Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Ламба, Константин Дмитриевич. Применение пластических масс в угольной промышленности

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
30.10.2023
Размер:
16.8 Mб
Скачать

вать 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