BigEdu.ru
» » » Использование технической керамики и ситаллов в узлах трения
Вернуться назад

Использование технической керамики и ситаллов в узлах трения

Использование технической керамики и ситаллов в узлах трения

В.В. Гусев, Л.П. Калофатова, А.Д. Молчанов, Дон НТУ

В настоящее время в мире наблюдается тенденция производства изделий из неметаллических и композиционных материалов, которые все шире заменяют металлы во многих отраслях промышленности. К концу предыдущего тысячелетия производство неметаллов превысило по объему производство черных металлов. Эта тенденция связана со снижением себестоимости продукции при одновременном повышении их срока службы, надежности и экологической чистоты. Особое место среди неметаллических материалов занимает керамика. Работы по керамическим материалам во всем мире резко интенсифицируются, расширяются области применения этих материалов и рост капиталовложений в разработку материалов, технологию их производства и изготовления. Большинство развитых стран (Япония, США, Германия, Швеция, Россия и др.) осуществляют национальные программы по керамике. Лидирующее место на мировом рынке керамики занимают Япония и США. Фактическое производство керамики неуклонно возрастает, каждые пять лет ее производство удваивается.

Физико-механические свойства конструкционной керамики (КК) по сравнению со всеми видами металлов, которые в настоящее время применяются в качестве главных материалов для изготовления деталей машин, имеют такие отличительные характеристики, как высокую температуру плавления, твердость, легкость и т.д. Ее применяют для изготовления деталей, к которым предъявляются повышенные требования по жаростойкости, износостойкости, коррозийной стойкости, стойкости к воздействию химикатов и т.д.. Сегодня многие институты Украины и Донецкой области работают над проблемами изготовления и применения изделий из КК в промышленности. Можно отметить такие ведущие организации как Институт проблем материаловедения и Институт сверхтвердых материалов в г. Киеве, Физико-технический институт и ООО “Керамика” в г. Донецке. Они обладают технологией изготовления материалов и готовы ее поставлять во многие отрасли промышленности.

Особое место среди областей применения КК занимают узлы трения. За рубежом КК используется для изготовления износостойких деталей насосов нефтяных скважин, арматуры в нефтехимической и газовой промышленности, а также фильер, сопел пескоструйных аппаратов, газовых горелок и т.д. Интерес, возникший к триботехнической керамике в 60-е годы, не ослабел до настоящего времени. Если в 80-х годах объем производства керамических подшипников оценивался в 2, 5 млрд. долларов США, то к концу предыдущего тысячелетия ожидался рост их выпуска в стоимостном выражении до 6 млрд. долларов. Высокие рабочие температуры и износостойкость керамических материалов позволяют повысить быстроходность вращения роторов, снизить требования к смазке и охлаждению. Важными факторами их использования являются немагнитность и электроизоляционные свойства керамических материалов. Высокая стоимость таких подшипников компенсируется более высокой долговечностью (3...10 раз) и более высокой износостойкостью (~10 раз при высоких температурах).

Основным материалом по созданию керамических подшипников качения является горячепрессованный нитрид кремния (Si 3 N4 ), хотя сохраняется интерес и к таким материалам как оксид алюминия и карбид кремния (Al 2 O3 , SiC ). При обычных температурах эксплуатации спеченные керамики уступают подшипниковой стали по долговечности, однако с другой стороны, стали теряют работоспособность при 870...10700К, а керамические материалы нормально работают в этих условиях. Сегодня из нитрида кремния изготавливают шарики и ролики подшипников, а иногда и цельные подшипники. Если раньше основными потребителями этих подшипников были авиация, космическая техника и приборостроение, то сегодня, с началом их серийного выпуска на рынок сбыта, расширяется и область их использования.

Особо привлекательным является тот факт, что уже на стадии получения материала возможно введение в него твердых смазок, значительно улучшающих работоспособность узлов трения. В качестве подшипников скольжения используют спеченные SiC , Si 3N 4. На основе Al 2O 3 создают композиты, содержащие MoO 3 или WO 3 и имеющие поверхностную сульфидную пленку, из которых можно изготавливать прецизионные подшипники с низким (0, 13) коэффициентом трения. В материалах на основе Si 3N 4 в качестве твердой смазки используют графит и BN . Ряд фирм Германии, Японии, США уже сегодня выпускают керамические подшипники качения. Однако существуют особенности их монтажа, что связано с различными значениями коэффициента линейного расширения КК и металла.

Интенсификация работ в области триботехнической керамики связана, прежде всего, с постановкой модельных опытов, имитирующих по схеме и геометрии контакта условия работы реальных узлов трения, с целью оценки применения тех или иных материалов и конструктивных особенностей для конкретных условий работы. В ДонНТУ получен ряд патентов Украины, накоплен определенный опыт в разработке перспективных комбинированных узлов трения и проведении исследований работы керамических подшипников на имеющихся стендах кафедры “Металлорежущие станки и инструменты”. Для угольной промышленности разработаны: плунжера и кольца для водных и масляных шахтных насосов, торцовые уплотнения роликов угольных комбайнов и проходческих машин. Использование керамических плунжеров позволяет повысить длительность эксплуатации шахтных насосов в 4...5 раз, а разработанные в ДонНТУ конструкции торцовых уплотнений роликов - в

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать
Рефераты по промышленности и производству Использование технической керамики и ситаллов в узлах трения В.В. Гусев, Л.П. Калофатова, А.Д. Молчанов, Дон НТУ В настоящее время в мире
Оценок: 1001 (Средняя 5 из 5)

Наверняка у вас есть товары или услуги, продажа которых приносит вам максимальную прибыль. Для быстрого старта в сети вам необходимо создание посадочной страницы (одностраничного сайта), на которой будет размещена информация о маржинальных товарах/услугах интернет магазина. За 8 лет опыта разработки конверсионных страниц мы выработали оптимальную структуру, которая позволит привлекать через landing page больше продаж. На такую структуру «одевается» ваш контент — фирменный стиль, тексты, фотографии, уникальные торговые предложения, после чего страница выходит в свет. Разработка лендинга и запуск в сети — до 7 рабочих дней. Стоит отметить, что в разработку самой посадочной страницы входит и написание копирайтером продающих текстов для вашего бизнеса, чтобы каждый посетитель страницы захотел совершить покупку именно у вас. Результат: качественно разработаная продающая посадочная страница, которая готова приносить вам новых клиентов.

© 2016 - 2022 BigEdu.ru