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

2) 'обеспечена максимальная плотность капрона и его оптимальная вязкость в расплавленном состоянии.

Указанные требования, к сожалению, до сих пор не привлекли к себе должного внимания, что приводит, как правило, к значительному снижению качества изделий.

Многие организации считают, что окисляемость кап­

рона является следствием плохого сырья, к числу кото­ рого относят капроновую «мочалку», т. е. путаную нить.

Конечно, качество сырья имеет значение, но совсем другого характера, чем это представляют многие.

Суть дела заключается в следующем. При загрузке

•плавильной камеры капроновым сырьем в ней (камере) остается, конечно, воздух, заполняющий промежутки между нитями капрона, кусками капроновой смолы или других видов сырья. Естественно, что кислород этого

воздуха вызывает окисление капрона и что воздуха (а значит, и окисления) будет больше при сырье «мочал­ ка», че,м при другом, так как плотность «мочалки» весь­ ма мала.

Кислород воздуха, находящегося в плавильном агре­ гате плотно в нем закупоривается поршнем, шнеком или азотом (в автоклаве) и при нагревании капрона вызы­ вает его окисление. Следовательно, первое непременное и неотложное мероприятие,-—это удаление воздуха из плавильной камеры. Этого можно достигнуть в автокла­ вах, например, продувкой, камеры с загруженной шихтой азотом до полного удаления воздуха. Но наиболее пра­

вильным и эффективным мероприятием является созда­ ние в плавильной камере перед началом нагревания кап­ рона вакуума (вместо нагнетания азота).

Вакуум вызовет удаление воздуха и газов, выделяю­

щихся при расплавлении капрона, и обеспечит большую плотность расплава.

Азот, подаваемый в автоклавы, насыщает капрон и способствует увеличению его рыхлости и пузырчатости.

Он может подаваться лишь для выдачи капрона в пресс-

формы, когда его кратковременное воздействие на капрон не может вызвать большого насыщения расплава этим газом.

Итак, вакуум в камерах плавления всех агрегатов,

расплавляющих капрон, началом плавления и перед подачей его в пресс-формы является главным условием

49

получения расплава большой плотности и, следователь­ но, высоких механических свойств.

Вторая операция — заполнение пресс-форм требует также выполнения мероприятий, обеспечивающих высо­

кое качество изделия.

К сожалению, часто упускается из виду хорошо из­ вестное положение—наличие воздуха в пресс-формах.

Этому воздуху при подаче капрона из пресс-форм деваться некуда, в связи с чем в капроновом литье образуются воздушные пузырьки, вызывающие либо види­ мый брак, либо скрытые дефекты, резко снижающие прочность отливок.

Для устранения указанного дефекта необходимо обес­ печить свободный выход воздуха из пресс-формы при по­ мощи сверления специального отверстия или обеспече­

ния узкой щели.

Особенно большое влияние на качество отливок из капрона оказывает процесс его расплавления. Как из­

вестно, в настоящее время расплавление капрона про­ изводится при помощи электронагревательных приспо­

соблений, воздействующих либо непосредственно на

конус автоклава (через асбестовую или иную изоля­ цию), либо на масляную рубашку, через которую тепло­ та масла передается стенкам автоклава или иного агре­ гата и затем— капрону.

Вследствие весьма низкой теплопроводности капрона (в 300 раз меньше, чем у стали и в 600 раз меньше, чем у латуни), его расплавление происходит в течение весьма длительного времени. Например, в автоклавах 4—7 час. и более.

Как известно, длительное воздействие высокой темпе­ ратуры на расплавленный капрон вызывает распад зна­ чительного количества его прочных длинных молекул и ухудшение его механических свойств. Это можно легко

установить путем сравнения качества капроновых отли­

например, 15 кг.

Следовательно, в целях улучшения качества капро­

новых деталей и обеспечения постоянства этого качества (что является необходимым условием для широкого внедрения деталей из капрона) необходимо, помимо уда­

50

ления воздуха из плавильного агрегата, обеспечить мак­ симальное ускорение расплавления капрона.

Этого можно достигнуть различными способами, на­ пример: 1) введением нагревательных приспособлений

внутрь капроновой шихты, 2) перемешиванием капрона, 3) вставкой внутрь автоклавы конуса с вершиной, об­

ращенной кверху, и с нагревательными приспособле­ ниями внутри конуса и др.

Со своей стороны мы полагаем, что для автоклавов можно с успехом применить способ быстрого расплав­ ления капрона, состоящий из следующих мероприятий:

1)Насадка, через которую капрон нагнетается в пресс-форму, должна быть снята.

2)На патрубок вместо насадки навинчивается труба,

по которой снизу автоклава, через всю толщину капро­ новой шихты, должен продуваться азот нагретый при помощи спиралей или иных устройств до 200—250° С. Давление азота должно устранить возможность выхода

капрона через выпускной штуцер.

3)Одновременно должен действовать наружный обо­

грев (лучше всего электроспиралями, непосредственно навитыми на корпус автоклава — на асбестовую про­ кладку) .

4)После расплавления капрона в автоклаве должен быть создан вакуум (в течение 3—5 мин.). После этого расплавленный капрон может выдаваться в пресс-формы.

Предлагаемые мероприятия обеспечат высокую плот­ ность, прочность и износостойкость деталей машин из

капрона, а также значительное постоянство физико-ме­ ханических показателей.

Они дадут возможность с достаточной точностью производить необходимые прочностные и другие расчеты и покончить с кустарничеством и нерациональным рас­ ходованием такого высокоценного материала каким яв­ ляется капрон.

3.ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КАПРОНА

Внастоящее время на ряде предприятий накоплен довольно большой опыт по применению капрона для де­ талей машин.

ВХарьковском, Рижском, Киевском, Днепропетров­ ском, Запорожском и других экономических районах на

51

ряде предприятий капрон нашел широкое применение в качестве материала для изготовления главным образом различного рода втулок и вкладышей, а также шестерен,

манжет, уплотнений, фитингов, арматуры и элементов электроаппаратуры.

Запорожский завод «Коммунар» выпускает некоторые сельскохозяйственные машины с капроновыми втул­ ками. Капроновые детали в сельхозмашинах работают особенно надежно, так как там имеют место малые ско­ рости при отсутствии значительного нагрева.

На заводе «Запорожсталь» освоено изготовление ман­ жет, уплотнений, вкладышей для подшипников и других

деталей.

Опыт применения капроновых втулок на эксцентрико­ вых прессах заводами «Коммунар» (г. Запорожье) и Заводом прессового оборудования (г. Днепропетровск)

показал, что замена бронзовых втулок капроновыми вполне оправдана.

Работая при нагрузках 15—20 кг/см2 и скоростях от­ носительного скольжения 0,3—0,4 м/сек, указанные втулки показали лучшие эксплуатационные качества по сравнению с бронзовыми.

Днепропетровским заводом прессов освоено изготов­ ление деталей более 60 наименований.

На заводе им. «Правды», (г.Днепродзержинск) — более 20.

Освоено изготовление деталей из капрона на заводе им. Петровского, Заводе пластмасс (г. Днепропетровск)

и на ряде авторемонтных заводах.

Ведутся работы по обработке технологии покрытия металлов пластиками.

На фиг. 25 показаны экспериментальные вкладыши из капрона для прокатных станов.

Часто тормозом для 'выявления узлов и деталей, ко­ торые могут быть заменены капроновыми, является от­ сутствие надежных рекомендаций по допустимым наг­ рузкам и скоростям.

Поэтому следует отметить следующее:

а) Капроновые подшипники могут надежно работать при удельных давлениях до 100 кг/см2 и скоростях до

3—5 м/сек, если они изготовлены качественно и при их работе отсутствует перегрев выше температуры 120° С. Жесткость опоры при этом будет обеспечена, так как

52

при сухом трении в 2 раза выше, чем износостойкость

текстолита, и несравненно выше износостойкости бронзы

(в 100—150 раз).

2.Нормализация капроновых вкладышей несколько повышает износостойкость (5—7%).

3.Коэффициенты трения стали о капрон насухо за­ висят от удельного давления до определенного значения

последнего (15—20 кг]см2).

При больших давлениях коэффициент сухого трения

не изменялся, оставаясь в пределах 0,18—0,20 при раз­ личных скоростях.

Коэффициенты трения стали о текстолит и стали о бронзу соответственно были равными 0,20—0,25 и 0,26— 0,22, повышаясь с увеличением удельных давлений для текстолита и понижаясь для бронзы.

4. Твердость поверхности капроновых вкладышей изменяется при нагревании ее в процессе трения, умень­ шаясь вдвое в интервале температур 30—180°.

Дальнейшее повышение температуры поверхности

до 200—205° С приводит к резкому размягчению капрона, вызывающему намазывание капрона на тело цапфы. Поэтому главным условием для удовлетворительной ра­ боты капроновых вкладышей является интенсивное ох­ лаждение, если трение происходит со значительным наг­ реванием (при больших скоростях относительного сколь­ жения и больших удельных давлениях).

5. Капроновые вкладыши работают при смазках не хуже, чем баббитовые и бронзовые.

В качестве смазки для капроновых подшипников мо­

жет быть рекомендовано любое техническое масло не­ большой вязкости Е°5о=(2е-4).

6. Материалом для смазки и охлаждения капроно­ вых подшипников скольжения может служить обычная вода. Значение коэффициента трения стали о капрон в водяной ванне вдвое ниже значения коэффициента трения тех же материалов насухо.

7. Коэффициент трения в значительной степени зави­ сит от наличия между поверхностями трения твердых частиц, являющихся продуктами истирания или посто­ ронними пылевыми примесями.

Особенно заметное влияние на коэффициент трения и характер износа оказывают продукты истирания при

54