книги из ГПНТБ / Саваренский В.В. Изготовление деталей из полимерных материалов в текстильной промышленности
.pdf
В. В. Саваренский
И З Г О Т О В Л Е Н И Е Д Е Т А Л Е Й
ИЗ П О Л И М Е Р Н Ы Х М А Т Е Р И А Л О В В Т Е К С Т И Л Ь Н О Й
П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т И
Издательство „Легкая индустрия" М о с к в а • 1 9 6 5
УДК-677.05:678.7
’ я Г
В книге описаны процессы, связанные с переработкой полимеров, приведена техно логия изготовления деталей в условиях
Shlb фабрики, оснастка и оборудование для из готовленияданы правила подбора материа ла для деталей текстильных машин, а так же организация технологического контроля при изготовлении деталей и техника без опасности.
Книга предназначена для инженернотехнических работников, связанных с ре монтом и модернизацией оборудования тек стильных предприятий.
H i . |
е ? У . 0 5 |
t1%6 |
0116 |
Рецензенты: доктор техн. наук
Канаввц И. Г.
и инж.
Шутов Д. Е.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В последнее время полимерные материалы все более* широко используют при ремонте и модернизации тек стильного оборудования. Из них изготовляют самые раз личные детали — втулки, нитеразделители, ограждения,, а также ряд ответственных деталей, которые раньше де лали из металлов и некоторых других материалов. Так, челнок раньше изготовляли из особых пород дерева, а опорные втулки вытяжного механизма прядильной ма шины— только из особых марок металла. Сейчас наша промышленность выпускает пластмассовые челноки, раз работан доступный ОГМ любой фабрики технологиче ский процесс изготовления из полимерных материалов: втулок, на которые опираются оси механизмов машин. Применение полимерных материалов дало возможность упростить конструкцию некоторых узлов, в которых ме таллические детали заменены на полимерные. Упроще ние же конструкции узлов облегчает обслуживание всей машины, повышает надежность ее работы, сокращает простои.
Использование полимерных материалов при ремонте и модернизации текстильного оборудования дает и эко номический эффект. Часто многие детали текстильных машин приходится вытачивать на различных металлоре жущих станках из большой заготовки. Около 40% ме талла переходит при этом в стружку. Деталь из поли-
3
■мерного материала отливают или прессуют сразу нуж ных размеров. Резко сокращается расход материала. Удельный вес полимерного материала примерно в пять раз меньше по сравнению с металлами. На одну и ту же деталь требуется полимерного материала по весу в пять раз меньше, чем металла. Это существенно снижает се бестоимость детали. Кроме того, большинство природ ных материалов дороги и дефицитны.
Можно из одной партии материала получить детали, обладающие различными свойствами, и даже такие де тали, которые для работы на той машине, для которой они предназначены, совершенно йепригодны, несмотря на хорошее качество исходного сырья.
Чтобы получить деталь из полимерного материала, обладающую требуемой прочностью, пластичностью, вы сокой химической стойкостью, необходимо, кроме подбо ра марки материала при проектировании, правильно ■организовать технологический процесс ее изготовления и точно соблюдать все его параметры. Для этого необхо димо знать, как построены полимерные материалы, ка кие процессы происходят при расплавлении полимерного сырья и формовании детали, а также рационально ис пользовать оборудование и оснастку.
ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ
ТЕКСТИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Если раньше основными полимерными материалами, из которых изготовляли детали текстильных машин, бы ли текстолиты и вторичный капрон, то сейчас стали ис пользовать стеклопластики, анид, различные фенол-фор- мальдегидные материалы и другие пластмассы. В связи' с дальнейшим развитием химической промышленности, осваивающей выпуск новых полимерных материалов, а также большой работой, выполняемой нашими научны ми организациями и большим коллективом рационали заторов и изобретателей фабрик, количество материа лов, используемых для изготовления деталей текстиль ных машин, непрерывно увеличивается.
К материалу, из которого нужно изготовить многие детали текстильных машин, предъявляются самые вы сокие требования. То обстоятельство, что в разных уз лах машины детали работают в совершенно различных условиях, определяет большое разнообразие свойств ма териалов, из которых изготавливают эти детали. Когда не было полимеров, соответственно подбирали природ ные материалы, особо их обрабатывали. Так, для изго товления деталей печатных машин, соприкасающихся с агрессивной средой, использовали красную медь, так
5
как она лучше других материалов выдерживает дейст
вие этой среды.
Ламельки, прядильные кольца, нитепроводники, ска ло ткацкого станка и многие другие детали текстильных машин должны иметь хорошо обработанную поверх ность. Каждая из этих деталей должна иметь определен ную поверхностную твердость, с учетом которой подби рали природный материал.
Поскольку необходимы детали с резко различаю щимися свойствами, используют большое количество ма рок полимерных материалов.
” Так как детали вытяжных приборов и нитепроводни ки непосредственно соприкасаются с перерабатываемым материалом, их поверхность нужно обработать по высо кому классу чистоты. Плотность детали должна быть равномерной по всему объему. Этого можно добиться не только подбором соответствующего материала, но также правильной организацией технологического про цесса ее изготовления.
В организации изготовления полимерных деталей при ремонте и модернизации оборудования на текстильной фабрике имеется своя сложность. Осваивать новый ма териал и разрабатывать технологию изготовления из него новой детали необходимо в самый короткий срок. Изготовляет полимерные детали ОГМ. На ремонт или модернизацию одновременно останавливают небольшое количество машин. Одноименных деталей для них при ходится изготавливать немного. Иногда некоторые дета ли делают всего в нескольких экземплярах. Только та кие детали, как нитепроводники или валики вытяжного
прибора, можно изготавливать серией, но и в ней коли чество деталей небольшое.
Для одной машины нужны различные детали из раз личных полимерных материалов. Для каждой детали
-6
требуется разработка соответствующего технологическо го процесса.
Так как количество деталей большое, невозможно организовать поточное производство. Участок изготовле ния деталей из полимерных материалов на текстильной фабрике по организации работы напоминает экспери ментальный цех. Этот участок обычно не имеет сложно го оборудования, которым оснащены заводы, связанные с массовым изготовлением деталей из полимерных ма териалов.
Современные машины для изготовления деталей из полимерных материалов имеют высокую производитель ность. Большинство из них частично, а некоторые пол ностью автоматизированы. Наладка таких машин очень сложна и требует больших затрат квалифицированного труда. Чтобы начать изготовление новой детали, необ ходимо сменить формы и снова наладить машину. Это сложный и длительный процесс. Машины для изготов ления деталей из полимерных материалов выгодны лишь в том случае, когда эти детали выпускаются большими сериями. Только тогда они дают большую производи тельность при малой себестоимости детали. В условиях же текстильной фабрики подобные машины придется очень часто налаживать, менять формы. Это сильно по высит себестоимость деталей, сами машины будут часто простаивать.
Исходя из сказанного, участок для изготовления де талей из полимерных веществ на текстильной фабрике следует оснащать простым, дешевым и по возможности универсальным оборудованием. Для этого оборудования должны быть характерны легкая и быстрая смена форм, сравнительно несложная наладка, простота в обслужи вании. Регулировка температуры и давления должна быть плавной и в широких пределах.
7
Иногда большие трудности возникают при подборе и изготовлении оснастки, предназначенной для выработ ки деталей. Многие приспособления делают из дорогих металлов, обрабатывают с высокой степенью точности. В итоге в калькуляции себестоимости деталей из поли мерных материалов расходы на оснастку могут соста вить значительную сумму. Поэтому обычно стремятся к наибольшему сокращению оснастки по количеству, к упрощению ее конструкции и снижениюстоимости.
ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ВЕЩЕСТВА
Механическая прочность детали из полимерного ма териала определяется преимущественно свойствами по лимерного вещества, из которого ее сделали. Свойства полимерного вещества в свою очередь зависят от его химического состава и структуры. Последняя же обра зуется в ходе технологического процесса изготовления детали. Чтобы правильно установить и организовать технологический процесс, необходимо, кроме всего про чего, знать теорию строения полимеров.
Теория строения полимерного вещества в основном рассматривает: 1) строение пачки (первичной надмоле кулярной структуры, полученной в результате упорядо-
ценного расположения макромолекул) и 2) строение ко нечной надмолекулярной структуры.
В теории строения пачки исследуется порядок распо ложения отдельных макромолекул в полимерном веще стве. Он основан на трех положениях, которые вытекают
из закономерностей, полученных экспериментально и из вестных из производственного опыта.
1. Все полимерные вещества имеют максимально вы сокую плотность упаковки макромолекул. Любой поли мерный образец, если он изготовлен так, что в нем нет
8
внутренних напряжений, имеет одинаковые свойства по всей своей массе. Это указывает на необходимость упа ковки макромолекул, сопровождающуюся дальним по рядком, а в некоторых материалах и ближним.
2. В полимерах легко происходят различные фазовые превращения. При повышении температуры или прило жении статической механической нагрузки изменяется прочность в зависимости от направления приложении механической нагрузки. Это указывает на высокую под вижность макромолекул, исключающую их перепутывание.
3. Большинство полимеров имеют кристаллические участки, способные переходить в аморфные и потом при определенных условиях вновь становиться кристалличе скими. Последнее обстоятельство возможно только при скольжении относительно друг друга упорядоченно рас положенных макромолекул и полностью исключает воз можность перепутывания их.
Макромолекулы собраны в пачке так, что их оси па раллельны между собой. Пачку можно представить как длинный и тонкий листок, состоящий из длинных и очень тонких нитей, расположенных строго параллельно. Толщина листка равна диаметру одной макромолекулы. Макромолекулы расположены вдоль оси листка, сцепле ны своими концами по длине и соприкасаются боковыми поверхностями по ширине. По длине пачка состоит из большого количества макромолекул. По ширине их рас полагается значительно меньше.
Само расположение макромолекул в пачке парал лельно одной общей для всей структуры оси создает дальний порядок. Если сегменты макромолекул в пачке чередуются между собой в определенной последователь ности, то это обеспечивает и ближний порядок, обуслов ливающий кристалличность. Ближний порядок может
9-