Файл: Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие..pdf

Сосна имеет легкую, мягкую и прочную древесину. Она употребляется для обшивки платформ и площадок сельскохозяйственных и транспортных машин, для из­ готовления крыльев вентиляторов, лопастей мотовил, брусьев транспортных тележек, дышел, корпусов ма­ шин и т. п.

Ель и пихта имеют мягкую, легкую без ядра древе­ сину, но менее смолистую, чем сосна. Они быстрее за­ гнивают и поэтому применяются для изготовления ме­ нее ответственных деталей сельскохозяйственных ма­ шин.

Лиственница обладает большей твердостью и проч­ ностью, чем сосна, стойкостью к загниванию, но трудно обрабатывается и склонна к растрескиванию. Из лист­ венницы изготовляют дышла, ваги, брусья, рамы и т. п.

Лиственные породы — дуб, ясень, бук, г-раб, клен — дают ценную, прочную древесину. Наибольшей проч­ ностью обладает древесина граба, которая применяется для подшипников машин и колодок столярного инстру­ мента.

Дуб, бук, ясень применяются для изготовления пла­ нок транспортеров, брусьев рам, подшипников, тормоз­ ных колодок, шатунов, шкивов.

Древесина березы в сельскохозяйственном машино­ строении часто используется как заменитель более ред­ ких пород: ясеня, клена, бука, дуба. Из березы изготав­ ливают шатуны, рамки решет, ролики льнотеребильных машин, полевые палки косилок и т. п. Древесина бере­ зы является основным сырьем в фанерной промышлен­ ности. Недостаток березовой древесины состоит в томь что во влажной атмосфере она быстро загнивает.

§ 38. Виды лесоматериалов

Древесина используется в производстве в виде различ­ ных пиломатериалов и заготовок из шпона и фанеры, а также в прессованном виде.

Пиломатериалы — это доски, бруски и брусья. Брусья изготовляют четырехбитными, у них пропилены все четыре стороны, и двухкантными' у них пропилены дзе стороны. По толщине пиломатериалы разделяются на тонкие — толщиной до 35 мм и толстые — толщиной бо­ лее 35 мм (ГОСТ 8486—66).

Шпон—это лущеная или строганая широкая струж-

115

лять целые узлы из пластмасс, что ведет к сокращению расхода металлов и уменьшает массу изделий.

§ 39. Состав пластмасс

Пластическими массами называются материалы, полу­ чаемые на основе искусственных и естественных смол, и их смеси с различными наполнителями.

При нормальных условиях пластмассы представляют собой твердые или эластичные материалы. Под влияни­ ем температуры и давления пластмассы могут перехо­ дить в пластическое состояние, принимать и сохранять приданную им форму.

Пластмассы по своему составу бывают простыми, если они состоят из чистых связующих смол, или слож­ ными (композиционными), если в них, кроме связующе­ го вещества, содержатся и другие компоненты: напол­ нители, пластификаторы, смазывающие вещества, ста­ билизаторы, красители, катализаторы или ускорители.

Связующее вещество (смола) определяет основные свойства пластмасс. При изготовлении пластмасс наи­ более широко применяют искусственные смолы — про­ дукты переработки каменного угля, нефти и других ма­ териалов. Пластмассы, полученные на оонове искусст­ венных смол, относятся к полимерным соединениям. Ес­ тественные смолы (янтарь, шеллак) и продукты перера­ ботки естественных материалов (асфальт, канифоль и др.) применяются значительно реже.

Наполнители придают пластмассам определенные физико-механические свойства и во многих случаях уде­ шевляют стоимость пластмассовых деталей.

В качестве наполнителей используются органические вещества: древесная мука, древесный шпон, бумага, ткани, хлопковые очесы, стружка, опилки и пр., а также минеральные вещества: кварцевая мука, тальк, каолин, асбест, стекловолокно, стеклоткань и пр.

Пластификаторы обеспечивают пластмассам пластич­ ность, увеличивают текучесть. В качестве их использу­ ются дибутилфталат, трикрезилфосфат, камфора и т. п.

Смазывающие вещества предотвращают прилипание изготовленного изделия к форме. К ним относятся сте­ арин, воск и т. п.

Стабилизаторы повышают тер.мостабильность и свя­ зывают побочные продукты. Стабилизаторами служат

117

■неорганические (вода, фосфаты) и органические (ами­ нокислоты) вещества.

Красители (нитрозин, мумия и др.) придают пласт­ массам требуемую окраску.

Катализаторы (известь, окись магния) сокращают время отвердевания.

§ 40 Основные свойства пластмасс

Пластмассы имеют ряд ценных свойств: высокую элект­ роизоляционную и химическую стойкость, малую звуко- и теплопроводность, хорошую водо-, морозо- и свето­ стойкость. Большинство пластмасс стойко к различным минеральным маслам и бензину. Они в среднем в два раза легче алюминия (удельный вес от 0,9 до 1,8), об­ ладают высоким сопротивлением истиранию, хорошо работают в условиях вибрационных нагрузок, имеют высокую механическую прочность. Пластические массы хорошо обрабатываются и способны легко соединяться с металлами, тканями, древесиной. Коэффициент тре­ ния пластмасс-зависит от их состава. Пластмассы с ас­ бестовым наполнителем (аеботекстолит) являются фрикционными материалами, а пластмассы с наполни­ телем в виде хлопчатобумажной ткани (текстолит) или древесного шпона, а также целый ряд чистых смол яв­ ляются антифрикционными материалами.

Все эти свойства пластмасс делают их весьма цен­ ным конструкционным материалом.

К недостаткам пластмасс можно отнести их малую теплостойкость, которая лежит в пределах 35—250°С и зависит от типа применяемой смолы.

В зависимости от поведения пластических масс при нагревании они разделяются на два класса: термореак­ тивные и термопластичные пластмассы (термопласты).

Термореактивными называются пластмассы, которые под действием температуры и. давления' претерпевают существенные химические изменения и переходят в не­ плавкие и практически нерастворимые продукты, при­ чем процесс необратим. Готовые изделия, полученные из термореактивных пластмасс, не требуют охлаждения при извлечении их из прессформы и не поддаются пов­ торному формованию.

Термопластичными называются пластмассы,-которые при нагревании становятся пластичными и затвердева­

118

ют при охлаждении, не претерпевая при этом химичес­ ких изменений, причем этот процесс может быть повто­ рен неоднократно.

При изготовлении машиностроительных деталей ча­ ще применяются термореактивные пластмассы, так как они более стабильны и прочны.

§ 41. Термореактивные пластмассы

К важнейшим представителям термореактивных пласт­ масс относятся фенопласты и аминопласты.

. Фенопласты. Фенопласты представляют собой ком­ позицию, состоящую из фенолальдегидной смолы и на­ полнителя. Изделия из фенопластов отличаются высо­ кой стабильностью свойств; они хорошо противостоят воздействию повышенной температуры, воды, органиче­ ских растворителей, слабых растворов щелочей и кис­ лот, обладают диэлектрическими свойствами. Недоста­ ток фенопластов — малая дугостойкость. В зависимости от наполнителя различают пресспорошки, волокнит и слоистые пластики.

Пресспорошки в качестве наполнителя имеют дре­ весную. муку, микроасбест, каолин и др. К этой группе относятся, например, пресепорощки марок К-15-2, К-17-2, К-18-2 и др. технического и бытового назначения и пресспорошки марок К-21-22, К-211-2 и др., предназна­ чаемые главным образом для производства электроизо­ ляционных деталей.

Волокнит — прессматериал, наполненный хлопковы­ ми очесами, имеет светло-коричневый или черный цвет, применяется для низковольтных электроизоляционных деталей; прессматериал К-6 (наполнитель асбест) и стекловолокнит (наполнитель стекловолокно) применя­ ются для_изделий с повышенной механической проч­ ностью и нагревостойкостыо, в частности для корпусной изоляции коллекторов электрических машин.

Слоистые пластмассы. Слоистые пластики на основе фенолальдегидных смол обладают высокой прочностью. К слоистым пластикам относятся гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, асботекстолит.

Г е т и н а к с — слоистый прессованный материал, сосостоящий из двух или более слоев бумаги, пропитанных смолами. Используется гетинакс как электроизоляцион­ ный материал.

119

Т е к с т о л и т — слоистый прессованный материал из хлопчатобумажной ткани, пропитанной смолой; приме­ няется для изготовления' деталей, работающих под на­ грузкой (шестерни, втулки, кольца), в качестве анти­ фрикционного материала для изготовления подшипни­ ков скольжения, работающих в различных, часто в очень тяжелых условиях, а также для деталей электро­

ствами, термо- и водостойкостью. Стеклотекстолит вы­ пускается в виде листов и плит толщиной от 0,5 до 30 мм. Применяется для изготовления упругих мембран, работающих в керосине, и как электроизоляционный материал.

А сб о т е к с т о л и т — прессованный слоистый плас­ тический материал из специальной асбестовой ткани, уложенной правильными слоями и пропитанной спирто­ вым раствором фенол-формальдегидной смолы. Приме­ няется как прокладочный материал, работающий в усло­ виях повышенной температуры, и для изготовления тор­ мозных устройств и деталей механизмов сцепления.

Аминопласты. Аминопласты ■— прессовочные порош­ ки, изготовляемые из мочевино-формальдегидных смол и сульфатной целлюлозы (наполнитель), красителей и смазки. Они способны окрашиваться в любой цвет, свето- и цветостойки, не имеют запаха, обладают высокой дугостойкостыо, поэтому применяются для изготовления различных выключателей. К этой группе пластмасс от­ носятся прессматериалы К-77-51, ВЭИ-11, ВЭИ-12 и аминопласт-1.

§ 42. Термопластичные пластмассы

К термопластичным пластмассам на основе полимеризационных смол относятся: полиэтилен, поливинилхлорид, политетрафторэтилен, полистирол, полиакриловые смо­ лы (акрилаты), полиамидные смолы и др. Обычно они выпускаются как простые пластмассы (без наполни­ теля) .

Полиэтилен — бесцветный роговидный продукт, жир­ ный на ощупь, морозостоек (—60 —65°С), горюч, хоро­

120

шо сохраняет форму даже при температуре +60°С, ме­ ханически прочен, обладает высокими диэлектрическими свойствами, является самой легкой и наиболее водостой­ кой пластмассой. Применяется полиэтилен для изоля­ ции различных кабелей и проводов.

Поливинилхлорид имеет высокую прочность, хими­ чески стоек и обладает диэлектрическими свойствами. Поливинилхлорид выпускается как пластифицирован­ ный (пластикаты), так и не пластифицированный (вини­ пласты) в виде листов, труб, плиток, стержней и прут­

ков.

Винипласт как электроизоляционный материал нахо­

коррозионными свойствами, является типичным высоко­ частотным диэлектриком. Полистирол применяется для изоляции кабелей, как прессматериал для изготовления различных электроизоляционных деталей.

Политетрафторэтилен или фторопласт является наи­ более морозостойким пластиком, физико-механические свойства которого почти не изменяются при температу­ ре до —195°С. Применяется он как диэлектрик и анти­ фрикционный материал. Выпускают два вида фторо­ пластов: фторопласт-3 и фторопласт-4.

Полиакриловые смолы. К этой группе относятся по­ лимеры акриловой, метакриловой кислот, сложных эфи­ ров. Ценным техническим свойством полиакрилатов является их прозрачность и бесцветность, а также спо­ собность пропускать ультрафиолетовые лучи. Полиакри­ ловые материалы выпускаются в виде листов органиче­ ского стекла (авиационное, светотехническое, товарное, поделочное).

Полиамидные смолы выпускаются шести' типов: кап­ рон, анид, смолы № 54, № 68, АК-7 и П-6. Наибольшее

твердую высокоплавкую смолу белого или светло-жел­ того цвета, без запаха, с малым удельным весом (1,13— 1,15), температурой плавления 212—215°С. Капрон от­ личается исключительной стойкостью к щелочам,, устой­ чив к бензину, спирту, бензолу, гигроскопичен, но в то

121