Полимерные композиции

В ряде случаев особое значение имеет точность зазора в подшипниковом узле. Уменьшение сборочного зазора в сопряжении вал — полимерный подшипник в процессе эксплуатации зависит в основном от изменений линейных размеров применяемого полимерного материала вследствие повышения температуры и влажности окружающей среды. Температурный коэффициент линейного расширения полимерных материалов в несколько раз выше, чем у металлов. В табл. 1 приведены средние значения этого коэффициента в диапазоне от 20 до 100° С. Некоторые полимерные материалы (слоистые пластики и полиамиды) поглощают влагу из воздуха и увеличивают свои размеры. В табл. 1 приведены значения максимального изменения размеров различных полимерных материалов при условии их влагонасыщения. Эти свойства материалов должны приводить к снижению зазора при повышении влагосодержания материала.

Как показали специальные исследования [22], посредством термообработки можно достичь стабильного значения температурного коэффициента линейного расширения кристаллического полимера на всем температурном интервале эксплуатации полимерного подшипника, что имеет большое значение для расчета изменения сборочного зазора в сопряжении вал — полимерный подшипник при нагреве в процессе эксплуатации. Значение этого коэффициента становится независимым от толщины отливаемой детали и режима ее изготовления.

метная зависимость их свойств от температуры вынуждает иным путем, чем в случае металлических подшипников скольжения, подходить к вопросу определения минимально допустимых зазоров. Эта величина в первую очередь зависит от режима работы, который определяет теплообразование в процессе эксплуатации. Податливость полимерного слоя, возрастающая при повышении температуры, может быть причиной увеличения до опасных значений угла контакта в сопряжении вал—полимерный подшипник. Вследствие особенностей полимерных материалов первоначальная величина зазора заметно снижается при нагревании в процессе эксплуатации и повышении влагосодержания окружающей среды (в случае применения гигроскопичных материалов). Поэтому следует отличать

Рис. 52. Схема температурного изменения зазора в сопряжении вал—полимерный подшипник при стационарном тепловом режиме

62. Формулы для расчета слагаемых относительного температурного изменения зазора в сопряжении вал — полимерный подшипник скольжения

Формулы для отдельных слагаемых можно суммировать согласно структурным формулам с целью получения общего уравнения для относительного температурного изменения зазора при стационарном режиме б^. в сопряжении вал— полимерный подшипник:

Если корпус имеет значительные размеры (например, стенка корпусной детали), то избыточная температура на периферии корпуса принимается равной нулю. Тогда т) = 0, а Ф = f (s2) для этого случая составляет примерно 0,15 (рис. 54). Для корпуса малых диаметральных размеров значение функции Ф можно принять равной 1. Для промежуточных случаев (например, если полимерный подшипник является опорой зубчатого колеса), значение функции Ф

Перейдем к расчету уменьшения зазора в сопряжении вал—полимерный подшипник скольжения при повышении влагосодержания среды, которую необходимо учитывать при использовании гигроскопичных материалов, в частности полиамидов. Расчетная схема перемещений рабочего слоя ТПС вследствие увеличения влагосодержания приведена на рис. 71. Диаметральному расширению $в<* втулки препятствует металлический корпус, что вызовет увеличение натяга Нв в сопряжении полимерная втулка —• обойма и связанное с этим фактором перемещение бвя внутреннего диаметра втулки в сторону оси. Кроме того, увеличится толщина втулки— бв<. Следовательно, для расчета суммарного перемещения рабочей поверхности полимерного подшипника вследствие повышения влагосодержания можно записать следующую структурную формулу:

Наполненные полиамиды. В табл. 1.4 приведены основные физико-механические параметры (Я, а, со и Есж) представителей АПМ видов А, В, D, Е, которые особенно влияют на нагрузочную способность полимерных подшипников. Теплопроводность влияет на теплоотвод от рабочих поверхностей подшипника. От теплоотвода зависит температура рабочих поверхностей, которая не должна превышать максимальных значений (см. табл. 1.1). С помощью параметров а, <в и Есш определяют изменение сборочного зазора в сопряжении вал — полимерный подшипник скольжения в процессе эксплуатации узла. Для сравнения приведены характеристики металлических подшипниковых материалов. Из табл. 1.4 следует, что АПМ обладают малой теплопроводностью и низким модулем упругости, что ухудшает эксплуатационные свойства этих материалов. Однако низкий модуль упругости АПМ способствует увеличению площади фактического контакта в паре сталь — АПМ и уменьшению действительных контактных напряжений.

Посредством термообработки можно достичь стабильного значения температурного коэффициента линейного расширения кристаллического полимера на всем температурном интервале эксплуатации полимерного подшипника, что имеет большое значение для расчета изменения сборочного зазора в сопряжении вал"—полимерный подшипник при нагреве в процессе эксплуатации. Значение этого коэффициента становится независимым от толщины отливаемой детали и режима ее изготовления.

Если корпус имеет значительный диаметр, то избыточную температуру на периферии корпуса принимают равной нулю. Тогда Кз = 0, а Ф = / (s2), которая для этого случая составляет примерно 0,15 (см. рис. 3.11). Для корпуса малого диаметра значение функции Ф можно принять равной единице. Если полимерный подшипник является опорой зубчатого колеса, значение функции Ф зависит не только от диаметра корпуса, но и от его температурного поля, которое характеризуется коэффициентами K.i и ^Сз-

25. Левин А. Л. Расчет зазора в сопряжении вал — полимерный подшипник скольжения/ЛЗестник машиностроения, 1980. № 4. С. 28—30.

и др. Сплавы Г. с Si или с В - высокоэффективные термоэлектрич. материалы, с Nb и Ti - сверхпроводники, с Мп и AI - магнитные. Сплавы с Sn или Sb применяются в качестве антикоррозионных покрытий. ГЕРМЕТИЗАЦИЯ (от имени легендарного егип. мудреца Гермеса Трижды величайшего, к-рому, в числе прочего, приписывалось искусство прочной закупорки сосудов) - обеспечение непроницаемости стенок и соединений в аппаратах, машинах, сооружениях или ёмкостях для жидкостей и газов. К способам Г. относятся пайка и сварка соединений, применение газонепроницаемых литых деталей, спец. вакуумных материалов, герметиков, уплотнений и др. ГЕРМЕТИКИ - полимерные композиции (пасты, замазки, р-ры гл. обр. на осн. полисульфидных или крем-нийорганич. жидких каучуков), обеспечивающие непроницаемость болтовых, заклёпочных и др. соединений, а также конструкционных стыков, швов между деталями, разл. дефектов. Герметизирующая прослойка образуется непосредственно на соединит, шве в результате вулканизации (отверждения) полимерной основы Г. Применяются в авиац., автомоб., су-достроит. пром-сти, в стр-ве. ГЕРЦ [по имени нем. физика Г. Герца (Н. Hertz; 1857-94)] - ед. частоты пе-риодич. процесса. Обозначение - Гц. 1 Гц равен частоте, при к-рой за время 1 с происходит один цикл перио-дич. процесса. В технике широко используются кратные единицы от Гц: кГц, МГц, ГГц.

КОМПАУНДЫ ПОЛИМЕРНЫЕ - КОМПОЗИЦИИ на осн. термореактивных оли-гомеров (эпоксидных или полиэфирных смол, жидких кремнийорганич. каучуков и др.) или мономеров (исходных в-в для синтеза полиакрила-тов, полиуретанов), предназнач. для заливки или пропитки токопроводя-щих схем и деталей с целью их изоляции в электротехнич., радиотехн. и электронной аппаратуре. КОМПЕНСАТОР (от лат. compenso -возмещаю, уравновешиваю) - 1) устройство для устранения (компенсации) влияния разл. факторов (темп-ры, давления, положения и др.) на состояние и работу сооружений, системы, машин, приборов либо для регулирования нек-рых физ. параметров, напр, изменения оптич. пути (оптич. К.). К. подразделяются на неподвижные (прокладки, проставоч-ные кольца, заполнители и т.п.) и подвижные (регулировочные винты, эксцентриковые втулки и др.). Использование К. позволяет осуществлять взаимозаменяемость деталей, повышает долговечность и ремонто-способность устройств.

При выполнении антикоррозийных работ используются силикатные кислотоупорные растворы и замазки, глето-глицериновые замазки, серный цемент, полимерные замазки. Выбор той или иной композиции определяется исходя из химической стойкости и физико-механических свойств используемых материалов. Наиболее широко в настоящее время используются силикатные и полимерные композиции. Ориентировочные составы этих композиций приведены в табл. 10 и 11.

ГЕРМЕТИКИ, герметизирующие составы, — полимерные композиции, применяемые для обеспечения непроницаемости болтовых или заклёпочных соединении металлич. конструкций, стыков между панелями наружных стен зданий и т. д. Г.— пасты, замазки или р-ры, к-рые наносят на элементы конструкций с помощью шпателя, кисти, шприца, методом полива и др. Герметизирующий материал образуется непосредственно на соединит, шве (обычно в результате вулканизации полимерной основы Г.). Г. широко применяют в авиац., автомоб., судостроит. пром-сти, в стр-ве. Они используются также в областях, не связанных с их осн. назначением, напр, для изготовления точных слепков и отливок в технике зубопротези-рования и криминалистике.

КОМПАУНДЫ ПОЛИМЕРНЫЕ — композиции на основе полимеров (эпоксидных смол, ненасыщ. полиэфиров, жидких кремнийорганич. каучуков и др.) или мономеров (исходных продуктов для синтеза полиакрилатов, полиуретанов и др.), предназнач. для заливки или пропитки токопроводящих схем и деталей с целью изоляции их в электро-и радиоаппаратуре.

Пластмассы, полимерные композиции

СКЛЕИВАНИЕ СТЕКЛА, КЕРАМИКИ, ФАРФОРА И АСБЕСТА. Неорганич. материалы обычно склеивают клеями и цементами неорганич. происхождения, к-рые обеспечивают теплостойкость соединения. Для склеивания чаще всего применяют разные композиции жидкого стекла с различными минеральными наполнителями, смеси хлористого магния с окисью магния, глётоглицериновые составы, железные, серые цементы и т. п. Эпоксидные клеи, клеи типа БФ, полиуретановые и нек-рые др. полимерные композиции могут также склеивать стекло, керамич. материалы, фарфор, асбест, асбестоцемент и т. д. Для склеивания теплоизоляц. материалов из стеклянного волокна применяют феноль-нокаучуковые клеи и композиции, содержащие кремнийорганич. соединения. Силикатное стекло склеивают как жидкими, так и пленочными клеящими материалами. В тех случаях, когда клеевые соединения (швы) должны быть прозрачны, напр, в произ-ве безопасного автомобильного стекла триплекс, применяют поливинилбути-ральные пленки, пленки из полимеров эфи-ров метакриловой и акриловой к-т, поли-винилацетата, полиизобутилена, сополимеров ненасыщенных полиэфиров на основе

17. Евдокимов Ю. А., Барсуков Р. X. Новые антифрикционные полимерные композиции, изготовленные на базе эпоксидных смол. Ростов. Ростовское книжное изд-во, 1976. 80 с.

Углепластики на основе эпоксидных смол, отверждаемых при более высоких температурах, обладают повышенной теплостойкостью. Характерный режим их отверждения занимает 2 ч при температуре 450 К. Такие материалы предназначены главным образом для авиастроения. Одним из подобных типов эпоксидных связующих является композиция на основе тетраглицидилдиаминодифенилметана. Изготовители препрегов для улучшения водостойкости и других свойств полимерных композиций модифицируют их другими типами эпоксидных смол с целью придания материалам заданных эксплуатационных характеристик. Используя в качестве отвердителя диаминодифенилсульфон, получают материалы с высокой теплостойкостью и стабильностью свойств при хранении. В последнее время для углепластиков разрабатываются новые полимерные композиции с высокими деформационно-прочностными свойствами. Так, например, для повышения ударной вязкости совершенствуют базовую эпоксидную смолу и одновременно ведут поиск новых методов модификации существующих композиций.

Углепластики на основе эпоксидных смол, отверждаемых при более высоких температурах, обладают повышенной теплостойкостью. Характерный режим их отверждения занимает 2 ч при температуре 450 К. Такие материалы предназначены главным образом для авиастроения. Одним из подобных типов эпоксидных связующих является композиция на основе тетраглицидилдиаминодифенилметана. Изготовители препрегов для улучшения водостойкости и других свойств полимерных композиций модифицируют их другими типами эпоксидных смол с целью придания материалам заданных эксплуатационных характеристик. Используя в качестве отвердителя диаминодифенилсульфон, получают материалы с высокой теплостойкостью и стабильностью свойств при хранении. В последнее время для углепластиков разрабатываются новые полимерные композиции с высокими деформационно-прочностными свойствами. Так, например, для повышения ударной вязкости совершенствуют базовую эпоксидную смолу и одновременно ведут поиск новых методов модификации существующих композиций.

К группе герметиков специального назначения относятся компаунды — полимерные композиции на основе различных полимеров или мономеров, предназначенные для заливки или пропитки токопроводящих схем и деталей с целью их изоляции в электро- и радиоаппаратуре. Компаунды не содержат растворителей. Они могут быть термореактивными (на основе эпоксидных, полиэфирных и других смол) и термопластичными (на основе битумов, воскообразных диэлектриков и термопластичных полимеров — полистирола, полиизобутилена и др.). Наибольшей нагревостойкостью обладают эпоксидные и кремнийорганические компаунды.