Файл: Капрон и его применение в технике И. П. Земляков. 1960- 3 Мб.pdf

Опыты по исследованию работы вкладышей при смазке их веретенным маслом производились при удель­ ных давлениях до 90 кг/см2 и для четырех различных скоростей относительного скольжения:

0,4, 0,66, 1,13 и 2,0 м/сек.

Основным показателем, характеризующим процесс

трения, является коэффициент трения, связанный с си­ лами, действующими в сфере трения поверхностей де­ талей.

По указанной характеристике процесса делалось зак­ лючение о состоянии смазочного слоя масла на поверх­ ностях трения.

Краткое описание полученных зависимостей коэффи­ циента трения от режимов трения приводится отдельно для каждой из трущихся пар: сталь — баббит, сталь — бронза, сталь — текстолит и сталь — капрон.

1. РАБОТА ВКЛАДЫШЕЙ-ОБРАЗЦОВ ПРИ СМАЗКЕ ИХ ВЕРЕТЕННЫМ МАСЛОМ

Сталь по баббиту. При трении стальной каленой цапфы о баббит при смазке вкладышей веретенным маслом зависимость коэффициента трения от удельного давления и скорости показана на фиг. 3.

Коэффициент трения при скорости 0,4 м/сек состав­

достигая значения 0,16 при всех скоростях, что свиде­

тельствует о быстром разрушении смазочного слоя, глав­ ной причиной чего, по нашему мнению, является низкая вязкость веретенного масла.

Очевидно, большая скорость при больших удельных давлениях начинает способствовать разрушению пленки масла на трущихся поверхностях.

Сталь по бронзе. Рост коэффициента трения при уве­ личении удельного давления для пары сталь — бронза происходит более плавно, чем при трении стали о баб­ бит (фиг. 4).

Этот рост наиболее плавно происходит при скорости

0,4 м/сек, т. е. наименьшей.

Самый низкий коэффициент трения зафиксирован

18

для случая работы вкладышей-образцов при скорости 2 м/сек, т. е. наибольшей из испытуемых.

Коэффициенты трения при удельных давлениях 2— 5 кг/см2 колебались в пределах 0,07—0,09 и при удель­ ных давлениях 60—70 кг/см?—0,115—0,125.

Сталь по текстолиту. Кривые, изображенные на фиг. 5,

выражают аналогичные предыдущим графикам зависи­ мости.

Процессы изменения коэффициентов трения стали по текстолиту при различных режимах сходны с процессами для трения стали о бронзу.

Значения коэффициентов трения при малых удель­ ных давлениях находятся в пределах до 0,060—0,075, а

при больших доходят до 0,140, что говорит о заметном

нарушении смазочного слоя и приближении к процессу трения полусухих поверхностей.

Сталь по капрону. Из четырех исследуемых трущихся пар процесс изменения коэффициентов трения в зависи­ мости от увеличения удельных давлений для трения ста­ ли о капрон выделяется тем, что эти изменения наимень­ шие, что видно из графиков фиг. 6.

При малых скоростях относительного скольжения коэффициент трения был зафиксирован меньшим, чем при больших.

19

Это увеличение коэффициента трения с возрастанием скорости наблюдалось при всех примененных удельных давлениях.

Значения коэффициентов трения при ;малых удельных

давлениях находились в пределах 0,09—0,120, а при больших — 0,125—0,145.

2. РАБОТА ВКЛАДЫШЕЙ-ОБРАЗЦОВ ПРИ СМАЗКЕ ИХ ТУРБИННЫМ МАСЛОМ

Исследование работы вкладышей в условиях смазки их турбинным маслом проводилось при тех же режимах, что и для работы поверхностей, смазанных веретенным маслом.

Сталь по баббиту. Процесс трения данной пары со­

провождался увеличением коэффициента трения при уве­ личении удельных давлений (фиг. 7).

С возрастанием скорости относительного скольжения коэффициент трения уменьшался, хотя и очень незначи­ тельно.

Значения коэффициентов трения были следующими:

Как видно из графиков, для пары сталь — баббит при исследованных условиях работы вкладышей турбинное

масло является более предпочтительным, чем веретен­ ное.

Сталь по бронзе. Процесс трения стали по бронзе ха­ рактерен тем, что при возрастании удельных давлений во время эксперимента коэффициент трения сначала увеличивается, а затем падает примерно до первоначаль­ ного значения (фиг. 8).

Увеличение коэффициентов трения происходило при

2 м/сек, т. е. при наименьшей и наибольшей из приме­ ненных, коэффициенты трения были ниже, чем при ско­ ростях средних (0,66 и 1,13 м/сек}.

Значения коэффициентов трения при малых и боль­ ших удельных давлениях находились в пределах 0,060— 0,075, а при средних 0,09—0,10.

Из сравнения видно, что работа пары сталь — бронза

при смазке турбинным маслом была более удовлетво­ рительной, чем работа той же пары в условиях смазки ее веретенным маслом.

Сталь по текстолиту. Как видно из графиков (фиг. 9 ,

изменение коэффициентов трения .при скольжении стали

по текстолиту по мере увеличения удельных давлений вначале происходит быстро (возрастает), а затем мед­ ленно (уменьшается).

При малой скорости относительного скольжения 0,4 м/сек силы трения были меньшими, чем при больших скоростях.

Смазка турбинным маслом весьма заметно стабили­ зировала процесс трения по сравнению с веретенным маслом.

Сила трения для всех испытанных режимов работы была меньше, чем для той же пары, работавшей в усло­ виях смазки веретенным маслом.

Сталь по капрону. Значения коэффициентов трения при указанном сочетании находились в пределах 0,09— 0,10 при малых удельных давлениях и 0,12—0,13 при

больших (фиг. 10).

Влияние скорости относительного скольжения на про­ цессы трения данной пары сказывалось в меньшей сте­

пени, чем при других сочетаниях, о чем свидетельствует

кучность кривых, выражающих зависимости коэффици­ ентов трения стали о капрон от режимов трения.

3.РАБОТА ВКЛАДЫШЕЙ В ВОДЯНОЙ ВАННЕ

Внастоящее время в качестве материала для под­

шипников прокатных станов широко применяется тек­

столит.

Смазкой при работе таких подшипников чаще всего является обычная вода.

Главную роль при этом вода играет как средство для

охлаждения трущихся поверхностей. Нами были про­ изведены сравнительные опыты при трении стальной

цапфы о капроновые и текстолитовые вкладыши в водя­ ной ванне.

Как видно из графиков фиг. 11 и фиг. 12, коэффи­ циенты трения для пары сталь — капрон несколько вы­ ше, чем для пары сталь — текстолит.

22

Глава Ill.

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ

АНТИФРИКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (БРОНЗА, ТЕКСТОЛИТ И КАПРОН)

ПРИ СУХОМ ТРЕНИИ СКОЛЬЖЕНИЯ

Изучение сопротивления изнашиванию при сухом

гренки капрона, бронзы и текстолита проводилось при

7 и 8.

Кривые зависимостей коэффициентов трения от ре­ жимов работы вкладышей показаны на графиках фиг. 13, 14 и 15, а сравнительные данные об износостойкости ис­ пытанных материалов при сухом трении скольжения

представлены на фиг. 16 и 17.

Из указанных данных следует, что износостойкость капрона в два раза выше износостойкости текстолита при одинаковых условиях их работы и несравненно вы­

ше, чем износостойкость 'бронзы (в 100—150 раз).

Сухое трение стали по бронзе даже при малых удель­ ных давлениях (5—7 кг/см2) сопровождалось снятием очень мелкой стружки с поверхности бронзы.

Следует отметить, что на износостойкость капрона в

большей мере влияет скорость трения скольжения, чем удельная нагрузка.

Из указанных выше, таблиц следует, что это влияние скорости сказывается в снижении износостойкости при­ мерно на 25% при увеличении скорости с 0,4 до 2 м/сек.

Главной причиной этого, по нашему мнению, яв­

ляется развитие высокой температуры в очагах трения,

отрицательно сказывающейся на износостойкости.

Как известно, при температуре порядка 180—200°С

капрон заметно размягчается.

25

Для выяснения зависимости механической прочности

■капрона от температуры нами был проделан опыт по определению изменения твердости капрона при его на­

греве.

Образцы помещались в сушильный шкаф и после выдержки при определенной температуре на них дела­ лись наколки стальным наконечником, выполненным в

виде пирамиды с квадратным основанием и углом при вершине, равным 40°.

Наколки были сделаны при температурах 30, 60, 90, 120, 150, 180 и 190° и одинаковой нагрузке.

Фиг. 18.

Опыты показали, что твердость изменяется плавно, но

в пределах от 30 до 180°; это изменение не превосходило

двухкратной величины.

27