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

имеют поверхности более высокого качества. Более высокое каче­ ство поверхностей обусловлено, по-видимому, формой частиц этих порошков (округлой у бронзы и никеля по сравнению с сильно раз­ витой у нержавеющей стали).

3. Присутствие антистатического препарата нафтефат-2 в месте контакта нити с направляющей в большинстве случаев повышает стойкость нитей к истиранию (по сравнению со стойкостью к исти­ ранию при контакте с сухой пористой направляющей).

Так, при контакте ацетатной нити 11,1 текс с никелем стойкость ее к истиранию в присутствии антистатика увеличивается почти в два раза, а при контакте с оловянистой бронзой — более чем в три раза.

Стойкость к истиранию капроновых нитей 5 текс низкой крутки при контакте с оловянистой бронзой в присутствии антистатиче­ ского препарата также увеличивается в два раза.

Падение прочности капроновых нитей 5 тексХ12 (194 кр/м) со­ ставляет 34,4% после 2000 циклов на истирание при контакте с су­ хой бронзой и 19,%. при наличии антистатика.

Исключение составляет случай истирания капроновых нитей о нержавеющую сталь. Здесь происходит резкое падение износостой­ кости нитей (почти в 10 раз) при наличии антистатического препа­ рата в месте контакта. По-видимому, это происходит потому, что оправка из нержавеющей стали имеет довольно грубо шероховатую поверхность (Ra= 4 —8 мк, V4) с острыми кромками пор, а кон­ тактная площадь нити увеличивается в результате пропитки ее антистатическим препаратом. В результате отдельные комплексы нити перетираются острыми кромками пор скорее, чем скрученная комплексная нить.

Определение коэффициента трения пары нить — направляющая из пористого спеченного материала

Экспериментальные работы по определению коэффициента тре­ ния проводились на стенде в лаборатории электрофизических испы­ таний ВНИИПХВ. Коэффициент трения измеряли с помощью при­ бора «F-метр» швейцарской фирмы Ротшильд (рис. 91).

Результаты экспериментов позволяют сделать следующие вы­ воды:

1. Зависимость коэффициента трения от начального натяжения нити для капроновой нити 5 текс х 12 (194 кр/м) при контакте ее с направляющими из разных спеченных материалов показана на рис. 92. Из рисунка видно, что коэффициент трения падает с увели­ чением натяжения нити, причем при малых натяжениях эта зависи­ мость проявляется сильнее. Полученная закономерность согласуется с результатами работ ряда исследователей и объясняется характе­ ром изменения контактной поверхности нити под действием нагру­ зки. Для пластичных тел площадь контакта прямо пропорциональна давлению. Площадь контакта упругих тел изменяется по параболе. Поэтому, если для пластичных тел выполняется закон Амонтона о прямой пропорциональности между давлением и силой трения, то для упругих тел сила трения возрастает медленнее, чем давление,

153

и коэффициент трения соответственно падает. Из рисунка также видно, что материал направляющей, не изменяя характера кривой, влияет на коэффициент трения.

Однако, как показали дальнейшие исследования, основным фак­ тором, влияющим на коэффициент трения, является чистота поверх­ ности детали, контактирующей с нитью.

j ___________ I___________ I___________ і___________ I___________ I___________ L

Рис. 92. Зависимость коэффициента трения от начального натяжения капроновой нити 5 тексХ12 при контакте ее с направляющими из разных пористых материалов:

/ — никель; 2 — оловянистая бронза; 3 — железографит: 4 — нержавеющая сталь

2. На рис. 93 показана зависимость коэффициента трения от на­ тяжения при контакте капроновой нити 5 текс х 12 (194 кр/м) с же­ лезографитовой направляющей в случае сухого трения и при нали­ чии антистатических препаратов.

154

Из рисунка видно, что наличие антистатических препаратов сни­ жает коэффициент трения. Это влияние наиболее заметно при ма­ лых натяжениях, что, видимо, объясняется изменением толщины пленки или даже ее прорезанием при больших натяжениях. При применении железографитовых направляющих лучший результат дает оксифос.

Испытания, проведенные с бронзовыми направляющими, пока­ зали, что наибольшее снижение коэффициента трения наблюдается при применении нафтефата и оксифоса, что, вероятно, вызвано свой­ ствами этих препаратов и в первую очередь прочностью пленки, об­ разующейся на поверхности направляющей.

Рис. 93. Зависимость коэффициента трения от натяжения капро­ новой нити 5 тексХІ2 при ее контакте с железографитовой направ­ ляющей в случае сухого трения и в присутствии антистатических препаратов (при і>н=425 м/мин):

/ — пропитка оксифосом; 2 — пропитка нафтефатом; 3 — пропитка ВО; 4 — про* питка темансом; 5 — непропитанный железографит

3. Экспериментальные исследования также показали, что коэф­ фициент трения для капроновой нити 5 тексХІ2 (194 кр/м) увели­ чивается при повышении скорости относительного скольжения до 500—600 м/мин. После этого коэффициент трения практически не меняется. Такой характер изменения коэффициента трения объяс­ няется особенностями деформации текстильных материалов.

ваться, и волокна деформируются упруго. В этих условиях нить работает как более жесткое тело, требующее большего усилия для его деформации, что вызывает увеличение силы трения. Этот про­ цесс развивается быстро, а затем затухает. Применение антистати­ ческих препаратов приводит к снижению коэффициента трения. Больший эффект наблюдается при использовании оксифоса.

Рассмотренные выше результаты экспериментов по определе­ нию коэффициента трения пары нить — направляющая получены

155

при неподвижных направляющих. Однако на практике большой интерес представляют также вращающиеся направляющие.

На рис. 94 показано изменение коэффициента трения в усло­

виях неподвижной и вращающейся направляющих для пары тре-

f

Рис. 94. Зависимость коэффициента трения от на­ тяжения капроновой нити при движении по не­ подвижной и свободно вращающейся железогра­ фитовой направляющей:

1 — вращающаяся направляющая; 2 — неподвижная направляющая

у

Рис. 95. Зависимость коэффициента трения от степени проскальзывания:

J — желеэографит, пропитанный оксифосом; 2 — непропитанный желеэографит

ния капроновая нить 5 тексХІ2 (194 кр /м )— желеэографит. Из графика видно, что коэффициент трения при вращающейся напра­ вляющей значительно меньше, чем при неподвижной.

Влияние степени проскальзывания на коэффициент трения для сухой и пропитанной оксифосом железографитовой направляющей показано на рис. 95.

156

Известно, что шероховатость поверхности является важным фактором, влияющим как на эксплуатационные свойства направ­ ляющих деталей, так и на качество перерабатываемых нитей. На рис. 96 представлена зависимость коэффициента трения от шеро­ ховатости поверхности направляющих деталей из разных материа­ лов (ст. 3, ситалл, железографит и оловянистая бронза) при дви­ жении по ним капроновой нити 5 тексХ 12 (194 кр/м).

Из рисунка видно, что при уменьшении шероховатости поверх­ ности, т. е. повышении класса чистоты направляющих с пятого по

і

Рис. 96. Зависимость коэффициента трения от шероховатости поверхности направляющей детали из разных материалов при движении капроновой нити.

/ — ст, 3; 2 — железографит; 3 — ситалл; 4 — оловянистая бронза

девятый, происходит увеличение коэффициента трения, что объяс­ няется увеличением площади контакта нити с направляющей деталью.

При увеличении шероховатости поверхности с пятого по чет­ вертый класс происходит рост коэффициента трения в результате механического зацепления нитей о неровности поверхности направ­ ляющих. При ухудшении класса чистоты поверхности бронзовых направляющих происходит дальнейшее снижение коэффициента трения. Это объясняется разным характером микрорельефа этих направляющих.

Стальная и железографитовая направляющие с поверхностью четвертого класса чистоты были получены точением. Кроме высоты неровностей 26-=-30 мк, профиль такой поверхности характери­ зуется острыми неровностями с радиусом закругления вершин 6— 8 мк и с шагом 30 мк.

Направляющие из оловянистой бронзы были получены прессо­ ванием порошка из частиц сферической формы. Высота неровно-

157

стен поверхности направляющей из оловянистой бронзы состав­ ляет 50—80 мкм, что по ГОСТ 2789—59 соответствует третьему классу чистоты, т. е. поверхность более грубая, чем поверхность стальной и железографитовой направляющих.

Однако микрорельеф направляющей из оловянистой бронзысостоит из пологих неровностей с радиусом закругления вершин 150 мкм, с шагом 300—350 мк. Такой микрорельеф поверхности обеспечивает снижение коэффициента трения в результате отсутст­ вия механического зацепления нити о неровности поверхности на­ правляющей, обусловленного формой этих неровностей.

В табл. 22 приведены коэффициенты трения капроновой нити

Так, направляющая из бронзы, имеющая по ГОСТ 2789—59 третий класс чистоты, обеспечивает коэффициент трения в два раза мень­ ший, чем направляющие из стали, железографита и нержавеющей стали, имеющие четвертый класс чистоты, что объясняется разным микрорельефом поверхности направляющих.

Таким образом, результаты проведенных исследований показы­ вают, что высокие требования по чистоте поверхности направляю­ щих не оправданы с точки зрения повышения коэффициента тре­ ния. Поэтому наиболее благоприятной является шероховатая по­ верхность с большим радиусом закругления вершин неровностей, большим шагом неровностей и малыми углами наклона образую­ щих неровностей профиля.

Применительно к направляющим пористых материалов эта по­ верхность может быть образована порошком с частицами сфери­ ческой формы. Такой вывод согласуется с выводом Клингера, кото­ рый указывает, что лучшим видом поверхности с точки зрения минимального трения и износа является поверхность, подобная ко­ журе апельсина, т. е. шероховатая поверхность со сглаженными во всех направлениях неровностями.

158

Экспериментальные исследования,-проведенные с разными ни­ тями при движении их по железографитовой направляющей, пока­ зали, что коэффициент трения зависит от природы нити, крутки и числа комплексов, что согласуется с результатами эксперимен­ тов, проведенных с нитями при движении их по монолитным на­ правляющим.

Обобщая приведенные данные, можно сделать следующие вы­ воды:

1. Характер зависимости коэффициента трения нитей от натя­ жения и скорости при движении по непропитанным и пропитанным антистатическими препаратами пористым спеченным направляю­ щим одинаков.

2.Наличие антистатических препаратов на поверхности порис­ той направляющей снижает коэффициент трения на 6—35%. Наи­ больший эффект достигается при применении оксифоса.

3.Уменьшение степени проскальзывания нити относительно на­ правляющей до нуля снижает коэффициент трения до 0,02 (или на

90—95%).

4.Микрорельеф поверхности направляющей является важным фактором, влияющим на коэффициент-трения. Оценка микрорель­

ефа поверхности направляющей детали только по параметру Ra и R2 и л и п о принадлежности к классу чистоты по ГОСТ 2789—59 недостаточна. Микрорельеф направляющей детали необходимо ха­ рактеризовать такими параметрами, как радиус закругления вер­ шин неровностей, шаг неровностей, угол профиля неровности. Ми­ нимальный коэффициент трения (0,214) обеспечивается поверхно­ стью направляющей, образованной порошком из частиц сфериче­ ской формы.

Производственные испытания пористых материалов в качестве нитенаправляющих деталей

на тростильно-крутильной машине ТК-ЗИ

Производственные испытания пористых спеченных материалов в качестве нитенаправляющих деталей были проведены кафедрой технологии текстильного машиностроения МТИ на Калининской шелкоткацкой фабрике.

Были изготовлены выпускные цилиндры для тростильно-кру­

20—25%, из карбонильного порошка с несферической формой ча­ стиц, чистота поверхности V6—Ѵ7;

железографит того же состава, пропитанный антистатическим препаратом оксифос;

оловянистая бронза (Си—94%, и Sn—6 % ),пористость 30—35% из распыленного порошка со сферической формой частиц, чистота поверхности ѴЗ—Ѵ4;

оловянистая бронза того же состава, пропитанная антистати­ ческим препаратом оксифос;

159