Антифрикционная композиция Советский патент 1980 года по МПК C08L27/18 C08K3/04 

1

Изобретение относится к композициям на основе политетрафторэтилена и может быть использовано в подвижных опорах скользящего типа, например в опорах горячих трубопровс дов теплотехнических сооружений.

Известны нетребующие жидкой смазки и обладающие высокой коррозионной стой-костью композиции на основе фторопласта, щироко применяемые в узлах подвижных опор раз личных конструкщ1Й, в том числе и трубопроводов 1 .

Недостатком антифрикционных пластин из фторопдаста-4 является высокая хладотекучесть, вызывающая значительную деформируемость под нагрузкой. Деформируемость под нагрузкой 100 кг/см при 22°С в течение 24ч составляет 6,6%. В ряде случаев фторопласт-4 не обеспечивает достаточную температурную стойкость (максимальная рабочая температура 250°С). Эти недостатки в некоторой степени устранены в антифрикционном графитированном фторопласте-4 марки Ф4ГЗ, в котором содержание графита трудно распределить равномерно, что отрицательно сказывается на износостойкости материш а. Кроме того, деформируемость под нагрузкоГ оказывается в ряде случаев недопустимо высокой.

Наиболее близкой к rr,Jeдлalaeмoй является наполненная фторлоновая композиция Ф4К20, выпускаемая по ТУ 6-05 - 1412-71 и представляющая собой прессованную смесь порошка фторопласта с 20 о5.7( кокса литейного марки КЛ-1. Это весьма твердый и температуростойкий материал, обладающий самой низкой хладотекучестью из всех композищ1Й на основе фторопласта-4. Деформируемость под нагрузкой 100 кг/см при 22° С в течение 24 ч составляет 2,9-3,3%. Материал является в ряде случаев незаменимым при изготовлении порщневых колец, подшипников и др. 2.

К недостаткам известной композиции следует отнести, прежде всего применительно к опорам трубопроводов, низкие виброгасящие свойства из-за высокой твердости и жесткости материала, в то время как вибрации трубопроводов являются крайне опасными и зачастую вызывают усталостные разрушения трубопроводов. Кроме того. При попадании на опорную 3 поверхность инородных твердых тел (свзрочный грат, облои, галька, песок и др.) наруша ется свободное скольжение, возникают дополнительные напряжения в трубопроводе, материал графитофторопласта подвергается повышейному износу и разрушается. Цель изобретения - повышение эффективности -гашения вибрации и снижение ВЛИЯЕШЯ механических загрязнений на подвижность опорных плит. Указанная цель достигается тем, что компо зиция, состоящая из политетрафторэтилена и г фита, содержит кристаллический графит и пол тетрафторэтилен в виде стружки и порошка при следуюшем соотношении, вес.%: Политетрафторэтилен в виде стружки.30-70 Политетрафторэтилен в виде порошка20-60 Достижение указанной цели обеспечивается тем, что предлагаемая композиция представля ет собой не монолитную, а слоистую и сравнительно пористую массу, состояшую из отрез ков стружки, скрепленных не по всей гшоскости, а лишь участками. Частицы порошка фтпрош1аста--4 в смеси скрепляют отрезки стружки, заполняют поры и неровности релье фа, а частицы кристаллического графита, на оборот, предназначены для разделения слоев в стружке, чтобы она не спрессовывалась в сплошную твердую массу. Чешуйки графита адсорбируются на поверхности и создают как бы буферный слой, обеспечиваюший скольжение слоев и их упругую осадку. Такая компо зиция имеет идельаную структуру для демпфи рования колебаний. Твердые частицы и загряз нения, попадая в опору, не могут осесть и за крепиться на поверхности скольжения и тонут в материале. Как в подушке, причем поверхность этих частиц и тел обволакивается графитовым порошком, что предотвращает возрастание рения в опоре. Для получения предлагаемой композиции берут стружку фторопласта (отходы от механической обработки заготовок фторопласта-4 ТУ 6-05-810-71), порошок фторонласта-4 ГОСТ 10007-62, марки А, Б, В и ггорошок графита кристаллическО1о ГОСТ 52-79-74. Стружку фторопласта-4 измельчают на кусочки длиной 1-1,5 см. Измельченную стружк промывают водой с порошком Новость до полного удаления масляных з грязнений, а затем - водой с целью полного удаления сле ов моющего порошка. Промытую стружку ысушивают при 100° С в течение 1-2 ч. Порошок фторопласта- размельчают пропусанием через сито 1,0 мм, графи1 просеивают ерез сито 0,5 мм для отделения механических римесей. Затем порошок фторопласта-4 тшаельно перемешивают с графитом и добавляют расчетному количеству стружки фторопласа-4. Смесь компонентов перемешивают вручую. Взвешивают порцию 500-600 г смеси из асчета прессования плитки размером 200x200x7. Готовят смеси, составы которых приведены в табл. 1. Смесь материалов распределяют ровным слоем в пресс-форму , которую затем помещают в сушильный шкаф типа СЛОЛ. Подъем температуры до рабочей (340-370° С) в течение 2-2,5 ч. Выдержка при рабочей температуре 3-3,5 ч.. Нагретую пресс-форму устанавливают под пресс (используют универсальную испытательную машину УММ-50). Прессование проводят удельным давлением 100 кг/см. По истечении 20 мин нагрузку с материала сршмают и пластину композита вьшрессовьгвают. Полученный антифрикционньп материал имеет характеристики, приведенные в табл. 2. Способность гашения вибраций предлагаемого и известного антифрикционного материала приведены в.табл. 3. Из табл. 3 видно, что предлагаемая композиш я обеспечивает меньшую амплитуду колебаний при вибра1ши на стевде, что в значительной степени снижает вероятность усталостных разрушений. Использование предлагаемой антифрикционной композиции позволяет полностью устранить разрушения трубопроводов по причине заклинивания опор и вибрационной усталостности. Загрязнения и попадающие инородные предметы не вызывают сушественного снижения коэффиххиента трения, уровень деформационных напряжений в процессе эксплуатации не превышает нормы. Материал дешев, так как более чем наполовину состоит из отходов механической обработки заготовок из фторопласта-4. Появляется возможность утилизации стружки, хранение которой в отвалах сопряжено со значительными затратами.

Г, а б л и ц а

Антифрикционный материал

Стружка фторопласта- + порошок фторопласта + графит (предлагаемый)

Графитопласт ф-4К20 (известный)

Таблица 3

Максимальный размах, мм

0,10-0,12

0,16 формула изобретении Антифрикционная компоэиищя для опор трубопроводов, состоящая из графита и поли тетрафторэтилена,- отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности гаиления вибраций и снижения влияния механических загрязнений на подвижность опорны Плит, она содержит кристаллический графит и политетрафторэтилен в виде стружки и порошка при следующем соотношении компонентов, вес.%: Политетрафторэтилен в виде стружки30-70 8 Политетрафторэтилен в виде порошка Кристаллический графит Источники информации, принятые во внимание при экспертиве 1.Черешкевич Л. В. и др. Фторюп.1астовые одишпники, работающие без смазки, ЛДНТП, 959 1с. 29. 2.Фторуглеродные пластики. Каталог-спраочник под ред. С. Г. Малкевича, Черкассы, 1974, с. 52-53 (прототип).