Текстильный технический смесовой материал для полимерных износостойких композиционных изделий

Текстильный технический смесовой материал для полимерных износостойких композиционных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к текстильному техническому смесовому материалу для полимерных износостойких композиционных материалов и может быть использовано для изготовления деталей трения различного назначения, в том числе опор скольжения.

Известна ткань, выполненная по основе и утку из крученых комбинированных нитей из смеси полипарафенилентерефталамидного волокна и хлопчатобумажного волокна (см. патент РФ на изобретение №2129173, МПК D03D 15/00, 1999 г.).

Однако известная ткань при своем использовании для изготовления деталей трения различного назначения из полимерных износостойких композиционных материалов, например опор скольжения, имеет следующие недостатки:

- недостаточно обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики деталей трения при низком ресурсе эксплуатации,

- не обеспечивает в процессе эксплуатации изделий достаточную демпфирующую способность при вертикальных знакопеременных нагрузках,

- изготовленные с ее использованием детали трения обладают недостаточной стабильностью коэффициента трения (0,5-0,55) при трении по высокопрочной стали,

- недостаточную износостойкость используемых в качестве контр-тела высокопрочных сталей в составе пар трения различного назначения (5×10^-4 мкм/км).

Задача изобретения - создание текстильного технического смесового материала для полимерных износостойких композиционных материалов.

Техническим результатом является возможность повышения эксплуатационных характеристик деталей трения с одновременным повышением ресурса эксплуатации, повышение в процессе эксплуатации изделий демпфирующей способности при вертикальных знакопеременных нагрузках, повышение стабильности коэффициента трения при трении по высокопрочной стали в качестве контр-тела, а также возможность снижения интенсивности линейного изнашивания материала контр-тела.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложен текстильный технический смесовой материал для полимерных износостойких композиционных материалов, выполненный по основе и утку из крученых комбинированных нитей из смеси полипарафенилентерефталамидного волокна и хлопчатобумажного волокна, при этом в качестве полимерного волокна крученых комбинированных нитей ткани дополнительно используют термостойкое волокно, выбранное из группы полиметафениленоксадиазольное волокно, или полипарафениленоксадиазольное волокно, или модифицированное сополимерное светостойкое оксадиазольное волокно, или полиметафенилентерефталамидное волокно или их смеси, при следующем соотношении компонентов ткани, мас.ч:

указанное полимерное волокно	10-90
хлопчатобумажное волокно	остальное до 100 мас.ч.,

при этом линейная плотность элементарного волокна нити равна 0,08-0,66 текс, линейная плотность ткани составляет от 10 до 100 текс, ткань имеет поверхностную плотность от 80 до 500 г/м², соотношение плотности по основе и утку равно 0,52-2,11, ткань содержит по основе и утку крученые комбинированные нити с номинальной линейной плотностью 18,8-172,8 текс с круткой 25-480 кр./м, количество нитей на 10 см от 80 до 400 по основе и от 80 до 500 по утку, а отношение линейной плотности основной нити к линейной плотности уточной нити выбрано от 0,24 до 1,8. При этом ткань выполнена главным переплетением. При этом смесь полимерных волокон комбинированных нитей ткани содержит два разнородных полимерных волокна при содержании одного полимерного волокна в их смеси от 0,5 до 55 мас.%. При этом ткань выполнена в виде ленты или полотна.

Среди существенных признаков, характеризующих ткань комбинированную техническую для полимерных износостойких композиционных материалов, отличительными являются:

- дополнительное использование в качестве полимерного волокна крученых комбинированных нитей ткани термостойкого волокна, выбранного из группы полиметафениленоксадиазольное волокно, или полипарафениленоксадиазольное волокно, или модифицированное сополимерное светостойкое оксадиазольное волокно, или полиметафенилентерефталамидное волокно или их смеси, при следующем соотношении компонентов ткани, мас.ч:

указанное полимерное волокно	10-90
хлопчатобумажное волокно	остальное до 100 мас.ч.,

- линейная плотность элементарного волокна нити равна 0,08-0,66 текс,

- линейная плотность ткани составляет от 10 до 100 текс,

- ткань имеет поверхностную плотность от 80 до 500 г/м²,

- ткань имеет соотношение плотности по основе и утку, равное 0,52-2,11,

- ткань содержит по основе и утку крученые комбинированные нити с номинальной линейной плотностью 18,8-172,8 текс с круткой 25-480 кр./м,

- количество нитей в ткани составляет на 10 см от 80 до 400 по основе и от 80 до 500 по утку,

- отношение линейной плотности основной нити к линейной плотности уточной нити в ткани выбрано от 0,24 до 1,8,

- выполнение ткани главным переплетением,

- смесь полимерных волокон комбинированных нитей ткани содержит два разнородных полимерных волокна, причем содержание одного полимерного волокна в смеси выбрано от 0,5 до 55 мас.%,

- выполнение ткани в виде ленты или полотна.

Экспериментальные, а затем и штатные испытания изготовленных с использованием предложенной комбинированной технической ткани деталей трения различного трибологического назначения из полимерных износостойких композиционных материалов показали их высокую эффективность. Было установлено, что с использованием всех существенных признаков предложенного технического решения на деталях трения, изготовленных с использованием предложенной ткани для полимерных износостойких композиционных материалов, обеспечено повышение эксплуатационных характеристик деталей трения с одновременным повышением ресурса их эксплуатации на 14-17%, повышение в процессе эксплуатации изделий демпфирующей способности при вертикальных знакопеременных нагрузках на 12-14%, повышение стабильности коэффициента трения при трении по высокопрочной стали в качестве контр-тела до 0,62-0,72. Кроме того, обеспечено снижение интенсивности линейного изнашивания материала контр-тела из высокопрочной стали 30 ХГСА до 2×10^-10-1×10^-9 мкм/км, а износ детали трения из полимерных износостойких композиционных материалов составил 1×10^-9-2×10^-8 мкм/км.

В таблице 1 показано содержание компонентов предложенной комбинированной технической ткани для полимерных износостойких композиционных материалов, а в таблице 2 представлены параметры ткани и характеристики трения изготовленных с использованием этой ткани износостойких полимерных композиционных деталей трения различного назначения. При этом линейная плотность элементарного волокна нити в предложенной ткани составляла 0,08-0,66 текс.

Технология изготовления предложенной ткани, а также изготовление с использованием предложенной комбинированной технической ткани деталей трения из полимерных износостойких композиционных материалов различного трибологического назначения заданных геометрических форм и размеров не требует использования специфического технологического оборудования.

Текстильный технический смесовой материал для полимерных износостойких композиционных изделий, выполненный из смеси полипарафенилентерефталамидного волокна и хлопчатобумажного волокна, отличающийся тем, что в качестве полимерного волокна материала дополнительно используют термостойкое волокно, выбранное из группы полиметафениленоксадиазольное волокно, или полипарафениленоксадиазольное волокно, или модифицированное сополимерное светостойкое оксадиазольное волокно, или полиметафенилентерефталамидное волокно, или полиметафениленизофталамидное волокно, или их смеси при следующем соотношении компонентов ткани, мас.ч.:

указанное полимерное волокно	10-90
хлопчатобумажное волокно	до 100

причем материал выполнен в виде ткани, войлока или нетканым с линейной плотностью элементарного волокна материала, равной 0,08-0,66 текс, а смесь полимерных волокон комбинированных нитей материала содержит два разнородных полимерных волокна при содержании одного полимерного волокна в смеси от 0,5 до 55 мас.%, при этом при выполнении материала в виде ткани он выполнен по основе и утку из крученых комбинированных нитей, линейная плотность ткани составляет от 10 до 100 текс, ткань имеет поверхностную плотность от 80 до 500 г/м², отношение плотности по основе и утку равно 0,52-2,11, ткань содержит по основе и утку крученые комбинированные нити с номинальной линейной плотностью 18,8-172,8 текс с круткой 25-480 кручений/м, количество нитей на 10 см от 80 до 400 по основе и от 80 до 500 по утку, а отношение линейной плотности основной нити к линейной плотности уточной нити выбрано от 0,24 до 1,8, причем ткань выполнена главным переплетением в виде ленты или полотна.