Разработка и исследование антифрикционных эпоксидофторопластов и технологии их центробежного формирования

• Автор: Гончаров, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

АЭФ - армированные эпоксидофторопласты

ГЖМ - полимерный композиционный материал

ГС-1 - антифрикционный графит марки ГС

МАС - материал антифрикционный самосмазывающийся

МоБ2 - дисульфид молибдена

МФЛ - металлофторопластовая лента

ПТФЭ - политетрафторэтилен

ПЭПА - полиэтиленполиамин

СПС - самосмазывающийся подшипник скольжения

СТ - стеклоткань
УГ - углеграфитовая ткань
ХБ - хлопчатобумажная ткань
Ф-4 - фторопласт
ЭС - эпоксидно-диановая смола
ЭФ - эпоксидофторопласты
ЭФЛАСТ - группа материалов МАС, армированных тканями
ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ В ФОРМУЛАХ
А - площадь контакта поверхностей номинальная, мм2;
В - жесткость ткани, мкН-м;
Б - диаметр, мм;
Е - модуль упругости, МПа;
Б - сила трения, Н;
С - центробежная сила, Н;
/- коэффициент трения; g - ускорение свободного падения, м/с2;
1„ - массовая износостойкость, км/мг;
НВ - твердость по Бринеллю, МПа;
Б - путь трения, м;
N - число циклов;
п - частота вращения, мин'1;
ра - давление номинальное, МПа;
Т - температура, 0 С;
раУ - фактор трения, МПа' м/с;
V - скорость скольжения, м/с;
¥„ - водопоглощение, масс. %;
УМ - маслопоглощение, масс. %; р - плотность, кг/м3; т - время, с;
Ор - предел прочности на растяжение, МПа; осж - предел прочности на сжатие, МПа;
©у -эффективная степень армирования материала, %

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Обзор и классификация современных армированных полимерных композиционных материалов триботехнического назначения, применяемых в машиностроении
1.2 Понятие о градиентных полимерных материалах
1.3 Обзор технологий производства армированных полимерных материалов
1.4 Постановка целей и задач исследования
2. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЭФ, ПОЛУЧАЕМЫХ МЕТОДОМ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ФОРМИРОВАНИЯ
2.1 Разработка общей схемы исследования
2.2 Расчет количественных параметров наполнителей антифрикционного слоя
2.3 Расчет и определение количественных параметров наполнителей армирующего слоя
2.4 Определение технологических параметров процесса

;д центробежного формирования АЭФ
*'11
; 2.5 Методика выбора армирующего материала для технологии
получения АЭФ центробежным способом
Выводы по главе
3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Исходные компоненты АПКМ
3.2 Экспериментальная установка и технология получения образцов
3.3 Методики исследования физических свойств и структуры полимерных композиционных материалов
3.4 Методики и оборудование для триботехцических испытаний пар трения
3.5. Методика изучения влияния технологических факторов на свойства полимерного материала, полученного центробежным формированием, методом планирования эксперимента

3.6. Методика экспериментально-статистической оптимизации свойств полимерного материала
Выводы по главе
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АРМИРОВАННЫХ ЭПОКСИДОФТОРОПЛАСТОВ
4.1 Результаты исследование армирующего слоя АЭФ
4.2 Результаты исследования влияний технологических и конструктивных факторов на свойства АЭФ, полученных центробежным способом
4.3 Результаты исследования влияния термообработки на свойства связующего АЭФ
4.4 Результаты триботехннческих исследований антифрикционного слоя
4.5 Результаты определения несущей способности материала в условиях трения без смазки
4.6 Результаты исследования влияний технологических факторов на свойства полимерного материала, полученного центробежным формированием, методом планирования эксперимента
4.7 Результаты экспериментально-статистической оптимизации свойств полимерного материала
4.8 Результаты исследования структуры материалов
Выводы по главе
5. РАЗРАБОТКА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ГРУППЫ МАС
5.1 Разработка самосмазывающихся подшипников на основе АЭФ
5.2 Технология получения АЭФ способом центробежного литья
5.3 Ресурсные испытания материалов
5.4 Опыт применения материалов группы МАС
5.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Одноосевое центробежное формование используют для формования изделий вращательной формы из термопластов или реактопластов - трубы, втулки, кольца, ободья, и др. Таким методом можно изготовить трубы диаметром до 5 метров и толщиной стенки до 50 мм из наполненных композиций, которые содержат 40-50% наполнителей.
В конце центробежного формования рекомендуется провести термоотжиг изделий — термонормализацию. Это способствует протеканию релаксационных процессов, а, следовательно, более длительному сроку службы изделий в будущем [28].
В последнее время область применения не ограничивается крупногабаритными изделиями, и все чаще центробежным формованием изготавливают товары народного потребления и детали машиностроения. Однако основным преимуществом является возможность изготавливать бочки, баки, цистерны, поддоны, контейнеры, короба, дорожные тумбы, втулки, трубы и многое другое.
В работе [127] описываются способ и устройство для изготовления емкостей из пластмасс, в частности, топливных баков. Способ позволяет получать баки, состоящие из двух слоев пластмассы: наружный слой -непрозрачный, а внутренний - прозрачный. При формировании бака в наружном слое выполняется зазор, который заполняется материалом внутреннего прозрачного слоя. Это дает возможность видеть уровень жидкости, находящейся в баке и контролировать ее количество.
В [128] предлагается способ центробежного формования изделий из биокомпозитов, представляющих собой смесь, состоящую из термопласта, наполненного растительным материалом. Особенность способа заключается в том, что он позволяет получать изделия с улучшенными механическими свойствами при достаточно низких производственных затратах. Способ состоит из следующих основных этапов: подача исходной смеси в литьевую форму; вращение формы в нагревательной печи; охлаждение формы и извлечение из формы готового изделия.
В работе [56] с использованием теории теплопереноса и межфазного движения исследовалось время нагрева в процессе центробежного формования