Пластичных смазочных

Энергия разрушения при росте трещины перпендикулярно направлению ориентации волокон обычно не чувствительна к выбору полимерной матрицы. Введение эластификаторов хотя и повышает величину ур, однако это повышение незначительно при малом его количестве [28]. По вязкости разрушения очень хрупкие стекла, армированные углеродными волокнами, мало отличаются от материалов на основе пластичных полимеров ,[18]. Однако, как было показано Баркером [190], ударная вязкость по Шар-пи ряда композиционных материалов на основе различных углеродных волокон и различных полимерных матриц резко зависит от температуры испытаний. На кривых температурной зависимости Y.F композиционных материалов в области Тс матрицы наблюдается максимум, значительно более резко выраженный, чем для ненаполненных матриц. Очевидно, что резкое возрастание YF композиционных материалов не может быть обусловлено только возрастанием энергии разрушения полимерной матрицы при ее TCJ а связано с изменением адгезионной прочности сцепления фаз.

полимеров. Первый тип кривых (кривые А) типичны для жестких и хрупких полимеров, а второй (кривые В) — для жестких и пластичных полимеров. Верхняя кривая на рис. 1.3 характерна для полимеров, растягиваемых однородно, а нижняя, с пределом текучести, характерна для полимеров, способных претерпевать холодную вытяжку с образованием «шейки» в ограниченной области образца. Кривые С типичны для эластомеров. Рис. 1.4 поясняет некоторые показатели деформационно-прочностных свойств, определяемые при обработке диаграмм напряжение —деформация. Наклон начального прямолинейного участка кривой характеризует модуль упругости материала. При растяжении — это модуль Юнга:

Как уже указывалось в гл. 2, ориентированные полимеры являются анизотропными материалами и характеризуются пятью модулями упругости. Ориентированные полимеры получают следующими способами: вытяжкой полимера при температуре выше Тс с последующим охлаждением; холодной вытяжкой'кристаллических полимеров с эластичной аморфной фазой; прокаткой'или каландрованием пластичных полимеров. При вытяжке в одном направлении получаются одноосноорнентированные, а при вытяжке в двух направлениях — двухосноориентированные полимеры. Трудно получить ориентированные образцы, исследуя которые удавалось бы измерить все пять модулей упругости. Относительно просто можно определить только три модуля упругости ориентированных полимеров [235—238].

вятся пластичными не вблизи Тс, а при температуре этого перехода и при этой же температуре в них проявляется предел текучести. Предел текучести ау уменьшается с повышением температуры. Деформация при пределе текучести ъу аморфных полимеров также снижается с повышением температуры, а в кристаллических полимерах обычно это бывает наоборот [6, 7]. Типичные данные о влиянии температуры на ои и &и приведены на рис. 5.4 и 5.5 [6]. Данные для различных полимеров располагаются ближе друг к другу, если вместо температуры Т в качестве переменной на рис. 5.4 и 5.5 использовать разность Т—Тс, так как для приведенных полимеров разница в Тс достигает 105 °С; для полиметилметакрилата она равна 105 °С, а для полифениленоксида 210 °С. Вблизи Тс свойства всех полимеров описываются одной кривой. Удлинение при разрыве е,ь пластичных полимеров довольно велико при любой температуре, при которой проявляется предел текучести, однако в этих полимерах еь обычно уменьшается при повышении температуры. -Типичные диаграммы напряжение— деформация при различных температурах, соответствующих разным участкам температурной зависимости модуля упругости аморфных полимеров, приведены на рис. 5.6.

Влияние гидростатического^ давления на деформационно-прочностные свойства полимеров выявлено достаточно полно в последние годы [27—38]. Модуль упругости и предел текучести возрастают с увеличением давления. Удлинение при пределе текучести часто, хотя и не всегда, возрастает с повышением давления. . Разрушающее^ напряжение при разрыве может или увеличиваться, или уменьшаться при росте давления в зависимости от типа полимера: обычно 0ft пластичных полимеров возрастает, а хрупких уменьшается. Относительное удлинение при разрыве ъь с повышением давления также или увеличивается, или уменьшается: у пластичных полимеров оно возрастает, а у полиэтилена, политетрафторэтилена и большинства хрупких полимеров уменьшается. На рис. 5.11 приведены данные о влиянии гидростатического давления на поведение полипропилена, которые являются типичными для полимеров такого типа [30]. Влияние давления на модуль упругости и предел текучести связано с представлениями о свободном объеме в полимерах. При повышении давления уменьшается доля свободного объема, так как увеличивается плотность упаковки макромолекул. Кроме того, давление способствует за-

Пластичность и холодная вытяжка полимеров играют важную роль при разрушении ударопрочных и пластичных полимеров. На диаграмме напряжение—деформация пластичность материала проявляется в появлении предела текучести. Этот эффект может быть выражен в виде максимума на кривой или же проявляться как область изменения ее кривизны.

Пластификаторы понижают Тс, поэтому при их введении может резко увеличиться ударная прочность аморфных полимеров, если Тс приблизится к температуре испытаний. Однако введение небольших количеств пластификаторов в такие полимеры, как поливинилхлорид, поликарбонат, полисульфон, делает их более хрупкими [104, 266, 267]. Такое" превращение пластичных полимеров в хрупкие связано с подавлением резко выраженного вторичного перехода, как указывалось в гл. 4.

При статических испытаниях все факторы, которые увеличивают модуль упругости, предел текучести и прочность при разрыве, обычно снижают удлинение при разрыве и пластичность. В случае пластичных полимеров или полимеров со сравнительно высокой работой разрушения предел текучести возрастает при увеличении скорости деформации или степени кристалличности и снижения температуры.

Данные об ударной прочности полиэтилена и полистирола, содержащих хаотически ориентированные стеклянные волокна, приведены на стр. 274 и 275. Из этих данных видно, что при введении стеклянных волокон возрастает только ударная вязкость по Изоду с надрезом, чувствительная к ограничению прорастания трещин, а ударная прочность при растяжении и ударе падающим шаром, определяемая в первую очередь удлинением при разрыве; уменьшается. Это еще раз показывает, как уже отмечалось в гл. 5, что разные методы ударных испытаний характеризуют совершенно различные свойства материалов. Поэтому следует с большой осторожностью использовать данные, полученные одйим каким-либо методом, для прогнозирования поведения материала в конкретных условиях эксплуатации. Изменением длины волокон и прочности их сцепления с матрицей можно добиться повышения ударной прочности хрупких полимеров, определяемой любыми методами [29, 87, 90]. Значительно меньше вероятность повышения ударной прочности пластичных полимеров, таких как полиэтилен, введение волокон в которые обычно сопровождается понижением ударной прочности материала. Так, введение в хрупкий

Для гомогенных изотропных полимеров зависимость прочности от шарового тензора напряжений (гидростатического давления) обоснована в работе [15], где показано, что увеличение гидростатического давления ведет к росту как деформационных, так и прочностных характеристик полимерных материалов. В случае хрупких материалов растет предел прочности, а в случае пластичных полимеров растет и предел высокоэластичности, и предел прочности. Характеристики прочности увеличиваются с ростом гидростатического давления примерно так же, как модуль упругости.

Из пластичных смазочных материалов чаще всего применяют ЦИАТИМ 202 и ЛИТОЛ 24.

Из пластичных смазочных материалов наиболее часто применяют ЦИАТИМ-201, Литол-24, Униол-2 (табл. 24.46).

Для пластичных смазочных материалов наиболее важными являются следующие характеристики: температура каплепа-дения (выпадения первой капли при нагреве), предел прочности, вязкость, механическая стабильность и др.

Применение пластичных смазочных материалов для подшипников ограничивается умеренными температурами и конструкциями, не очень сложными для разборки и промывки. Наблюдается расширение применения пластичных смазочных материалов, в том числе при высоких скоростях вращения.

4. Развитие контактно-гидродинамической теории смазки в применении к вопросам сопротивления заеданию и контактной прочности с охватом неньютоновских масел и пластичных смазочных материалов.

Количество подаваемой смазки и способ подачи определяют в зависимости от режима работы подшипника качения. Применение жидких масел предпочтительнее, так как они легче проникают к поверхностям трения. Однако в труднодоступных местах, а также в целях удлинения сроков возобновления смазки в конструкциях опорных узлов предусматривается использование пластичных смазочных материалов (мази и пасты): 1-13, 1-ЛЗ, ЦИАТИМ-201, 203, 221, 221С, ВНИИНП-242 и др., характеристики которых представлены в табл. 3. Коисистент-ные смазки в узел обычно набивают на V3 свободного пространства корпуса. Предельная температура использования смазок при работе узла должна быть на 20—30° С ниже температуры каплепадения смазки. По техническим условиям на работу узла иногда не допустимо применение жидких или консистентных смазок (вакуум, агрессивные среды). В этом случае используют либо твердые смазочные покрытия, либо самосмазывающиеся материалы. Наиболее известны твердые смазки — графит, MoS2 и пленки из никеля, кобальта, серебра, золота,

Пластичные смазочные материалы применяют при окружной скорости колес v < 1 м/с для смазывания опор машин, работающих в среде, содержащей вредные примеси, и там, где необходимы особые условия работы машины (в химической, пищевой, текстильной промышленности). При использовании пластичных смазочных материалов не требуется специальных устройств для подачи их в узел: их закладывают при сборке узла и добавляют пресс-масленками через каждые 3 месяца, а заменяют полностью через год. Они должны заполнять 1/2---1/з свободного объема полости узла.

Количество подаваемой смазки и способ подачи определяют в зависимости от режима работы подшипника качения. Применение жидких масел предпочтительнее, так как они легче проникают к поверхностям трения. Однако в труднодоступных местах, а также в целях удлинения сроков возобновления смазки в конструкциях опорных узлов предусматривается использование пластичных смазочных материалов (мази и пасты): 1-13, 1-ЛЗ, ЦИАТИМ-201, 203, 221, 221С, ВНИИНП-242 и др.,.характеристики которых представлены в табл. 3. Ксш'систент-ные смазки в узел обычно набивают на V3 свободного пространства корпуса. Предельная температура использования смазок при работе узла должна быть на 20—30° С ниже температуры каплепадения смазки.

Описано устройство различных смазочных систем и станций. Приведены физико-химические и эксплуатационные свойства жидких и пластичных смазочных материалов. Даны рекомендации по подбору смазочных материалов для агрегатов и узлов трения различных машин.

(рис. 2.8) оборудована электромеханическим приводом и предназначена для подачи пластичных смазочных материалов с числом пенетрации при 25 °С не меньше 200 при температуре окружающей среды от 10 до 40 "С. Станция СЦЗ-5000М позволяет подавать пластичный смазочный материал в производственные корпуса, расположенные на значительном расстоянии от центрального склада [30].

Показатели для оценки работоспособности жидких (высоковязких масел) и пластичных смазочных материалов в узлах трения машин и оборудования приведены на с. 315 настоящей книги. Более подробно они рассмотрены в работе [7].