Введение к работе
Актуальность темы. Потребность во фрикционных материалах впервые возникла с изобретением колеса и необходимостью его торможения.
Технический прогресс в многочисленных областях применения фрикционных материалов требует постоянного повышения их качества. Материалы, предназначенные для работы в узлах передающих или рассеивающих кинетическую энергию, должны обладать: высокой фрикционной теплостойкостью, то есть способностью сохранять высокий коэффициент трения и износоустойчивость в широком диапазоне рабочих температур, и низкой способностью к адгезии. Применение высокооборотных двигателей выдвинуло новое ^требование к фрикционным накладкам сцепления - высокую механическую прочность при действии центробежных сил.
Современные фрикционные материалы являются высоконаполненными композициями, состоящими из связующего компонента, в качестве которого используют каучуки и смолы, и армирующего компонента, или наполнителя, имеющего волокнистую структуру. Армирующие наполнители, обладая волокнистой структурой, придают материалу необходимую механическую прочность.
Наиболее распространенным армирующим наполнителей фрикционных материалов является на сегодняшний день асбест. Асбест, представляющий собой монокристаллический минерал, придает фрикционному материалу теплостойкость и прочность, при этом оам обладает низкой образивостойкостью. Однако, несмотря на относительно высокую термостойкость асбеста, продукты его разложения были обнаружены в отходах износа тормозных колодок и фрикционных накладок. Самым большим недостатком асбеста, как наполнителя является опасность
- г -
для здоровья людей, изготавливающих или эксплуатирующих материалы и изделия на его основе, из-за высокой канцерогенности асбеота. Так в США о 1981 года зафиксировано более 8000 случаев образования раковых опухолей под воздействием пыли асбеота, причем только ИХ случаев приходится на предприятия, а остальные - на объекты, использующие эти изделия. Близкое соотношение найдено и в других странах.
В настоящее время в связи с .повышением требовании к защите окрудающей среды от применения асбеста ( в ряде европейских стран с 1990 году асбест полностью изымается из переработки и запрещается применение асбестовых изделий) изыскивается новые волокнистые наполнители. Они должны обеспечивать достаточно высокие эксплуатационные показатели фрикционных материалов и улучшать экологическую обстановку как в производственных помещениях заводов ас-бесто-технических изделий (АТК), так и в крупных городах с большими автотранспортными потокам^.
Таким образом актуальность настоящей работы заключается в том; что-она направлена на создание новых экологически чистых волокнистых наполнителей для фрикционных изделий, обладающих повышенными технико-эксплуатационными показатэлями. '
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка технологии и оборудования получения комбинированных нитей для безасбестовых фрикционных накладок. Для достижения указанной цели в работе поставлены следующие задачи: ' - обосновать состав ,и структуру комбинированной нити для безас-
Оестовых фрикционных накладок (Б.Ф.Н.); .- разработать способ получения комбинированной нити и технологию
для его реализации;
реализовать способ получения комбинированной нити для Б.Ф.Н. на серийно выпускаемом отечественном оборудовании; "
осуществить модернизацию базового оборудования для производства комбинированной'нити для Б.Ф.Н.;
исследовать влияние основных технологических факторов на структуру и свойства комбинированной нити и фрикционных изделии на ее основе;
оптимизировать технологический процесс получения комбинированной нити для Б.Ф.Н.;
обосновать возможность использования комбинированной нити для фрикционных накладок сцепления различных типов автомобилей;
разработать и утвердить технологическую документацию на производство комбинированной нити для Б.Ф.Н.: технические условия, технологический регламент, патентный формуляр;
рассчитать экономически обоснованные зоны обслуживания оператора модернизированной прядильно-крутильной машины и провести анализ условий труда.
Методы исследования. В работе использовались основные положения прикладной математики, методы математической статистики и математического моделирования, аналитический метод и эксперимент.
Экспериментальные исследования проводились с использованием серийных текстильных испытательных приборов. Использована теория математического планирования эксперимента.
Расчеты выполнялись с применением ЭВМ с использованием стандартных программ.
Научная новизна работы. Для достижения поставленной цели
впервые:
с учетом сырьевых ресурсов и себестоимости обоснованы состав и структура комбинированной нити для Б.Ф.Н., обеопечивающей высокие эксплуатационные показатели готового изделия;
разработаны новые способ и технология получения комбинированной нити для Б.Ф.Н., подтвержденные авторским свидетельством N1730241 МКИ DO 2 G 3/38, 1992;
получены зависимости влияния технологических параметров на структуру и свойства комбинированных нитей и фрикционных материалов на их основе.
Практическая ценность работы и реализация результатов. В результате проведенных исследований:
создан опытно-промышленный образец машины ПКФ-100 МЗ для производства комбинированной нити;
разработаны технические условия на комбинированную нить для Б.Ф.Н.;
разработаны и внедрены технологические режимы производства комбинированной нити для Б.Ф.Н.;
- разработан патентный формуляр на комбинированную нить для
, Б.Ф.Н., что юридически подтверждает возможность экспортных пос
тавок;
- на базе опытно-экспериментального производства КТИ организован
промышленный участок по выпуску комбинированной нити для Б.Ф.Н.
объемом до 200 тонн в год.
Серийный выпуск безасбестовых фрикционных накладок на основе комбинированной нити освоен ни АООТ "Егорьевский завод АТИ"- и АО "Фритекс" г.Ярославль.
Апробация работы.Основные вопросы диссертации докладывались и получили положительную оценку на:
научных конференциях профессорско-преподавательского коллектива, каучлых сотрудников и аспирантов Костромского технологического института в 1990-1995 годах;
областной научно-практической конференции "Научно-технический потенциал молодых ученых и специалистов - производству",
Т.глл^хуиУла, 1ззи Гид;
всесоюзной научно-технической конференции "Текстильные материалы технического назначения и опыт их применения в .народном хозяйстве", г.Москва, 1992 год;
2-й Московской международной конференции по композитам,.г.Москва, 1994 год;
российском семинаре по теории машин и механизмов, г.Кострома, 1994 год;
семинаре "Технология текстильных материалов", г.Кострома, КГТУ, 1996 год.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы представлено в 11 публикациях.
Структура и объем работы.диссертационная работа состоит из введения, 6 глаз, общих выводов, списка использованных источников и приложения. Общий объем работы 294 страниц. Основная часть работы содержит страниц 249 машинописного текста, 51 рисунок,54 таблицы и список использованных источников на 13 страницах, включающий 149 наименований. Приложения содержат 45 страниц.
-6- I
