YtU3JXLg_k._8LQ/htmlconvd-4w1a6s60x1.jpg)