ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности работы материалов при трении в агрессивных средах (д-р техн. наук Ю,. М. Виноградов) — Общие требования к материалам пар трения (канд техн. наук Г. Е. Лазарев) из "Износостойкие материалы в химическом машиностроении Справочник" Развитие машиностроения и повышение эффективности и качества машин и аппаратов требуют от машиностроителей создания оборудования, которое обеспечивало бь1 возможность интенсификации технологических процессов. Необходимым условием этого является возможность правильного подбора конструкционных и антифрикционных материалов. Особенную сложность представляет выбор материалов в химическом машиностроении, где материалы должны быть химически стойкими в присутствии разнообразных агрессивных сред- При этом требования к износостойкости трущихся пар повышаются в связи с тем, что часто даже незначительное количество продуктов износа может вызвать недопустимое загрязнение среды. [c.4] Комплекс требований высокой износостойкости при одновременной химической стойкости создает определенные сложности в подборе антифрикционных материалов для узлов трения оборудования химического машиностроения. Во многих случаях недопустимо использование обычных смазочных материалов, что заставляет обращать особое внимание на применение материалов, относящихся к категории самосмазывающихся, а также материалов, которые обладают высокой износостойкостью при трении в агрессивных средах. [c.4] За последние десятилетия создано большое количество новых неметаллических материалов, оригинальных композиций, разработаны новые способы обработки металлических поверхностей, повышающие их противозадирные и противо-износные свойства. [c.4] В настоящем справочнике собраны сведения об основных материалах, используемых в химическом оборудовании в трущихся соединениях. Значительная часть излагаемого материала получена в результате исследований, проводившихся в НИИхиммаше и ЛенНИИхиммаше. Использованы также литературные данные по вопросам выбора и применения антифрикционных материалов в машиностроении. [c.4] Все замечания читателей будут приняты авторами с благодарностью. [c.4] Трением называется сопротивление, возникающее при относительном перемещении двух соприкасающихся тел в плоскости их касания. Сила сопротивления относительному перемещению двух тел при трении называется силой трения. Она приложена в зонах соприкосновения трущихся тел. [c.5] Для химического машиностроения характерным является коррозионномеханический вид изнашивания, при котором на поверхности трения попадает агрессивная среда в жидком или газообразном состоянии. [c.6] В таких условиях работают, в частности, перемешивающие устройства, торцовые уплотнения, шнеки центрифуг, детали сушильных аппаратов и др. При проектировании и эксплуатации таких узлов трения надлежит учитывать возможность одновременного изнашивания как под воздействием механических факторов, так и коррозии. При этом износостойкость материала будет зависеть от того, какой из этих факторов является преобладающим. А в зависимости от этого относительная износостойкость материалов может меняться, т. е. материалы, являющиеся в одной среде более износостойкими относительно других, могут оказаться менее износостойкими в других средах. [c.6] При подборе материалов пар трения для химического оборудования следует руководствоваться теми же соображениями, что и для других видов оборудования, с учетом специфики, налагаемой присутствием агрессивных сред на поверхностях трения. [c.6] Для пар трения, работающих под воздействием агрессивных сред, обязательным свойством является иХ коррозионная стойкость в данных средах. [c.6] Для пар трения, работающих без смазки или в нейтральных смазочных средах, основными свойствами являются их антифрикционные качества. [c.6] При подборе материалов и определении допускаемого режима работы следует учитывать два обстоятельства. Во-первых, нельзя допускать заедания, вызывающего задир — катастрофический вид износа, приводящий к разрушению поверхностей и выходу из строя трущихся деталей. Во-вторых, следует стремиться к ограничению процесса изнашивания с тем, чтобы не допускать перехода к выцарапыванию и интенсивного разрушения в результате усталостного передефор-мирования. . [c.6] Для повышения противозадирных свойств поверхностей применяются различные виды покрытий и химико-термическая обработка. При этом на металлических поверхностях образуются поверхностные слои, обладающие физикомеханическими свойствами, отличными от основного металла. Влияние этих слоев на трение и износ заключается в предотвращении схватывания поверхностей и обеспечении правила положительного градиента для исключения заедания. При соблюдении услОьия иь/и О (т — сопротивление поверхностного слоя срезу г — глубина поверхностного слоя) разрушение поверхности при трении локализуется в поверхностных слоях, не переходя в пластические деформации и не вызывая глубинного вырывания. Поэтому при наличии смазочного слоя задира не происходит, а при отсутствии смазки, когда она по условиям эксплуатации недопустима, ее функции могут выполнять различные поверхностные покрытия, заранее нанесенные или самовозникающие под воздействием окружающей среды [18, 69]. [c.6] Связи между чистыми металлами, освобожденными от всяких поверхностных пленок (металлические связи), значительно прочнее, чем связи между пленками из химических соединений или адсорбционными пленками. Поэтому основным направлением предотвращения схватывания и задира является нанесение покрытий из других металлов или образование пленок из химических соединений путем хймико-термической обработки. [c.6] Для ограничения интенсивности изнашивания основным средством является повышение твердости трущихся поверхностей. Согласно законам изнашивания Тона—Хрущова интенсивность изнашивания снижается с повышением твердости поверхностного слоя [132]. [c.6] Однако для химического машиностроения, для которого характерно наличие агрессивной среды, при выборе материалов для пар трения необходимыми условиями являются не только их износостойкость в нейтральной среде, но и их химическая стойкость. Это обстоятельство необходимо учитывать и в некоторых случаях в зависимости от условий эксплуатации отдавать предпочтение тем материалам, которые обладают большей химической стойкостью. [c.6] В машинах и аппаратах химических производств используется большое количество узлов и деталей, подвергающихся трению и, как следствие этого, износу в процессе эксплуатации. К таким узлам и деталям относятся подшипники скольжения, уплотнения (торцовые, сальниковые, манжетные, лабиринтные и т. п.), подпятники, шнеки центрифуг и смесителей непрерывного действия, соединительные шайбы фильтров, распыливающие диски и ( рсуики сушилок, колеса и улитки насосов, лопатки роторных воздуходувок и т. п. [c.7] Многообразие видов узлов трения усугубляется широким диапазоном усло]вий работы таких узлов, различающихся по скоростям скольжения, нагрузкам, температурам и средам, контактирующим с трущимися деталями. В связи с этим необходимо отметить, чтоАе может быть универсального материала, обладающего высокой износостойкостью при всех возможных условиях эксплуатации. Все указанное осложняет выбор материалов, обеспечивающих высокую работоспособность узлов трения и оборудования в целом. [c.7] При выборе материала для конкретного узла трения в первую очередь необходимо сформулировать требования, которым должен отвечать узел трения, трущаяся пара материалов и каждый из материалов для изготовления трущихся элементов. [c.7] Основным требованием к материалам пар трения является износостойкость в заданных условиях работы, однако каждый из материалов должен обладать достаточной механической прочностью, стойкостью в агрессивной среде, огневзрыво-безопасностью, технологичностью, а пара трения должна обеспечивать минимальный коэффициент трения (кроме фрикционных узлов), исключать возможность схватывания и заедания. [c.7] Вернуться к основной статье