Разработка и исследование композиционного самосмазывающегося материала для трибосопряжений шестеренных насосов 11НШ, дозирующих химически-активные растворы

• Автор: Миньков, Дмитрий Васильевич
• Шифр специальности: 05.02.04, 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. Состояние вопроса, цель и задачи исследований.

1.1. Шестеренные насосы НШ для производства химических волокон, особенности трения и изнашивания

их механизмов

1.2. Коррозионномеханическое изнашивание и меры по снижению его влияния на износостойкость

трибосопряжений.

1.3. Анализ использования композиционных материалов

с полиамидной матрицей в трибологических системах.

1.4. Использование метода пластификации для повышения триботехнических характеристик полиамидов
1.5. Фосфаты металлов как неорганические полимеры, повышающие антикоррозионные и антифрикционные характеристики трибосопряжений.
1.6. Постановка цели и задач исследований.
2. Оборудование, объекты и методики экспериментальных исследований.
2.1. Машина трения, аппаратура и методики
триботехнических и электрохимических испытаний
2.2. Аппаратура и методики определения физикомеханических характеристик материалов.
2.3. Объекты исследований.
3. Исследование механизма изнашивания
трибососпряжения валкорпус насосов НШ
3.1. Анализ конструктивных особенностей и химического состава металлов и сплавов трибосопряжсния валкорпус насосов НШ, влияющих на их износостойкость
3.2. Влияния электродного потенциала трибосопряжений валкорпус насосов НШ на механизм их изнашивания.
3.3. Выводы
4. Технология изготовления композиционного самосмазывающегося материала КСМ ВДМ1.
4.1. Микрокапсулированис как метод пластификации полиамидов антифрикционными и антикоррозионными компонентами.
4.2. Литьевая машина для изготовления КСМ
и технологический процесс его переработки
4.3. Оптимизация состава КСМ.
4.4. Оптимизация режимов переработки.
5. Исследование триботехнических и физикомеханических характеристик КСМ ВДМ1
5.1. Трибологические исследования КСМ
5.2. Определение химической стойкости КСМ.
5.3. Исследование релаксационных характеристик КСМ
5.4. Определение теплофизических характеристик КСМ.И
6. Обсуждение полученных результатов
и внедрение КСМ ВДМ1.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Основной характеристикой дозирующих насосов является подача за один оборот или единицу времени. Подача насоса за оборот - это объем раствора, поданный насосом за один оборот главного вала (ведущего зубчатого колеса) в см3/об. Подача насоса в единицу времени -это объем раствора поданный насосом за единицу времени. Для насосов дозаторов НШ дозировочной характеристикой является объемная подача -см3/об. Эта характеристика, определяющая плотность волокна, напрямую связана с износостойкостью трибосопряжений. Например, для насоса НШ-0,3 номинальная подача должна быть строго 0,3 см3/об. Отклонение подачи по ТУ может быть не более 1,5%, « 0, грамма за один оборот! Т.е. Необходимость использования для пар трения насосов коррозионно-стойких сталей или ставов. Согласно ТУ [] насосы НШ предназначены для производства вискозных волокон и материал трибосопряжений обеспечивает их требуемую долговечность. При производстве пара-арамидных волокон в составе дозируемого продукта имеется хлористый водород и при наличии малых количеств воды - соляная кислота: в СВМ - 0,30,4% НС1, в - Русар - 0,6. НС1, в Русар-0 - 1,2. НС1. Наличие кислоты резко сокращает время работы насосов из-за коррозионно-механического изнашивания их трибосопряжений, что будет показано в настоящей диссертации. Не допустимость попадания в продукт частиц износа материалов трибосопряжений. Это требование резко сокращает возможность повышения износостойкости трибосопряжений насосов путем нанесения на их поверхности износостойких покрытий, хотя и здесь получены положительные результаты в повышении износостойкости и восстановления работоспособности насосов путем нанесения на поверхности трибосопряжений и каналы насосов нанопокрытий на основе жидких стекол []. Не допустимость попадания в волокна продуктов реакции материалов трибосопряжений насоса с дозируемым продуктом. В настоящее врет с применением платиновых фильер диаметром 0,-0, мм и при формовании с вытяжкой возможно получение волокон диаметром до десятых долей микрометра. Попадание продуктов реакции в волокно, например микропузырьков хлористого и атомарного водорода, образующихся при реакции железа с соляной кислотой и в процессе электрохимических реакций, приводит к так называемому “навозду-шиванию” волокна, что резко понижает его прочностные характеристики. Образование в каналах насоса при травлении его корпуса соляной кислотой хлорного железа БеСЬ и его соединений РеС*6Н, РеС. Н, РеС. Н и попадание их в волокно, также снижает его качество. На рис. НШ. Рис. Принцип работы насоса заключается в следующем. Раствор полимера поступает по специальному каналу в корпусе насоса в камеру всасывания, заполняя впадины между зубьями колес. Вращающиеся шестерни насоса переносят раствор из камеры всасывания в камеру нагнетания, откуда раствор попадает в фильеру. Корпус 8 насоса служит для распределения потоков перекачиваемой жидкости, крепления на нем шестеренного механизма и соединения насоса с насосной стойкой. Ведущая шестерня жестко посажена на валу 5, а ведомая шестерня свободно сидит на оси . В средней пластине имеются отверстия для размещения шестерен и и имеются выемки для всасывающей и нагнетательной камер. Боковые пластины и , плотно прилегающие к средней пластине, образуют замкнутое пространство, необходимое для размещения шестерни. Пластины крепятся к корпусу 8 болтами. Анализ работы трибосопряжений насоса показал, что изнашиваются пары трения: вал ведущий - корпус, шестерня ведущая - шестерня ведомая; шестерни - верхняя пластина; шестерни - нижняя пластина; шестерни - средняя пластина; шестерня ведомая - ось; нижняя и верхняя пластина - втулка. H?N—R—NI-Ь+СЮС—СОС1->Г—HN—R—NHCO—R—СО—1n+2HCl (1 . СС—R—С—ОС1 +Щ2-> ClOC—R—СООН + НС1 (1. Вышеуказанные реакции при наличии примесей воды приводят к образованию в продукте соляной кислоты НС1. Нахождение в насосе-дозаторе НШ семи трибосопряжений, работающих в коррозионно-активной среде, вероятно, требует использования в качестве пар трения коррозионностойких нержавеющих сталей или композиционных материалов с полимерной матрицей. Однако, требование 2 (стр.