Файл: Мизери, А. А. Эксплуатация текстильного оборудования с деталями из пористых спеченных материалов.pdf

повышают плотность прессовок по сравнению с прессовками из порошка без связывающих добавок.

Наблюдающееся изменение характера кривых уплотнения объ­ ясняется тем, что с увеличением количества связывающего вещества плотность смесей металлических порошков с канифолью уменьша­ ется. Однако это происходит только при более низких пределах плотности, что особенно наглядно видно при введении в металли­ ческие порошки 36% (объемных) канифоли.

Использование вибрационного прессования порошковых мате­ риалов позволяет изготовлять прессовки со значительной и малой пористостью при максимальной однородности структуры и свойств получаемых изделий. В первом случае это достигается только при использовании порошков с частицами приблизительно одного раз­ мера, а во втором необходимо, чтобы порошок состоял из частиц с определенным соотношением между их размерами и количе­ ством.

Крупные и мелкие фракции железного порошка ПЖ2К и по­ рошка нержавеющей стали Х18Н15 дают более высокую плотность. Характер уплотнения порошков из крупных, средних и мелких частиц медной дроби свидетельствует о том, что приближение формы частиц к круглой резко увеличивает эффективность вибра­ ционного прессования.

Для частиц с неправильной формой наиболее высокое уплот­ нение при вибрационном прессовании обеспечивается использова­ нием трехфракционных составов порошков.

Методика определения максимальных и средних размеров пор

спеченных фильтрующих материалов

Выше указывалось, что размеры пор являются одной из основ­ ных характеристик фильтрующего материала. От размера пор за­ висят как фильтрующая способность, так и гидравлическое сопро­ тивление фильтра.

Для определения максимального и среднего размеров пор спе­ ченных фильтрующих материалов используют метод максималь­ ного давления пузырьков.

Этот метод основан на измерении давления, которое необхо­ димо для проталкивания воздуха через поры тела, погруженного в жидкость с известным поверхностным натяжением.

Диаметр пор определяют по формуле

где а — поверхностное натяжение; А р — перепад давления, дин/см2.

Эта формула справедлива, если жидкость полностью смачивает стенки пор.

137

При проведении испытания фильтрующий материал погружают в емкость с водой так, чтобы сверху над ним был слой воды 5 мм. Затем медленно поднимают давление воздуха до тех пор, пока на поверхности его появится первый пузырек. При этом воздух под действием давления проходит через поры с максимальными разме­ рами. С повышением давления количество пузырьков увеличива­ ется, затем наступает момент, когда пузырьки начинают выходить из многих пор по всей поверхности. Этому давлению, которое оп­ ределяют с помощью манометра, соответствует средний размер пор фильтра. Максимальный и средний диаметры пор фильтра вычис­ ляют по формуле, преобразованной из приведенной выше, в еди­ ницах, удобных для измерения:

4- ІО4-«

407,89 — ,

98,0665Др Ар

где а — поверхностное натяжение воды, дин/см (при 20° С сс =

=72,75);

Ар — перепад давления на дифманометре, мм/вод. ст.; d — максимальный или средний диаметр пор, мк.

Отсюда для воды

При проведении испытаний группы фильтрующих элементов по данной методике для удобства подсчета среднего и максимального размеров пор целесообразно составлять таблицу по форме, приве­ денной ниже.

Средний и максимальный перепад давления определяют из по­ казаний манометра, а средний и максимальный диаметр пор вы­ числяют по формуле.

В примечании указываются температура среды, вязкость и т. п. Относительная погрешность определения составляет ±10% и рассчитывается при расходе 25 л/мин и перепаде давления 1 атм. При измерении пор диаметром менее 20 мк перепад давления А р удобнее^замерять в мм рт. ст. В качестве рабочей жидкости можно

использовать, кроме воды, бензин и спирт.

138

Глава V

САМОСМАЗЫВАЮЩИЕСЯ КОЛЬЦА ИЗ СПЕЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРЯДИЛЬНЫХ И КРУТИЛЬНЫХ МАШИН

Одним из путей повышения износостойкости пары кольцо — бе­ гунок является применение колец из пористых спеченных материа­ лов, пропитанных маслом. Проблема повышения износостойкости пары кольцо — бегунок особенно остро стоит в шерстопрядении, а также при переработке химических волокон.

Еще в 60-х годах во ВНИИЛТекмаш проводились работы по применению пористых колец, пропитанных маслом. Кольца прес­ суют и спекают из железного порошка, а затем обрабатывают на металлорежущих станках. Обработанные кольца поверхностно уп-

рочняют методом газовой нитроцементации и закалки. После за­ калки микротвердость колец составляет 800—1000 кгс/мм2. Кольцо подвергают окончательной обработке (доводке), а затем пропиты­ вают маслом. В работе такое кольцо становится самосмазываю­ щимся.

При движении бегунка по кольцу происходит нагревание их ра­ бочих поверхностей, масло из пор вытесняется наружу и образует тонкую пленку. Во время длительной работы непрерывная подача масла осуществляется маслоподающим фитилем, сообщающимся с маслосборником через кольцедержатель. В посадочной части кольца с горизонтальным бортиком имеется канавка, в которой находится фитиль (рис. 82). Фитиль соединен с маслосборником, из которого масло непрерывно подается к рабочей поверхности кольца. Кольцедержатели обеспечивают не только крепление колец, но и индивидуальное питание маслом.

В пористых кольцах с вертикальным бортиком на наружной поверхности имеется кольцевая канавка для фитиля вместо спи­ ральной канавки на внутренней поверхности стального кольца (рис. 83). Сочетание высокой поверхностной твердости со способ­ ностью выделять из пор масло обеспечивает и более высокую из­ носостойкость колец.

В настоящее время пористые самосмазывающие кольца приме­ няют в камвольном прядений и кручении, прядении и кручении хи­ мических волокон, в производстве шинного корда, прядении и кру­ чении искусственного шелка и т. д.

139

52 мм (тип Т-1) и 14400 колец диаметром 50 мм (тип Т-2). Машины работают в две и три смены с частотой вращения веретен 6500—

«Веретенное-2» через каждые три смены составляет 300 г на 200 веретен.

На фабрике предполагается применить кольца из спеченных материалов на польских машинах «Бифама-ТГ23Б». Представляет также значительный интерес эксплуатация колец из спеченных материалов на Монинском ордена Ленина камвольном комбинате. На 218 машинах установлено 169400 колец типа К-44,5; К-57; КВ52; КСК. Все машины работают в три смены со следующей ско­ ростью: «Платт-54»—9000 об/мин; «Платт-30»—8500 об/мин; «Тек­ стима»— 8000 об/мин; П-76-ИГ — 7500 об/мин. На машинах выра­ батывают чистошерстяную пряжу, пряжу из смеси шерсти со шта­ пельным волокном и пряжу из смеси шерсти со штапельным во­ локном и капроном.

Кольца пропитывают парфюмерным маслом или индустриаль­ н ы м ^ . Так, если обычные стальные кольца в условиях шерстопря­ дильного производства имеют срок службы 3—5 месяцев, то кольца К-44,5 из спеченных материалов работают в течение 14—15 меся­ цев, а кольца К-57 — в течение 9—12 месяцев. Нужно отметить, что при использовании колец из спеченных материалов пряжа не загрязняется маслом

Бегунки в паре с кольцами из спеченных материалов работают в 20—30 раз дольше, чем в паре со стальными кольцами. Обрыв­ ность пряжи уменьшается на 20%.

В кольцах из пористых спеченных материалов процесс выделе­ ния масла из пор регулируется автоматически. Так, по мере уве­ личения скорости движения бегунка повышается поверхностное дав­ ление, потребность в масле увеличивается. Поэтому на поверхности кольца нет избытка масла, которое загрязняет пряжу.

При останове машины масло снова поглощается и на поверх­ ности кольца остается только первоначальный тонкий слой. В сред­ нем периодичность пропитки колец составляет 5000 ч, но при пере­ работке сухого волокна кольца пропитывают чаще.

Кольца нельзя смазывать густым маслом. В производственных условиях кольца пропитывают, погружая в маловязкое масло, на­ гретое до 80—-82° С, и выдерживают в течение 1 ч, затем им дают возможность медленно остыть вместе с маслом. Практика показала, что в паре с кольцами из спеченных материалов успешно работают полимерные бегунки.

В последнее время широкое применение находят крупногаба­ ритные кольца. Так, на Черкасском комбинате на 14 машинах ПНШ-180-И2С установлены кольца НШС2-12011 диаметром 120 мм. На Черниговском комбинате химического волокна на модернизиро­

140

ванных машинах КВ-150-И4 при обработке волокна капрон приме­ няют кольца увеличенного диаметра с одновременным повышением скорости от 5050 до 7530 об/мин.

Успешно применяют кольца НШС2-12011 из спеченных материа­ лов на Клинском комбинате химического волокна.

Получение фасонных заготовок из порошковых материалов дл-я изготовления колец прядильных и крутильных машин, максимально приближенных по профилю и размерам к готовой детали, прак­ тически возможно. При этом необходимо выполнение основного требования, предъявляемого к из­ делиям из порошковых материа­ лов, т. е. равномерное распреде­ ление плотности по всему объему.

Неравномерная пористость может вызвать ряд отрицатель­ ных явлений как в процессе из­ готовления (коробление, неравно­ мерная усадка, возникновение трещин и др ), так и в процессе их эксплуатации (снижение рабо­ тоспособности, неравномерный износ, ухудшение самосмазываю­ щихся свойств и т. д.) [56].

Таким образом, технологиче­ ский процесс изготовления спе­ ченных колец по полному профи­ лю пока не получил распростра­ нения. Кольца, как правило, по­ лучались с неравномерной плот­ ностью, было много брака. Обра­ зование расслоений может быть обусловлено также применением

некачественных порошков с высоким насыпным весом, наличием большого количества окислов и т. д. Однако даже соблюдение всех условий, исключающих появление перечисленных выше дефектов, как правило, не обеспечивает качественное изготовление спеченных колец сложной формы.

Кроме того, кольца, полученные методом прессования по всему профилю, требуют финишной обработки (шлифования и по­ лирования). Поэтому на данном этапе порошковые самосмазывающиеся кольца изготовляют путем механической обработки спрессованных заготовок простейшей формы, имеющих заданную пористость.

Принятый на заводе имени Карла Маркса технологический про­ цесс обработки колец типа КВ-51ТМК предусматривает следую­ щие операции: обточку фасонной поверхности нижнего торца; про­ точку посадочной поверхности; проточку наружной поверхности крепильного пояска; проточку канавки; фрезерование лыски; газо­ вую нитроцементацию; термическую обработку и полировку.

141

Чтобы установить влияние механической обработки на степень уплотнения обрабатываемой поверхности заготовки, крутильные кольца после каждой операции проверяли на газопроницаемость. Результаты этой проверки приведены на рис. 84. Из приведенного графика видно, что каждая последующая операция приводит к уве­ личению коэффициента сопротивления, а следовательно, и к ухуд­ шению самосмазывающих свойств в процессе эксплуатации. Так, например, заготовки после калибрования по наружной и внутрен­ ней поверхностям характеризовались коэффициентом сопротивле­ ния Л = 80 с, в то время как уже после четвертой операции, за­ вершающей обработку по контуру кольца, величина коэффициента сопротивления А возросла в три раза и составила 240 с.

Резкое повышение газопроницаемости наблюдается после пятой операции — проточки канавки, что объясняется, по-видимому, зна­ чительным увеличением активной поверхности и уменьшением со­ противления истечения газа через поры материала во вновь обра­ зовавшейся зоне.

Последующая газовая нитроцементация и термическая обра­ ботка снова приводят к резкому повышению коэффициента сопро­ тивления, что вызывается, вероятно, уменьшением среднего раз­ мера пор. Полирование поверхности снижает газопроницаемость колец почти в 50 раз.

Таким образом, механическая обработка пористых колец обес­ печивает точную геометрическую форму и их размеры, но приводит к значительному снижению проницаемости рабочих поверхностей. Вместе с тем при применении оптимальных режимов обработки и соответствующей геометрии режущего инструмента можно до­ биться сохранения проницаемости или, по крайней мере, незна­ чительного ее уменьшения.

Практика эксплуатации пористых спеченных колец показала, что их износостойкость превышает износостойкость колец, изготов­ ленных из обычных материалов, в 3—4 раза.

Основными поставщиками пористых колец являются завод Таштекстильмаш, Ленинградский завод имени Карла Маркса и завод текстильного машиностроения в г. Орджоникидзе.

Г л а в а VI

ПОРИСТЫЕ СПЕЧЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ В КАЧЕСТВЕ НАПРАВЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ НИТЕЙ

Внастоящее время борьба со статическим электричеством яв­ ляется актуальной проблемой.

Втекстильной промышленности в связи с появлением новых сильно электризующихся материалов и новых интенсифицирован­

142