справочник (550668), страница 37
Текст из файла (страница 37)
В зависимости от требований к АСП, природы и дисперсности наполнителя его опгимальное количество колеблется в широких пределах. Механические и теплофизические свойства АСП с аитифрикционными добавками мало отличаютса от соответствующих свойств наполненных полимеров (им присущи многие недостатки исходных полимеров: низкая теплопроводность, высокие и нестабильные значения коэффициента термического расширения, повышенное водопоглощение и др.). Вторую группу образуют композиции с комплексными наполнителями.
Наряду с аитнфрикционными добавками они содержат жесткий прочный наполнитель (например, кокс; стеклянные, углеролные, металлические или полимерные волокна; ткани; древесную крошку и шпон; металлические или минеральные порошки). Форма частиц наполнителя может быть различный. Применяют мелкие и крупные порошки (до 1300 мкм), короткие и непрерывные волокна, а для намоточных изделий и листовых матерналов— ленты и ткани. Введение комплексных иаполнителей существенно улучшает физико-механические и триботехнические свойства АСП.
В третью группу входят комбинированные материалы типа металлофторопластовой ленты [59). Онн совмещают в себе преимущества соспвных частей: прочность и теплопроводность металлической (стальной) основы; высокие теплопроводность, прочность н противозадирные свойства пористого слоя из сферических часпщ аитифрикционного сплава; антифрикционные свойства заполняющей поры и образующей поверхностыьй слой смеси полимера с наполнителем. В России выпускают комбинированные материалы для работы без смазки (с фторопластом-4) и со смазкой (фторопласт.4 заменен пол иформаяьде гидом). В качестве основы (связующего) АСП прнменшот термопластичные н термореактивные полимеры [2, 21, 24, 41, 45, 61, 65, 67, 7Ц. Иэ термопластичных наиболее часто используют высокопрочные кристаллические полиамиды (Пб, П!2, Пбб, Пб!О, ПА610), капрон, нейлон, сополимеры формальдегида, поликарбонат, теплостойкие полиамиды, полиакрилаты, а также полиэтилен (главным образом высокомолекулярный), фторопласт-4 и другие фторполимеры.
Из термореактивных связующих применяют почти все известные полимеры этого типа: фенолформальдегшщые, эпоксидные, фурановые, эпокснкремнийорганические и щэ. По методу переработки в изделия АСП подразделяют на питьевые, прессовочные, экструзнонные, намоточные. Изделия изготовляют нз листовых и стержневых материалов механической обработкой или предварительной намоткой пропитанной ткани с последующим прессованием.
Из ленточных материалов типа металлофторопластовой ленты штамповкой производят втулки и подшипники другой формы (в том числе сферические). АСП применяют для изготовления втулок подшипников скольжения, уплотнений, поршневых колец, сепараторов шарикоподшипников, направляющих, мелкомодульных зубчатых колес н т. п. 189 Важным показателем АСП является теплопроводносп.
Наибольшей теплопроводностью, приближающейся к теплопроводности металлов, обладают графитоплвсты, в которых содержание углеродного наполнителя достигает 75-85 %. Однако такие материалы имеют малую сопротивляемость ударным разрушениям, что ограничивает их применение в узлах трения, подверженных вибрациям и ударам. Для работы в этих условиях используют низконаполненные термопласты и материваы с волокнистыми илн ткаными наполнителями (типа текстолита). Возможность использования АСП в конкретных узлах приборов и машин в значительной мере определяется такими свойствами, как водопоглощение, химическая стойкость в агрессивных средах, коэффициент термического расширения. Наиболее водо- стойкими явлюотся АСП на основе сополимеров формальдегида, поликарбоната, фторопласта-4, фторопласга-40, эпоксидных связующих, фурановых смол.
АСП характеризуются более низкимн значениями коэффициента термического расширения по сравнению с исходными полимерами. Длл всех АСП характерна достаточно высокая химическая стойкость (наибольшей обладают АСП на основе фторопласта-4). Разработано большое количество АСП разнообразных составов [2, 24, 41, 45, 59, 61, 63, 65, 67, 71]. Результаты исследований (значения коэффициента трения и интенсивности изнашивания), как правило, трудно сопоставимы, так как они в большинстве случаев получены по разным методикам на лабораторных испьпвтельных машинах, различающихся схемами трения, значениями коэффициента взаимного перекрытия, нагрузками, скоростями скольжения. Наиболее просто и достаточно точно длл практики работоспособность АСП оценивают по допустимым значениям произведенна р» (где р — давление, МПа; » — скорость скольжения, м/с) для заданного ресурса работы.
Так как в большинстве случаев значения коэффициента трения зяписят от скорости скольжеииа, то долговечность можно характеризовать произведением ~р», представшпощим собой мощность трения (работу сил трения в единицу времени). Учитывая, что практически вся работа сил трения превращается в теплоту, в некоторых случаях о долговечности судят по произведению р» и возникающей в зове тренка температуре [15, 59]. Наполненные фториолнмеры.
Фторопласт-4 (политетрафторэтилен) обладает уникальными антнфрикционными свойствами [21, 71]. При трении без смазки по самому себе, металлам и другим твердым телам при малых скоростях скольжения коэффициент трения составлает сотые доли единицы. При повышении температуры значения коэффициента трения уменьшаются, а в диапазоне отрицательных температур — впрасшют.
Эмпирически полученная зависимость коэффициента трепла фторопласта-4 от температуры и скорости сколыкенил описывается (при температурах от комнатной до 150 С и скорости скольжения до 1 м/с) формулой )"= (824 — 3,1/)» 10 » где г- температура, С; »- скорость скольжения, см/с. В отличие от большинства материалов значения коэффициента трения фторопласта-4 по самому себе и другим материалам с повышением скорости скольжения не снижаются, а растуг.
Благодаря этому фторопласт.4 обладает высокимн антискачковыми и демпфирующими свойствами. Однако у него низкие механическая прочность, износостойкосп и теплопроводность; высокий коэффициент термического расширения. Введение наполнпюлей во фторопяаст 4, не изменял козффициепш трения, существенно повышает еп> износостойкость (в сотни и даже тысячи раз) и механические свойства [21]. 190 В нашей стране выпускают композиционные антифрикционные материалы на основе фторопласта-4 с различными наполнителями: Ф4Г21М7 (21% графита и 7 % дисульфида молибдена): Ф4Г20М5С10 (20 % графита, 5 % дисульфида молибдена и 10 % рубленого стекловолокна), Ф4К20 (20 % кокса), Ф4ГЗ (3 %з графита), Ф4Г10 (10 % графита), Ф4С15 (15 % стекловолокна), Ф4К15М5 (! 5% кокса и 5% дисульфида молибдена) 121, 41, 67, 71].
Согласно ОСТ 48-75-73, материалы 7В-2А н АФГ-80ВС содержат в качестве наполнителя графит, а АФГМ вЂ” графит (35 %) и дисульфид молибдена (15 %) 121]. Свойства зрафнтофторопластовых материалов приведены в табл. 3.45 !21]. уабтща 3.48 Свойства графепефтерепластевых материалов Допустныая рабочая температура. Разработаны и другие композиционные материалы на основе фторопласта-4 (наполненные фторопласты) 167, 71]: ФН-202, ФН-3 (10 % порошка никеля, 3 % ннтрида бора и дисульфида молибдена), МС-13 (добавки меди и дисульфнда молибдена), АМИП-15М (15 % ситалла и 3-5 % дисульфнда молибдена).
Износостойкость приведенных выше композиционных материалов на два-три порядка выше, чем исходного полимера, а значения коэффициента трения приблизительно такие же, как у чистого фторопласта-4. Композиционные материалы на основе фторопласпь4 могут работать без смазки при р до 14 МПа. Обычно их применяют при скоростях скольжения не более 0,5-1,0 м/с. Допустимые значения произведения рр прн работе без смазки не превышают 0,1-0,2 МПа и/с (для 1000 ч работы).
Металлвфторапластовые материалы. Предназначены эти материалы для подшипниковых узлов машин и приборов, работающих в различных условиях (15, 56, 57, 59]. / Подшипники скольжения, изготовляемые штамповкой нз ленточного мсталлофторопластового ком- г биннрованного материала [15, 56, 59], способны успешно работать без смазки в различных газовых 3 средах (в том числе и химически активных) и в вакууме, а также при недостаточной смазке в диапазоне температур от — 200 до +300 С (при кратковременной работе до +350 С) и р до 150 МПв.
Металлофторопластовый материал состоит из сталь- Рис. 3.8. Строение ыетеллофтоной основы (стахи 08кп, 1Окп), тонкого напеченного Рошмстово"~~~теР"~~ пористого слоя нз высокооловянистой бронзы (0,3 мм), 2- с4ернческне честнчкн бронзы; поры которого заполнены смесью фторопласта-4 с з- ыеяныа яоясяоа; е - сзеяенее дисульфидом молибдена (рис.
3.8). осноее 19! 150 Рис. 3.9. Номе~ранна лля определения длительности работы металлефтороплас- товмх подшипников по значению произ- ведения р» и температуре г 'С т 500„ Ленточный материал (ТУ 27-01-01-1-75) из- 1000 готовляют на линиях непрерывного действия с 2000 использованием методов порошковой метал- 3000 лургии, а подшипники (с верти ые втулки, И~О упорные шайбы, сферические подшипники) из него — штамповкой. Обработка резанием сведена к минимуму. Рабочая и тыльная поверхность подшипников не подвергаются обработке.
Исходные мигериалы расходуются экономно, так как технологические процессы изготовления 10000 ленты и подшипников практически безотход- ные. Наружный диаметр металлофторопласто- 0 О,1 0,2 0,3 Р», ЫПа Ыс вых подшипников в деа Раза, а масса в 10-15 рзз меньше, чем у соответствующих подшипниюв качения. Кроме того, при применении металлофторопластовых подшипников материаяоемкость машин и конструкций снижается с уменьшением размеров и массы корпусных деталей. Разработана методика выбора подшипников для работы без смазки по значениям произведениа р» и температуры в зоне контакта, определяемой расчетным методом или акспериментвльно. Номограмма дла определенна длительности работы подшипников без смазки приведена на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
