книги из ГПНТБ / Детали машин из пластмассы В. А. Виноградов, В. И. Кайчев. 1960- 11 Мб

2 — 3 раза, а более простых — в 8 — 10 раз, трудоем­

эфирных (контактных) смол и методов пневматического

формования на несложных машинах из листов термо­

пластов получают крупногабаритные изделия без помощи громоздкого гидропрессового оборудования большой мощности. Инструментальная оснастка здесь проста — несложные шаблоны и формы, изготовляемые из дерева, гипса, пластмасс, дюраля.

Методами контактного, пневматического формования:

крупные панели, щиты, кожуха и т. д.

Вторым важным фактором широкого внедрения пла-,

стических масс в машиностроении является высокая тех­ нологичность пластмасс, их ■ способность перерабаты­

ваться в детали машин наиболее производительными, методами. При этих методах переработки производства деталей происходит с исключительно коротким циклом, измеряемым секундами, процесс в большинстве случаев может быть полностью автоматизирован.

Из пластмассы можно изготовить изделия в сотни раз легче стали, в десятки раз легче воды, дерева и пробки. Это так называемые газонаполнительные материалы (пе­

нопласты, сотопласты, микропористые пластики). Пластмассы, армированные текстилем, показывают'

исключительно большую стойкость к износу и нашли уже широкое применение в изготовлении подшипников, шесте­ рен и других ответственных деталей машин. ■ Г Пластические массы этого типа используют для изго­

товления вкладышей подшипников, заменяя собой брон­ зу, баббит и другие сплавы цветных металлов.

Пластмассовые подшипники обладают прекрасными антифрикционными свойствами; коэффициент трения у

них такой же, как у подшипников качения (0,002 — 0,005). Они обладают значительной грузоподъемностью (250 кг/см2 и выше), высокой усталостной прочностью и' обеспечивают более равномерное распределение давле­ ний, на контактной поверхности. Они значительно лучше,

баббитовых вкладышей выдерживают нагрузку и долго-' вечнее их в 8—10 раз, что приводит к уменьшению'

простоев машин, вызываемых ремонтом подшипников.

9

Пластмассовые подшипники могут использоваться

практически везде и они дешевле в 7 — 8 раз металличе­ ских, не требуют, как обычные подшипники, дорогостоя­ щих масел для смазки; для охлаждения пластмассовых

подшипников применяется вода.

В часах и точных приборах встречаются подшипникималютки диаметром в 2 мм, а в мощных прокатных станах и паровых мельницах — диаметром более одного

метра. Пластмассовые подшипники не дают изнашивать­ ся шейкам вала и сами в 10 — 20 раз долговечнее брон­ зовых подшипников.

Хорошие результаты показали пластмассовые подшип­ ники в машинах, работающих в пыльной среде, как экс­ каваторы, углепогрузчики, камнедробилки, раствороме­ шалки, транспортеры. Машины эти работают гораздо надежнее с подшипниками из пластмасс; если в зазор

между шейкой вала и подшипником из пластмассы попа­

дут твердые частицы пыли, то задира шейки не произой­ дет, ибо твердые частицы будут вмяты в пластмассовую поверхность вкладыша.

Шестерни, изготовленные из пластмасс, отличаются

от металлических рядом важных достоинств: небольшим

изготовления шестерен получили наибольшее распростра­ нение текстолит, капрон, древесная прессмасса и древес­ ный слоистый пластик марки ДСП-Г со звездообразным расположением волокон. Цилиндрические шестерни из древесных пластиков можно применять при нагрузке до 20 кг на один погонный сантиметр зуба при небольших модулях (до 6 — 8) и окружных скоростях до 10 м/сек.

Пластмассы имеют прекрасный внешний вид, позво­ ляют имитировать всевозможные ценные породы дерева,

полудрагоценные камни, металлы и друг. Пластические массы при введении пигментов могут окрашиваться в различные цвета и оттенки.

Вместе с указанными выше достоинствами пластмас­ сы обладают и серьезными недостатками, ограничиваю­ щими область их применения. К этим недостаткам отно­ сятся: очень малая теплопроводность, разбухаемость, а также свойство пластмасс менять свои размеры под на­

грузкой. Широкое применение некоторых видов пласт­

10

масс сдерживается относительно высокой их стоимостью. Надо полагать, что постоянное совершенствование свойств

пластмасс и технологии их изготовления' уже в ближай­

текстильных машин можно только на базе комплексной механизации и автоматизации с применением новой тех­ ники и прогрессивной технологии.

Большую роль в увеличении выпуска машин сыграет широкое применение пластмасс. Для изготовления дета­ лей из пластмасс, как свидетельствует практика, произ­ водственных площадей и оборудования требуется в 2 — 3 раза меньше, чем при изготовлении тех же деталей из металла.

На Пензмашзаводе ведутся большие работы по замене

металлов и других материалов пластмассами. Так, уже в текущем году более 1100 деталей прядильных и крутиль­

ных машин изготавливается из пластических масс.

В 1965 году пензмашевцы намечают до 20 процентов,

деталей текстильных машин делать из пластмасс, что дает 1.330 кг экономии металла на одну машину, а при

выпуске в 1965 году 7200 машин экономия .металла соста­ вит 9200 тонн, а денежных средств около 25 миллионов рублей.

Бригадой инженерно-технических работников завода обобщен и подготовлен материал по применению пласт­

11

масс в машиностроении. На основе этого материала и

учета задач и возможностей Пензмашзавода разработан план внедрения пластмасс в производство по годам семи­

летки. Предварительно определено количество деталей, изготовляемых из пластмасс на одну машину, экономия

металлов, расход пластмасс и предполагаемая экономия

(см. табл. 1).

Таблица 1

Годы 1959 1960 1961 1962(1963 1964 1965 Всего

Количество деталей, изго­

из пластмасс учитывались основные расходы, прессматериал, заработная плата основных производственных рабо­ чих, погашение стоимости прессформ и т. д.

Накладные расходы (цеховые и общезаводские) вклю­ чают затраты на содержание, ремонт и амортизацию основных средств, энергетические затраты на технологи­ ческие нужды, затраты на охрану труда и технику безо­ пасности, расходы по управлению производством, на ра­ ционализацию и контроль. Ниже приведена таблица для сравнения себестоимости детали из пластмасс и металла.

Из таблицы следует, что себестоимость пластмассовых деталей ниже себестоимости таких же деталей из метал­ ла в 1,5 — 7 раз, а механические и прочие свойства пла-

12

Таблица 2

соответственные характеристики металлов. Все это и вы­ вело пластмассовые детали на широкую дорогу примене­

ния их в машиностроении и приборостроении.

НЕЗАМЕНИМЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ

МАТЕРИАЛЫ

Современный уровень развития советской науки и техники позволяет работникам химической промышлен­

ности успешно создавать новые пластические материалы

с заранее заданными свойствами. Поэтому творцы новых машин, конструкторы, технологи могут выбирать наибо­ лее подходящие типы из большого ассортимента уже су­ ществующих пластмасс, а в скором времени они начнут заказывать совершенно новые пластики с необходимыми для данного конкретного случая характеристиками.

Внастоящее время в конструкциях машин, механиз­ мов и приборов довольно широко применяются различные виды деталей из пластиков. Укажем на наиболее распро­

страненные в машиностроении пластики.

Фенопласты представляют собой композиционные смеси искусственных смол фенольного типа с органиче­ скими и минеральными наполнителями и добавкой отвер­ ждающих, смазывающих и окрашивающих веществ; они

относятся к термореактивным прессовочным материалам.

Взависимости от состава исходной смолы и других компонентов свойства фенопластов могут изменяться в определенных пределах, необходимых для удовлетворе­ ния специфических требований, предъявляемых к дета­ лям машин, работающим в условиях тех или иных сред.

13

Материалом прессовочных фенопластикбв, в состав которых входят мелкозернистый органический и мине­ ральный наполнители, является порошок определенной зернистости. Промышленность выпускает несколько групп таких пресспорошков.

Укажем на шесть основных среди них. 1. Пресспорош­

ки общего назначения. Получают их на основе смол новолачного типа; наполнителем берут в основном древес­

ную муку и частично используют минеральный наполни­

тель. 2. Пресспорошок электроизоляционного назначения изготавливают на основе смол резольного типа. Напол­ нитель здесь применяется органический и минеральный. Материал этот идет для опрессовки слюдяных конденса­ торов и для изоляционных радиодеталей. 3. Пресспорош­

ки для изделий с повышенной водостойкостью и тепло­

стойкостью. 4. Пресспорошки повышенной химической

стойкости; наполнителем их выбирают кокс. Идут они на

изготовление крышек и пробок аккумуляторных банок. 5. Пресспорошок повышенной прочности на удар, приме­

стических масс изготавливается более 1000 деталей на каждую текстильную машину, в их числе ролики, крыш­ ки, вкладыши, втулки, пробки и т. д. (см. рис. 2).

Применение пресспорошков на Пензмашзаводе из года в год будет неуклонно расширяться. Число деталей

из пластмассы на одну прядильную машину достигнет

ского совнархоза. Из порошков изготавливается уже те­ перь большое количество деталей — панели, крышки,

розетки, выключатели, основания к штепсельным разъ­ емам и т. д.

Пензмашзавод по кооперации начал изготавливать в 1959 году для первого арматурного завода шесть разно­ видностей ручек из пресспорошка К-18-2 в количестве

14

570 тысяч штук. Подобные детали завод будет изготав­ ливать для мясорубок и других изделий.

Для ознакомления читателя с этим видом пластика, а

также других термореактивных прессовочных материа­ лов приведем таблицу 3, в которой указаны физико-меха­ нические и диэлектрические свойства этих материалов.

Стеклопласты — новый тип пластмасс, представляю­

щий собой композицию из резольной смолы и стеклово­ локнистого наполнителя и получивший название «стекло­ пласты». Такие армированные или упрочненные пластики

охватывают группу материалов с различными физико­ механическими характеристиками (см. табл. 3).

Таблица 3

По типу наполнителя и технологическим свойствам материала стеклопласты разделяются на четыре основ­ ные группы: а) стеклотекстолиты; б) стекловолокниты — литьевые или прессовочные материалы; в) анизотропные стеклопласты; г) стеклопласты на основе предваритель­

ного таблетированного стеклянного волокна или стекло­ матов.

Благодаря высоким физико-механическим свойствам,

прекрасным электроизоляционным и радиотехническим

16

нию веса автомобиля снижается расход горючего и повы­ шается грузоподъемность машин.

Для текстильного и общего машиностроения особый

интерес представляет стекловолокнит марки АГ-4. Это — термореактивный материал, полученный на основе моди­ фицированной фенольноформальдегидной смолы с мине­ ральным наполнителем (стекловолокно). Он зарекомен­

довал себя как высококачественный материал для изго­ товления механически прочных и теплостойких изделий, пригодных для работы при температуре до 200°С и в ус­ ловиях тропического климата.

При прессовании колодок, крышек и прочих плоских

изделий из АГ-4 резко снижается вероятность получения изделий с короблением, исключается необходимость до­ полнительной правки их после прессования. Тонкостен­ ные изделия из этого пластика также обладают достаточ­ ной механической прочностью.

В случае прессования из АГ-4 армированных изделий исключены явления растрескивания при последующей

механической доделке изделий, например, при сверлении отверстий и т. д.

Стекловолокнит АГ-4 в зависимости от структуры разделяется на марки «В» и «С». К марке «В» относится

также пропитанными смолой. Оба вида материала пере­ рабатываются в изделия также в прессформах, как и другие термореактивные пресовочные материалы. При этом до переработки в изделия материал марки «В» обя­

зательно таблетируется, а материал марки «С» нарезает­

другие крупные детали прядильных и других машин.

Аминопласты (карбамидные пластмассы) изготавли­ ваются на основе мочевиноформальдепидных смол. По

18