книги из ГПНТБ / Кононенко А.П. Применение пластмасс в горнорудной промышленности
.pdf
А. П. КОНОНЕНКО
ПРИМЕНЕНИЕ
ПЛАСТМАСС В ГОРНОРУДНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ПРОМШЬ»
ДНЕПРОПЕТРОВСК 196 5
К 64
ГОС. ПуЬЛИЧМа Й
-i EX,; . <ЕСНАЙ
L . г ЛИЩ-ЕКА СССР
ГЗЛУ л
В брошюре освещается опыт применения пластмасс на горнорудных предприятиях Криворожского железо рудного бассейна, показывается промышленно-экономи ческая целесообразность использования полимерных ма териалов в конструкциях горных машин, оборудования, а также уделено некоторое внимание зарубежному
опыту.
Брошюра рассчитана на горняков инженерно-техни ческого звена, а также на работников горного машино строения.
ПЛАСТМАССЫ В ГОРНОРУДНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Программа ускоренного развития химиче ской промышленности, намеченная декабрь ским (1963 г.) Пленумом ЦК КПСС, откры вает большие возможности применения синте тических материалов в различных отраслях промышленности. Использование пластмасс в горнодобывающей промышленности позволяет снижать вес машин, оборудования, увеличи вать их надежность и долговечность, улучшать условия труда горняков. Об экономичности новых материалов свидетельствуют, например, данные ВНИИПТуглемаша, согласно которым только применение пластмассовых уплотнений для горных машин дает стране 2 млн. руб. экономии в год.
Огромное народнохозяйственное значение полимеров состоит в том, что они являются прекрасными заменителями черных и цветных металлов в малонагруженных конструкциях, где каждая тонна полимерных материалов может заменять 5—8 г стали. Это значит, что
выпуск полимеров, |
намеченный |
на |
1970 |
г. |
(4,0 млн. т), будет |
практически |
равноценен |
||
производству 20,0 млн. тстали. |
|
масс |
с |
|
Область применения пластических |
||||
з
ПРИМЕНЯЕМОСТЬ НЕКОТОРЫХ ПЛАСТМАСС ДЛЯ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Термо |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полиэ |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тилен |
Полипронилен |
|
% |
Детали и узлы горных машин |
|
К |
Ш |
X |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
В{ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
е* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
Рукоятки, штурвалы, колпачки, |
|
|
|
|
||||||
2 |
кнопки ........................................................ |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
+ |
|
Трубки, масленки, пробки, фильт |
|
|
|
|
|||||||
|
ры, вентили и др. детали масляных и |
|
|
|
|
||||||
3 |
водяных с и с т е м .................................... |
цилиндры, |
детали |
+ |
+ |
+ |
|
||||
Гидравлические |
|
|
|
|
|||||||
4 |
гидросистем............................................... |
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
Трубки, фитинги, детали арматуры |
+ |
+ |
+ |
|
|||||||
5 |
Антикоррозийные |
покрытия |
метал |
|
|
|
|
||||
6 |
лических деталей, |
облицовка . |
. . |
+ |
+ |
|
|
||||
Электроизоляционные детали, |
кор |
|
|
|
|
||||||
7 |
пуса приборов, панели, щитки . |
. . |
+ |
+ |
+ |
|
|||||
Подшипники скольжения (вклады |
|
|
|
|
|||||||
|
ши, втулки), |
буксы, |
ползунки, |
под |
|
|
|
|
|||
8 |
пятники, о с и ............................................. |
червячные колеса |
. . |
+ |
|
|
|
||||
Зубчатые |
и |
+ |
|
3 |
|
||||||
9 |
Рабочие |
органы |
вентлияторов, |
на |
|
|
|
|
|||
10 |
сосов и гидромашин.............................. |
|
|
. . |
+ |
|
4 |
|
|||
Ролики, |
катки и |
бегуны . . |
5 |
|
1 |
|
|||||
11 |
Кожуха, крышки, резервуары, |
обо |
|
|
|
|
|||||
12 |
лочки ........................................................ |
|
|
|
|
|
|
4 |
4 |
4 |
|
Опоры, лотки, кузова, корпуса, |
|
|
|
|
|||||||
13 |
емкости ....................................................... |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
1 |
|
Уплотнения (манжеты, прокладки), |
|
|
|
|
|||||||
|
мембраны................................................... |
|
|
|
|
|
|
+ |
Ч~ |
|
|
лов; |
О б о з н а ч е н и я : |
+ |
означает |
возможность |
изгот |
||||||
1— то же для малонагруженных конструкций; 2 — |
|||||||||||
составов; 3 — то |
же для |
ненагруженных |
передач; |
4 — |
|||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ГОРНОРУДНЫХ МАШИН
пласты |
|
1i |
|
|
|
Реактопласты |
|
|
| |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стеклопласты листов, и намотан, на основе контакт, связующих |
|
пластики, прессованная древесина |
||
Винипласт и его сополимеры |
Полихлорвинил |
Фторопласт |
Полистирол и его сополимеры |
Эпоксипласты |
Пресс-порошки фе нольные Пресс-порошки карбамидные |
Волокнит |
Стекловолокнит |
Текстолит |
Стеклотекстолит |
Холоднотвердеющая пластмасса АСТ-Т |
Древесно-слоистые |
||
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
| |
! |
|
11 |
+ |
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
+ |
+ |
+ |
|
1 |
|
+ |
2 |
1 |
|
|
+ |
|
+ |
1 |
|
|
|
+ |
ч* |
+ |
+ |
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ + |
+ |
+ |
+ |
|
|
+ |
2 |
|
|
+ |
|
|
2 |
2 |
|
|
1 |
|
|
5 |
5 |
|
|
I |
1 |
|
|
4 |
1 |
1 |
1 |
4 |
|
|
2 |
|
|
|
|
Ч- |
f |
|
|
|
|
+- |
|
|
+ |
|
|
|
+ |
+ |
|
+ |
|
+ |
+ |
|
+ |
4“ + |
+ |
+ |
|
|
+ |
|
4 |
- |
+ |
+ |
|
+ |
|
++
+ 5 |
|
5 |
+ |
+ |
4 |
|
+ |
|
|
|
+ |
овления данной детали или узла из указанных материато же при условии применения пластмасс специальных для небольших конструкций; 5 — для узлов трения.
5
каждым годом расширяется. Технология полу чения деталей из пластмасс проста: такие способы их переработки, как литье под давле нием, прессование, экструзия (выдавливание), отличаются высокой экономичностью. Трудо емкость изготовления пластмассовых деталей в четыре и более раз ниже трудоемкости изго товления аналогичных деталей из металла.
В табл. 1 показаны возможности примене ния пластмасс при изготовлении горнорудных машин.
Целесообразность использования пластмасс
вгорнорудной промышленности объясняется
итакими ценными их свойствами:
высокой химической стойкостью к действию кислот, щелочей, агрессивной шахтной среды; хорошей износоустойчивостью и низким
коэффициентом трения; хорошими электроизоляционными и механи
ческими свойствами; шумопоглощением и звукоизоляционными
свойствами.
Следует отметить, что из-за высокой стои мости оснастки, в частности пресс-форм, изго товление пластмассовых деталей экономиче ски целесообразно на специализированных предприятиях. В Кривбассе такое предприятие можно создать на базе участков и отделений пластмасс, имеющихся на рудоремонтном за воде треста «Дзержинскруда», на опытном заводе «Буровые станки», в мастерских ЮГОКа, ЦГОКа, НКГОКа.
В настоящее время в Кривбассе из пласт масс изготовляются преимущественно ненагруженные либо слабо нагруженные детали
6
и изделия. Их можно разделить на четыре группы:
1.детали узлов трения;
2.конструкционные детали;
3.электроизоляционные детали;
4.трубопроводы и их арматура.
1.ПОЛИМЕРЫ В УЗЛАХ ТРЕНИЯ
Детали для горных машин, работающие на истирание (втулки, вкладыши подшипников скольжения, направляющие башмаки), обыч но изготовлялись из дефицитных цветных ме таллов. Замена таких деталей полимерными позволяет не только экономить дорогостоящие металлы, но и увеличить сроки службы дета лей (см. рис. Г).
Рис. 1. Износ втулок из бронзы и капрона при нагрузке 100—140 кг/см2', а — капрон, б — бронза.
7
Та б л и ц а 2
|
|
Результаты работы |
капроновых деталей |
бурового агрегата БА-100К |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Вес всего, г |
|
|
Детали |
Прора |
Пробу |
Характер |
Режим |
|
после |
Износ, |
|||
ботано, |
рено, |
Смазка |
нагрузки |
работы |
до испыт. |
г |
||||
|
|
|
ч |
м |
|
|
|
испыт. |
|
|
Втулка |
боль |
250 |
500 |
Солидол |
Толчки |
Прерыв |
304 |
295,2 |
8,8 |
|
шая |
. . . . |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ный с оста |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
новкой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при замене |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
штанг |
|
|
|
Кольцо |
упор |
250 |
500 |
|
я |
» |
56,4 |
50,5 |
5,9 |
|
ное ..................... |
я |
|||||||||
З о л о т н и к |
250 |
500 |
|
|
|
48,7 |
48,3 |
0,4 |
||
пульта |
№ |
1 |
» |
я ■ |
” |
|||||
З о л о т н и к |
250 |
500 |
|
|
|
48,2 |
47,8 |
0,4 |
||
пульта |
№ |
2 . |
” |
• |
» |
|||||
ческом подшипнике шейка вала истирается, то в подшипнике пластмассовом она поли руется, и условия для скольжения улучшаются.
Упомянутые в табл. 2 капроновые детали в среднем работают столько же, сколько и бронзовые. Себестоимость бронзовых втулок,
колец и золотников, изготовлявшихся криво |
|
рожским заводом |
«Коммунист», составляла |
в год 17 000 руб. |
А себестоимость такого же |
количества этих деталей, изготовленных из капрона, по данным Криворожского горно рудного института, составляет 460 руб.
Годовая экономия, которую дает заводу замена бронзовых деталей капроновыми, ока зывается довольно значительной— 16 540 руб.
Преимуществами обладают и пластмассовые подшипники. Они просты в изготовлении, хо рошо прирабатываются, обладают высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения, они дешевле и легче металлических. Подшипники из полиамида поглощают вибра цию, обеспечивая бесшумную работу.
В металлических подшипниках зазор, суще ствующий между валом и втулкой, не позво ляет равномерно распределять нагрузку на опорную поверхность подшипника, что вызы вает увеличение удельной нагрузки. Пласт массовые же втулки обладают упругостью, и нагрузка на них распределяется более равно мерно, в результате чего удельное давление оказывается ниже и износ подшипника умень шается. Смазка применяется как жидкая, так и консистентная. Однако капроновые подшип ники удовлетворительно работают при темпе ратуре смазочного масла не выше 80—90°С.
ю