книги из ГПНТБ / Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие

ми порами, однородные ячеистые — с закрытыми порами и микропористые. Способ их получения основан на спо­ собности каучука абсорбировать газы и на диффузии газов через каучук. Пористая резина применяется при изготовлении амортизаторов, сидений, оконных прокла­ док, протекторных слоев покрышек.

Твердая резина, или эбонит, имеет темно-коричневую или красную окраску, теплостойкость от '50 до 90°С, вы­ держивает высокое пробивное напряжение (25—

60кВ/мин).

Эбонит применяется для изготовления конструкцион­

ных деталей, измерительных приборов и различной электроаппаратуры и поставляется для этих целей в ви­ де пластин, прутков и трубок двух марок: А и Б. Кроме этого, выпускаются .эбонитовые аккумуляторные моно­ блоки, сепараторы (в виде гладких и ребристых плас­ тин) и различные детали для щелочных аккумуляторов.

Мягкие резины — это подавляющее большинство ре­ зин с самой различной твердостью, применяемые в про­ изводстве изделий промышленной техники, изделий ши­ рокого потребления и изделий электроизоляционного на­ значения.

.§ 48. Основные процессы производства резины. Хранение резины

Процесс производства резины включает следующие опе,- рации: пластификацию каучука, приготовление резино­ вых смесей, переработку резиновых смесей в полуфаб­ рикат и изделия, вулканизацию.

Пластификация натурального и некоторых сортоз синтетического каучука состоит в том, что разрезанный на куски каучук пропускают между вальцами в течение 15—20 мин при температуре 40—50°С, после чего каучук становится пластичным и в дальнейшем легко смешива­ ется с другими порошкообразными составляющими. В настоящее время находят применение более производи­ тельные способы пластификации каучука: в резиносмесителях и специальных пластификаторах (червячных прессах).

Резиновые смеси приготовляют на специальных пу­ стотелых смесительных вальцах.

Основными видами переработки резиновой смеси в полуфабрикат и изделия являются каландрирование

(формование резиновой смеси в плоские листы на мно­ говальцевых машинах, каландрах), шприцевание (не­ прерывное выдавливание), формовка (прессование, литье под давлением) и прорезинивание тканей.

Вулканизация является завершающей операцией при изготовлении резиновых изделий. Она может быть го­ рячей (процесс проводится при температуре 120— 150^С), холодной — изделие погружают на короткое вре­ мя (0,5—3 мин) в раствор полухлористой серы в бензи­ не и газовой, при которой изделие подвергается попере­ менному воздействию сернистого газа (SO2) и серово­ дорода (H2S). Холодный и газовый способы вулканиза­ ции применяют только для тонкостенных изделий. .Вул­ канизацию резиновых изделий обычно производят в спе­ циальных котлах (паровой обогрев), в гидравлических прессах (электро- и парообогрев прессформ) и в инди­ видуальных вулканизаторах.

Условия хранения резины. Резина каждой марки предназначена для работы в определенных условиях. Помещение для хранения резины и резиновых изделий должно быть сухим, отапливаемым и затемненным. Тем­ пература воздуха должна быть в пределах 5—20°С, а влажность — в пределах 40—60%. Не допускается хра­ нение резины и резиновых изделий совместно с кислота­ ми, щелочами, растворителями, жидким топливом и мас­ лами. Резиновые изделия необходимо обертывать бу­ магой или тканью и хранить на деревянных стеллажах. При длительном хранении рекомендуется изменять по­ ложение деталей, чтобы исключить возможность обра­ зования складок, пролежней и трещин. Автопокрышки при хранении нельзя складывать стопкой; их рекомен­ дуется ставить на протекторную часть в ряд на стелла­ жах. Автокамеры нужно хранить в развернутом виде без упаковки в слегка надутом состоянии подвешенными на деревянных крючьях, а резиновые шланги — растяну­ тыми в горизонтальном положении на стеллажах. Губ­ чатую резину следует хранить в штабелях высотой не более 250 мм.

§ 49. Приводные ремни

Приводные ремни различаются по форме поперечного сечения, по конструкции, материалу и технологии изго­ товления.

\32

По форме поперечного сечения приводные ремни раз­ деляются на круглые, плоские и клиновидные (клино­ вые) .

Круглые приводные ремни (шнуры) кожаные и хлоп­ чатобумажные в настоящее время сохранились лишь в приводах малой мощности, например в швейных и пище­ вых машинах и т. п.

Плоские приводные ремни имеют наиболее широкое применение в передачах самых разнообразных машин. В 'СССР стандартизованы и производятся в ■централизо­ ванном порядке четыре вида плоских приводных рем­ ней: кожаные, хлопчатобумажные тканые, шерстяные тканые и резинотканевые (прорезиненные).

Кожаные приводные ремни изготовляют из кожи особой выделки, ремневого чепрака. Из всех видов пло­ ских ремней кожаные обладают наилучшей тяговой спо­ собностью. Однако из-за высокой стоимости кожи эти ремни применяются теперь лишь в особо ответственных случаях.

Хлопчатобумажные тканые приводные ремни подраз­ деляют на цельнотканые, тканые .прошивные (выраба­ тываемые переплетением трех или четырехслойной тка­ ни), шитые (из четырех, шести и восьми слоев ткани 'бельтинг) и шитые бесконечные, ©се хлопчатобумажные ремни, кроме бесконечных, подвергаются пропитке сос­ тавом из озокерита и битума с целью предохранения от атмосферных влияний, увеличения прочности, уменьше­ ния усадки в свободном состоянии. -

Шерстяные тканые приводные ремни, пропитанные затертым на олифе железным суриком, малочувстви­ тельны к колебаниям влажности и температуры и более стойки, чем другие виды ремней, к воздействию пыли, кислот, едких паров и газов.

Резинотканевые '(прорезиненные) приводные ремни изготовляют из нескольких (от 2 до 9) слоев (прокла­ док) хлопчатобумажной ткани бельтинг, связанных между собой вулканизированной резиной. Для 'большей

гибкости между слоями ткани помещаются резиновые прослойки.

Плоские резинотканевые ремни (ГОСТ 101—64) вы­ пускают трех типов: А, Б и В. Как правило, эти ремни имеют конечные размеры, но по требованию заказчика могут быть бесконечными (состыкованными).

Конечные ремни применяются для любых расстояний

133

между центрами шкивов, а также при наличии закры­ тых концов валов передачи. Бесконечные ремни приме­ няются для приводов с определенным расстоянием меж­ ду центрами шкивов.

Клиновидные приводные ремни состоят из рядов про­ резиненной ткани и спирально навитого кордшнура, рас­

Клиновидные ремни выпускают обычно бесконечны­ ми, длиной от 500 до 14 000 мм. По своему назначению клиновидные ремни подразделяются на две труппы: рем­ ни приводные (группового привода) и ремни вентиля­ торные для привода вентилятора, насоса и генератора двигателей автомобилей, тракторов и комбайнов.

Приводные ремни изготовляют кордшнуровой и кордтканевой конструкции. Сечения ремней обозначаются буквами: О, А, Б, В, Г, Д, Е (ГОСТ 1284—68).

'Вентиляторные ремни отличаются повышенной изгибоустойчивостыо, выпускают их только кордшнуровой конструкции. Сечения ремней обозначают номерами 1, 2, 3, 4, 5 (ГОСТ 5813—64).

Клиновидные ремни могут быть и зубчатыми.

Для комбайна С-4 отечественная промышленность выпускает уширенные клиновидные ремни (с увеличен­ ной шириной сечения) двух типов: кордшнуровые ремни сечением 45X20 мм и кордтканевые ремни сечением

40X20 мм.

Клиновидные ремни уменьшенного сечения 10X8 мм выпускают с кордшнуром из синтетического волокна анид.

Механические свойства ремней характеризуются пре­ делом прочности при растяжении и их упругими свойства­ ми, т. е. удлинением в момент разрыва или под опреде­ ленной нагрузкой. Остающимися остаточными удлине­ ниями определяется вытяжка ремней в процессе работы, а следовательно, сроки их перешивки или подтягивания.

Надежность работы и экономичность ременной пере­ дачи зависят от качества соединения концов ремней. Плоские конечные ремни требуют соединения концов. Для этого применяют три основных вида соединений: склеивание, сшивание (сыромятными ремешками и жильными струнами) и скрепление (болтами с наклад­ ными и проволочными крючками).

134

§ 50. Ф рикционные и прокладочные материалы

Фрикционные материалы. В качестве облицовочных фрикционных материалов применяются: тканые тормоз­ ные асбестовые ленты и асбестовый картон. Эти матери­ алы обладают большим коэффициентом трения (0,30— 0,40%), выдерживают высокую температуру (до 230°С), достаточно износоустойчивы и применяются для изго­ товления фрикционных колец и накладок на диски, ко­ лодок и лент тормозных устройств. Они могут быть тка­ ными, если изготовлены из тканей асбестовой ленты, или формованными, или прессованными. Тканая асбестовая лента представляет собой -многослойную ткань с вклю­ чением в нее латунной проволоки сечением 0,16— 0,18 мм, пропитанную смоляными, каучуковыми состава­ ми или маслами и термически обработанную. Фрикци­ онные кольца, прессованные и формованные, изготовля­ ют из асбофрикционных материалов КФ-1, КФ-2, КФ-3,

КФ-4.

Прокладочные материалы. Эти материалы служат для создания герметичности с целью предохранения от вытекания масла, горючего, воды, газов, а иногда с целью предохранения от попадания пыли и грязи к тру­ щимся поверхностям. К прокладочным материалам от­ носятся кожа, фибра, войлок, картон, паронит, клингерит, резина, из которых изготовляют прокладки, сальни­ ки и манжеты.

Техническая кожа применяется для изготовления манжет и уплотнительных прокладок колец для прессов, компрессоров, на-сосов при температурах до 40°С при работе -с кратковременным воздействием температуры до 7-0°С, а также при сильном давлении рабочей среды — до 1 МН/м2 (10 кгс/см2).

В качестве заменителя кожи применяют фибру. Фибра прокладочная марки ФТ является масло- и бен-

зостойким материалом, хорошо механически обрабаты­ вается, поддается штамповке (вырубке), склеиванию, склепыванию и служит для изготовления уплотнитель­ ных прокладок и шайб в машиностроении. Фибра изго­ тавливается из сильнопористой бумаги (типа фильтро­ вальной), предварительно обработанной раствором хло­ ристого цинка.

Войлок изготовляют способом уплотнения шерсти. Он имеет высокие теплоизоляционные свойства.

135

В автомобильной и тракторной промышленности и в сельскохозяйственном машиностроении применяется войлок технический грубошерстный и полугрубошерстный для изготовления сальников и прокладок.

кладочный картон выпускается двух марок: А — пропи­ танный; Б — непропитанный.

Паронит — листовой уплотнительный материал, из­ готовленный из асбеста, каучука и наполнителей. При­ меняется в виде прокладок для уплотнения мест соеди­ нений в моторах, паропроводах, гидравлических уста­ новках и других механизмах, работающих при темпера­ туре до 450°С и давлениях до 7,5 МН/м2 (75 кгс/см2).

Клингерит — листовой материал, изготавливаемый из асбеста, смешанного с графитом, суриком, окисыо же­ леза и каучуком. Прокладки из клинге.рита могут ста­ виться в соединениях машин, работающих при темпера­ туре 180—200°С и давлениях до 1,2 МН/м2 (12 кгс/см2).

Асбометаллические прокладки и кольца применяют­ ся для уплотнения мест соединений металлических по­ верхностей с нагревом до 350°С и давлением до 10 МН/м2 (100 кгс/см2) в среде воды, масла и горячих газов (например, прокладки головки блока в двигате­ лях внутреннего сгорания). Они состоят из двух листов фольги, меди, латуни или алюминия и заключенного между ними асбестового картона или из двух листов ла­ тексной бумаги, соединенных перфорированным сталь­ ным каркасом.

Резина техническая предназначена для производства деталей, применяемых в авто- и тракторостроении. Уп­ лотнительные прокладки изготовляют из мягких резин (№ 1432 и др.) или средней и повышенной твердости (№ 3909/4740 и др.), работающих в среде воды и воз­ духа, и из резин № 3465, 2542 .и др., стойких к маслу и топливу.

ния в интервале температур от +80°С и до —45°С при повышенном давлении.

136

Г л а в а XI

ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Электроизоляционные материалы (диэлектрики) делят­ ся на жидкие, твердые и газообразные. Наибольшее применение в электротехнике имеют жидкие и твердые диэлектрики.

§ 51. Жидкие и твердеющие электроизоляционные материалы

Жидкие электроизоляционные материалы делятся на природные и синтетические. К природным диэлектрикам относятся нефтяные масла (трансформаторное, конден­ саторное, кабельное) и касторовое масло.

Трансформаторное масло — светло-желтая и прозрач­ ная маловязкая жидкость с температурой вспышки па­ ров не ниже +1Э5°С и температурой застывания в пре­ делах от —45 до —35°С. Плотность масла колеблется от 865 до 895 кг/м3 (от 0,865 до 0,895 г/см3). Электриче­ ская прочность масла сильно снижается при увеличении содержания в нем влаги. Трансформаторное масло при­ меняется для заливки измерительных трансформаторов, маслонаполненных вводов и масляных выключателей.

Лучшие сорта трансформаторного масла в СССР по­ лучаются из эмбенских нефтей, а обычные (товарные) масла — из бакинских нефтей.

Конденсаторное и кабельное масло получают обычно из трансформаторного масла путем дополнительной очистки или из доссорской нефти. Эти масла отличают­ ся от трансформаторного масла повышенными электри­ ческими свойствами.

Конденсаторное масло применяется для пропитки изоляции бумажных конденсаторов, а кабельное масло служит для пропитки бумажной изоляции кабелей, где изоляционному маслу приходится работать в условиях оченЬ высоких напряженностей электрического поля (сотни киловольт на сантиметр).

Касторовое масло получают из семян клещевины и применяется оно в некоторых типах бумажно-масляных герметизированных конденсаторов, когда требуются не особенно высокие электрические характеристики и него­ рючесть изоляционного масла (касторовое масло прак­ тически не горит).

137

К синтетическим жидким электроизоляционным мате­ риалам относится совол.

Совол (полнхлордифенил) получают из бензола с последующим хлорированием. Это негорючая, взрывобезопасная, неокисляющаяся вязкая жидкость с удель­ ным весом в пределах 1,50—1,56. Совол применяется в основном для пропитки бумажных конденсаторов.

Твердеющие электроизоляционные материалы в мо­ мент их применения находятся в жидком состоянии и твердеют после охлаждения или в результате происхо­ дящих в них химических процессов. К ним относятся воскообразные диэлектрики, смолы, битумы, компаунды.

Воскообразные диэлектрики (воск, парафин, гало-

вакс, церезин и др.) применяются в качестве пропиты­ вающих и заливочных масс.

В последнее время применение воска, парафина и галовакса ограничено. Они вытесняются церезином, смесью церезина и полиэтилена и другими воскообраз­ ными составами.

Церезин — воскообразное вещество, светло-желтого или оранжевого цвета, получаемое из некоторых сортов нефти или из воскообразного минерала озокерита («гор­ ного воска»). По электрическим свойствам церезин ма­ ло отличается от парафина, но имеет более высокую тем­ пературу плавления (65—80°С), повышенную стойкость против окисления и меньшую усадку при застывании.

Смолы при низких температурах имеют аморфное строение, хрупки и представляют собой стеклообразные массы. По происхождению смолы делятся на природные

иискусственные.

Кприродным смолам относятся шеллак, канифоль и

копалы.

Шеллак — смола желтоватого или красно-коричнево­ го цвета, хорошо растворяется в спирте. 'В электроизо­ ляционной технике шеллак используется в виде клеящих лаков, в частности при изготовлении миканитов.

Канифоль — хрупкая смола желтого или коричнево­ го цвета, растворима в нефтяных я растительных мас­ лах, .спиртах, скипидаре. В электропромышленности ка­ нифоль применяется в виде растворов в нефтяных мас­ лах в качестве пропиточных я заливочных компаундов.

Копалы — тугоплавкие смолы, обладающие блеском и большой твердостью. К ископаемым копалам относит­ ся янтарь, имеющий высокое удельное, объемное и по­

138

верхностное сопротивление. Янтарь применяется там, где важно иметь высокое сопротивление изоляции неза­ висимо от влажности воздуха (например, для вводов в

электрометрам, электроскопах).

К искусственным (синтетическим) смолам относятся высокомолекулярные соединения, получаемые в резуль­ тате реакции превращения различных веществ.

Битумы — аморфные материалы черного или темнокоричневого цвета, хрупки и имеют характерный ракови­ стый излом. Битумы бывают искусственные (нефтяные) и природные, называемые асфальтами. Температура раз­ мягчения битумов 30—1?0°С. Лучшие электроизолиру­ ющие свойства имеют тугоплавкие битумы. Они исполь­ зуются как исходный материал для изготовления элект­ роизоляционных покровных лаков и электроизоляцион­ ных пропиточных и заливочных компаундов.

Компаунды состоят из битумов, восков, смол, масел и канифоли. Пропиточные компаунды служат для про­ питки обмоток электрических машин и бумажной изо­ ляции силовых кабелей. Заливочные компаунды при­ меняются для заливки соединительных, ответвительных и концевых муфт силовых кабелей, для заполнения боль­ ших полостей в электрических машинах и аппаратах' с целью получения влагонепроницаемого монолитного электроизоляционного покрытия.

§ 52. Твердые электроизоляционные материалы

Твердые электроизоляционные материалы делятся на волокнистые, керамические и стеклообразные.

Волокнистые электроизоляционные материалы: дре­ весина, бумага, картон, фибра, лакоткани, асбест, слои­ стые пластики.

Древесина применяется в электротехнике только для изготовления малоответственных изоляционных деталей: штанг приводов разъединителей, масляных выключате­ лей, рукояток и др.

Бумага, применяемая в электротехнике, делится на конденсаторную, кабельную, пропиточную, намоточную, микалентную и оклеенную. Конденсаторная бумага име­ ет толщину от 0,007 до 0,03 мм и высокую плотность.

Кабельная бумага имеет повышенную толщину (0,08; 0,12; 0,17 мм) и меньшую плотность (0,7—0,8 г/см3) по сравнению с конденсаторной, но обладает высокими ме­

139

ханическими свойствами, она применяется для изоляции силовых кабелей.

Пропиточная и намоточная бумага отличается пони­ женной плотностью 0,6—0,76 г/см3 и поэтому имеет боль­ шую впитываемость. По своим механическим свойствам она уступает обычной кабельной бумаге. Пропиточную бумагу толщиной до 0,12 мм применяют для производ­ ства листового гетинакса.

Микалентная бумага имеет толщину 0,02 мм и отли­ чается большой механической прочностью в продольном направлении. Она-служит для изготовления тонкой кле­ еной слюдяной изоляции (микаленты).

Оклеенная бумага имеет толщину 0,033 мм. Применя­ ют ее для изоляции друг от друга стальных листов при сборке магнитопроводов в электрических машинах и трансформаторах.

Картон электротехнический — тонкий листовой мате­ риал толщиной от 0,1 до 3 мм. Различают два .основных вида электротехнического картона: ЭВ — для работы на воздухе и ЭМ — для работы в масле в качестве прокла­ док, шайб, пазовой изоляции, междуслойной и витковой изоляций при производстве электрических машин и эле­ ктротехнической аппаратуры.

Фибра электрическая марки ФЭ вырабатывается толщиной от 0,6 до 1,2 мм серого, черного и красного цвета в виде листов, прутков и трубок. Основной недо­ статок фибры — высокая гигроскопичность, что при большом увлажнении окружающего воздуха создает большую электролитическую проводимость, поэтому фи­ бру часто заменяют гетинаксом.

Лакоткани — гибкий электроизоляционный материал, получаемый пропиткой хлопчатобумажных, шелковых и стеклянных тканей масляными и масляно-битумными лаками, которые после высыхания образуют на поверх­ ности ткани прочную эластичную пленку, обладающую высокими диэлектрическими свойствами.

Шелковая лакоткань марок ЛШ1, ЛШ2, ЛШС, ЛШС1, ЛШС2 изготовляется из натурального шелка (эксцельсиор) и отличается от хлопчатобумажной мень­ шей толщиной (0,04—0,16 мм), повышенными диэлект­ рическими свойствами и более высоким относительным удлинением при растяжении.

Асбест — волокнистый минерал естественного проис­ хождения, обладающий высокой огнестойкостью

140