книги из ГПНТБ / Мизери, А. А. Эксплуатация текстильного оборудования с деталями из пористых спеченных материалов

А. А. М и з е р и

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

ТЕКСТИЛЬНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ С ДЕТАЛЯМИ ИЗ ПОРИСТЫХ СПЕЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1974

Р е ц е н з е н т докт. техн. наук, проф. Н. В. Катц

W - J L W B

гос. лу

Мизери А. А.

М58 Эксплуатация текстильного оборудования с дета­ лями из пористых спеченных материалов. М., «Лег­ кая индустрия», 1974.

176с.

Вкниге освещаются условия эксплуатации прядильных и крутиль­ ных колец, самосмазывающихся подшипников скольжения из пористых спеченных материалов. Описано использование пористых спеченных материалов для фильтровальных элементов, для снятия зарядов стати­

ческого электричества. Приводятся рекомендации по выбору типа этих материалов, методам контроля, способам обработки и т. д.

Книга предназначена для инженерно-технических работников всех отраслей текстильной промышленности, а также может быть полезна студентам текстильных вузов.

© Издательство «Легкая индустрия», 1974 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Намеченное XXIV съездом КПСС повышение производитель­ ности труда в промышленности вызывает необходимость дальней­ шего совершенствования различных видов техники как путем создания нового прогрессивного оборудования, так и путем модер­ низации существующего.

Производственное оборудование представляет собой наиболь­ шую часть основных средств предприятий, поэтому вопросам долговечности и эксплуатационной надежности оборудования нуж­ но уделять постоянное внимание.

В текстильной промышленности — одной из самых машинизи­ рованных отраслей народного хозяйства — эти вопросы приобре­ тают первостепенное значение.

Из-за недостаточной долговечности и надежности текстиль­ ного оборудования предприятия несут большие прямые и косвен­ ные потери, исчисляемые миллионами рублей в год.

Вопросы повышения надежности и долговечности оборудования решаются различными путями и средствами.

Конструкторы, технологи-машиностроители имеют возможность повысить надежность и долговечность машин путем применения более износостойких материалов и правильного их расположения в трущихся парах, путем широкого внедрения упрочняющей тех­ нологии, изменения конструкции и размеров сопряжения, созда­ ния соответствующих условий эксплуатации и обслуживания и в первую очередь режимов смазки.

Необходимо повышать износостойкость тех деталей и узлов, которые относятся к числу быстроизнашивающихся и от точности которых,в значительной степени зависит эксплуатационная надеж­ ность машин.

Правильный выбор способа и режима смазки и смазочных ма­ териалов обеспечивает бесперебойную и производительную работу машины с минимальными потерями энергии на трение.

Потери на трение только в машинах всех отраслей промышлен­ ности нашей страны составляют миллиарды киловатт-часов

энергии.

В одной только текстильной промышленности эти потери до­ стигают 85% от всей потребляемой энергии и только 15% ее расходуется на полезную работу.

Значительная часть разладок машин происходит вследствие преждевременного износа опор трения.

Роль подшипникового узла в машине исключительно велика. Увеличение зазоров между трущимися деталями в результате

Г л а в а I

ПОРИСТЫЕ СПЕЧЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Области применения спеченных материалов

За последние годы изделия, полученные методом порошковой металлургии, находят все большее применение в текстильной, хи­ мической, машиностроительной и других отраслях промышлен­ ности.

Порошковая металлургия позволяет полностью механизиро­ вать и автоматизировать производственные процессы, значительно

медь + свинец + графит и др.). Кроме того, этот метод позволяет снизить расходы металла и значительно увеличить срок службы деталей.

Создание нового высокопроизводительного оборудования, бо­ лее совершенных машин, работающих при повышенных скоростях и нагрузках, требует новых материалов, обладающих целым ря­ дом высоких физико-механических свойств.

Метод порошковой металлургии получил значительное рас­ пространение для производства деталей общего назначения: зуб­ чатых колес, поршневых колец, кулачков, втулок, храповиков и других деталей сложной конфигурации, изготовляемых обычно из углеродистых и легированных сталей, чугуна, цветных металлов и

рошка с соответствующим содержанием графита.

Детали машин, изготовляемые обычно из нержавеющих и жа­ ропрочных сталей, получают прессованием и спеканием легиро­ ванных порошков в сочетании с последующей химико-термической обработкой.

Ряд деталей, для изготовления которых требуются дефицит­ ные цветные металлы и сплавы (медь, латунь, бронза), можно по­ лучить прессованием железных или железографитовых порошков с последующей пропиткой пористых прессовок медью и латунью.

5

Наконец, некоторые особо прочные, износостойкие и жаропроч­ ные конструкционные изделия можно изготовить только методом порошковой металлургии, т. е. прессованием смесей тугоплавких соединений (карбидов вольфрама, титана, хрома) с металлами (кобальтом, никелем), которые в процессе последующего спекания расправляются, цементируя твердые тугоплавкие соединения. Ме­ няя в широких пределах состав прессуемых порошков, условия их прессования, спекания и химико-термической обработки, можно получить изделия с различными физико-механическими свойст­ вами (прочностью, плотностью, твердостью, коррозионной стой­ костью, износостойкостью, жаропрочностью).

Научно-исследовательские институты нашей страны, Институт металлокерамики и специальных сплавов АН УССР, НИИТавтопром, специальные лаборатории на ряде крупных заводов и дру­ гие организации много работают над применением легированных порошков и порошков с легирующими добавками и над совершен­ ствованием технологии производства деталей методом порошковой металлургии. Это позволит значительно расширить номенклатуру изделий из спеченных материалов.

На Мичуринском заводе имени В. И. Ленина организовано про­ изводство колец из спеченных материалов (до 400 тыс. штук в год). Износостойкость т^ких колец в 2—2,5 раза выше износо­ стойкости чугунных.

Расширение производства деталей из пористых спеченных ма­ териалов может принести значительную экономию народному хо­ зяйству.

Например, применение метода порошковой металлургии на Ташкентском заводе сельскохозяйственных машин при изготовле­ нии подшипников дозволило достичь значительного экономического эффекта.

Большое внимание уделяется применению пористых спеченных материалов для подшипников в узлах трения скольжения различ­ ных текстильных машин.

Применение подшипников из пористых спеченных материалов повышает эксплуатационную надежность и „долговечность под­ шипниковых узлов.

Большую работу по исследованию и внедрению пористых спе­ ченных материалов в текстильное машиностроение проводят Мо­ сковский текстильный институт, ВНИИЛТекмаш, Глуховский хлопчатобумажный комбинат имени В. И. Ленина, Климовский машиностроительный завод, машиностроительный завод имени 1 Мая и др.

Несмотря на определенные достижения последних лет в рас­ ширении номенклатуры изделий, изготовляемых методом порош­ ковой металлургии, а также определенные успехи в развитии и совершенствовании этой отрасли промышленности в СССР, все еще имеются такие недостатки, как отсутствие крупного центра­

6

зации и механизации производства изделий из спеченных мате­ риалов и др.

До сих пор на некоторых предприятиях существует предубеж­ дение против порошковой металлургии как метода изготовления различных конструкционных деталей.

Отечественная порошковая металлургия отстает от порошко­ вой металлургии таких капиталистических стран, как США, Авст­ рия, Англия, Франция, Япония, Западная Германия и др. Во всех этих странах порошковая металлургия применяется для произ­ водства изделий в промышленном масштабе.

Технология изготовления пористых спеченных изделий

Изделия, полученные методом порошковой металлургии, отли­ чаются от компактных наличием в них пор, которые и определяют основные свойства материала.

Пористым можно назвать любое тело, заключающее в себе большое число соединенных между собой пустот (пор). Шейдеггер [1] называет маленькие пустоты в твердом теле молекуляр­ ными пустотами, большие — кавернами, а порами считает пустые промежутки, средние между кавернами и молекулярными пусто­ тами.

Пористость — это отношение объема пор ко всему объему тела, выраженное в долях единицы или в процентах.

Пористость спеченных материалов, применяемых для изготов­ ления фильтров, колеблется в пределах 30—60%■ Значительно меньшую пористость имеют материалы, из которых изготавливают самосмазывающиеся подшипники. Пористость этих подшипников находится в пределах 15—30%.

Металлические порошки являются основным исходным мате­ риалом для изготовления различных спеченных изделий.

В настоящее время выпускаются различные металлические порошки: железный, медный, никелевый, хромовый, кобальтовый, вольфрамовый, молибденовый, титановый и др. Металлические по­ рошки изготавливают различными методами.

Наибольшее применение в различных отраслях машинострое­ ния, в том числе и в текстильном машиностроении, имеет желез-

ный порошок. В СССР выпускают четыре вида железных порош­ ков: электролитический, вихревой, карбонильный и восстановлен­ ный (из окалины конвертированным природным газом или из ока­ лины твердым углеродом).

Свойства железных порошков приведены в табл. 1.

По химическому составу железный порошок делят на пять групп, условно обозначаемых ПЖ1, ПЖ2, ПЖЗ, ПЖ4, ПЖ5.

По гранулометрическому составу порошок делят на четыре группы: крупный (к), средний (с), мелкий (м), очень мелкий

(о. м.).

В табл. 2 приведено деление железных порошков по насыпному весу.

Т а б л и ц а 2

В связи с этим существует определенный порядок в обозна­ чении железного порошка. Например, ПЖ2МЗ: буквы ПЖ обозна­ чают, что порошок железный, следующая цифра обозначает груп­ пу по химическому составу, затем следует буква, характеризую­ щая гранулометрический состав, и в конце цифра, обозначаю­ щая категорию насыпного веса.

Производство порошков в СССР в промышленных масштабах осуществляется на предприятиях Министерства черной металлур­ гии СССР методом восстановления прокатной окалины: на Броварском заводе порошковой металлургии, Новотульском метал­ лургическом заводе, Сулинском металлургическом и Днепровском

Стоимость одной тонны Fe-порошка в зависимости от марки со­

ставляет 250—315 руб.

В производственных масштабах в нашей стране производятся Си-порошок методом электролиза, Ni-порошок карбонильным ме­ тодом, РЬ- и Sn-порошки методом распыления жидкого металла.

Из этих порошков в специальных пресс-формах прессуют не­ обходимые изделия.

После прессования изделия подвергают спеканию при темпе­ ратурах ниже точки плавления основного металла, из которого изготовлено изделие.

8

После спекания иногда производится калибровка для получе­ ния точных размеров, иногда изделие подвергается небольшой ме­ ханической обработке.

На прочность пористых металлокерамических изделий влияют следующие факторы:

качество исходных порошков и способ приготовления шихты; удельные давления прессования; режим спекания;

метод дополнительной обработки пористого изделия после спекания..

От правильной и тщательной подготовки шихты перед прессо­ ванием в значительной степени зависит однородность пористого

9