Теоретические принципы управления триботехническими свойствами и технологические основы производства эпоксидофторопластов и самосмазывающихся подшипниковых систем

• Автор: Иванов, Валерий Александрович
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 476 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРОИЗВОДСТВУ АНТИФРИКЦИОННЫХ САМОСМАЗЫВАЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ И НАУЧНО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К РЕШЕНИЮ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
1.1. Роль триботехники и антифрикционного материаловедения в обеспечении технического уровня машиностроения
1.2. Анализ существующих антифрикционных материалов и технологических процессов их производства
1.3. Пути создания самосмазывающихся композиционных полимеров на основе реактопластов и фторопластов
1.4. Научно-методологические подходы к решению материаловедческих триботехнических задач
1.5. Экспериментально-статистические методы моделирования в создании и исследовании износостойкости полимерных композиционных материалов
1.6. Выводы по состоянию вопроса и постановка задач исследования
Глава 2. СИСТЕМНЫЙ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К СОЗДАНИЮ
КОМПОЗИЦИОННЫХ САМОСМАЗЫВАЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ И УЗЛОВ ТРЕНИЯ
2.1. Разработка методов формализованного описания структуры узла трения
на основе многокомпонентных материалов
2.2. Методика систематизации элементов структуры трехуровневой модели узла трения
2.3. Методика системного описания рабочих параметров узлов трения и систематизация информации по трибонике
2.4. Систематика проектирования и исследования триботехнических композиционных материалов и подшипниковых систем
2.5. Методы оптимального структурного проектирования
2.6. Выводы
Глава 3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОДШИПНИКОВЫХ СИСТЕМ
3.1. Выбор направлений и методов создания самосмазывающихся эпокси-дофторопластов и подшипниковых систем
3.2. Методика расчета концентрационных параметров микроструктуры
композиционных материалов
3.3. Моделирование микроструктуры эпоксидофторопластовых материалов
3.4. Методика расчета на прочность и износ комбинированных подшипников с тонкослойными антифрикционными покрытиями
3.5. Методики и оборудование для экспериментальных исследований эпоксидофторопластовых материалов
3.6. Методы и оборудование исследования триботехнических параметров материалов и подшипниковых систем
3.7. Экспериментально-статистические методы исследования и оптимизации параметров ПКМ и узлов трения
3.8. Выводы
Глава 4. РАЗРАБОТКА, ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ЭПОКСИДОФТОРОПЛАСТОВЫХ САМОСМАЗЫВАЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ
4.1. Методики изготовления образцов эпоксидофторматериалов
4.2. Исследование влияния наполнителей на физико-химические свойства
4.3. Механические свойства исследуемых материалов
4.4. Исследование термостойкости и термического расширения
4.5. Исследование процесса полимеризации композиций эпоксидофторо-пластов
4.6. Исследование влияния структуры на физико-механические и триботехнические характеристики
4.7. Оптимизация состава материалов при помощи полиномиальных моделей
4.8. Выводы
Глава 5. СОЗДАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ САМОСМАЗЫВАЮЩИХСЯ ПОДШИПНИКОВЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ЭПОК-
СИДОФТОРОПЛАСТОВ
5.1. Исследование высоконагруженных направляющих при возвратнопоступательном движении без смазки
5.2. Исследование и оптимизация самосмазывающегося шарнирного подшипника
5.3. Создание и оптимизация катка для лесотранспортера
5.4. Разработка и исследование радиально-упорных подшипников скольжения с типоразмерами подшипников качения для рольгангов, конвейеров и транспортеров
5.5. Экспериментальные исследования трибохарактеристик самосмазыва-ющихся подшипников при трении в водной среде
5.6. Исследование влияния режимов жидкой смазки на параметры трения

и изнашивания СПС
5.7. Выводы
Глава 6. СОЗДАНИЕ ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ТРИБОТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ ИЗ ЭПОКСИДОФТОРОПЛАСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
6.1. Основы технологии производства эпоксидофторопластов
6.2. Разработка способов, специальных устройств и оборудования для подготовки и смешивания компонентов
6.3. Разработка способов и специального оборудования для формирования изделий из эпоксидофторопластов
6.4. Физико-химическая модификация эпоксидофторопластов
6.5. Способы соединения эпоксидофторопластов с металлической основой подшипника
6.6. Создание оборудования, технологических линий и производственных участков для изготовления подшипников из эпоксидофторопластов
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Углеродистые материалы с композиционной структурой включают конструкционные и антифрикционные, такие как обожженные материалы АО, графи-тированные АГ, графитовые 2П-1000, ПК-0; графитопласты АМС и графитофто-ропласты АФГМ и АФ [162]. К ним относятся также искусственные углеграфиты: пироуглерод, пирографит, а также графитовые и углеродистые волокна и ткани, стеклоуглерод и нетканые материалы на основе углерода (войлоки). В трибомеха-нике углеграфитовые материалы широко используются в высокотемпературных узлах трения или узлах, работающих в агрессивных средах [14, 306].
Металлические материалы, матрицей в которых является металл или сплав, подразделяются на металлические беспористые, пористые спеченные или металлокерамические и покрытия [306]. Антифрикционные металлокерамические материалы и посвященные им исследования обобщены в монографии Н.М. Федор-ченко и ЛИ. Пугиной [150].
Полимерные композиционные материалы (ПКМ) - наиболее широко развивающийся класс материалов для трибосистем. Некомпозиционные полимеры все реже применяются в трибосистемах по причине невысокой прочности, теплостойкости и износостойкости. По форме молекул полимеры разделяют на линейные, разветвленные и сетчатые. К линейным полимерам отнесены многие термопластичные материалы, к сетчатым - термореактивные.
В узлах трения наиболее распространены полиамиды, фенопласты, фторопласт-4 (политетрафторэтилен) [8, 9, 12]. Полиамиды применимы в узлах, эксплуатируемых без смазки при давлении до 3 МПа и скорости скольжения до 0,2 м/с. Предельная рабочая температура 75 °С [14]. Фторопласт-4 отличается самым низким для полимеров коэффициентом трения, самосмазываемостью, химической стойкостью почти ко всем реагентам, высокой термостойкостью. Однако вследствие хладотекучести под нагрузкой и низкой несущей способности фторопласт-4 в чистом виде в подшипниках применяется ограниченно. Наполнение фторопласта-4 коксом (15%) и дисульфидом молибдена (5%) снижает износ фторопласта по чугуну на три порядка [8]. Известно более 30 антифрикционных композиционных материалов на основе фторопласта-4 отечественного производства [168]. Материалы на основе полиамидов (типа ПМ и ПАМ и полиакрилатов (типа АМАН, ВИЛАН, ТЕСАН, ЭСТЕР АН) используются в космической и криогенной технике [152, 194]. Композиционные полиамиды, поликарбонаты, полиацетали, фторопласты, фенопласты и эпоксиды [53, 174, 230] хорошо зарекомендовали себя в узлах трения в различных отраслях техники. Полиамиды, а также ароматические полимеры, содержащие гетероциклы с добавками графита, дисульфида молибдена, нитрида бора, перспективные термостойкие матрицы для антифрикционных материалов [2, 10, 153].