ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные материалы и их характеристики из "Детали машин Издание 7 " Ответственным моментом в процессе конструирования деталей является выбор материала. Он должен производиться с полным знанием свойств различных материалов и требований, предъявляемых к ним условиями работы и изготовления данной детали. [c.53] В машиностроении применяют стали, чугуны, сплавы цветных металлов, металлокерамические и неметаллические материалы. Состав и свойства (в состоянии поставки) почти всех применяемых в машиностроении материалов регламентированы Государственными стандартами (ГОСТами)., Свойства, приобретаемые материалами в результате термической, химико-термической и механической обработки, приведены в справочных пособиях. [c.53] Химический состав, свойства и методы обработки основных машиностроительных материалов изучаются в курсах металловедения, технологии металлов, технологии машиностроения. [c.53] Общие требования, предъявляемые к материалам деталей условиями их работы в машинах, изложены выше, в гл. 1. Специальные требования рассмотрены ниже в связи с конструкцией и расчетом соответствующих деталей. [c.53] Эти примеры показывают, что различные рекомендации о назначении для тех или иных деталей материалов определенных марок носят временный характер. Такие рекомендации должны систематически пересматриваться с учетом новых материалов и новых данных о свойствах ранее применявшихся материалов . В развитии машиностроения за последние 15—20 лет трудно найти пример более быстрого прогресса, чем в области применения материалов. [c.54] Среди новых машиностроительных материалов особое место принадлежит пластическим массам (пластмассам). Пластмассами называют неметаллические материалы на основе природных или синтетических полимеров, перерабатываемые в изделия преимущественно методами пластической деформации. [c.54] Пластмассы состоят в основном из двух компонентов — смолы (связующего) и наполнителя. В зависимости от поведения связующего при нагреве пластмассы разделяют на термореактивные и термопластические. К термореактивным относятся материалы, которые при нагревании и сжатии переходят в неплавкое и нерастворимое состояние, причем процесс этот необратим. Термопластические пластмассы при нагреве плавятся (становятся пластичными), а при охлаждении затвердевают, причем этот процесс обратим термопластические материалы могут быть повторно переработаны. [c.54] Важнейшим компонентом пластмасс является связующее вещество — смола, влияющая на все основные свойства материала физико-механические, химические диэлектрические и др. [c.54] Наполнители влияют на прессовочные свойства (текучесть, усадку), теплостойкость, режим переработки материала в изделие (удельное давление, температуру прессования) и на механическую прочность готовых изделий. В качестве наполнителей применяют органические (древесная мука, ткань, бумага, искусственные и растительные волокна и др.) и неорганические (асбест, тальк, каолин, слюда, стеклянное волокно и др.) вещества. [c.54] В пластмассы добавляются также пластификаторы — для повышения пластичности изделий и облегчения вальцевания и прессования, а также красители для придания изделиям желаемого цвета. [c.54] Пластмассы являются самостоятельными материалами, значение и применение которых непрерывно возрастают. По основным механическим свойствам и областям применения они разделяются на силовые и несиловые (декоративные, изоляционные и др.). Силовые пластмассы подразделяются, в свою очередь, на конструкционные, фрикционные и антифрикционные. [c.54] К пластмассам средней прочности ugp 3000 кГ1см , Ов 2800 кГ сл можно отнести материалы, имеющие в качестве наполнителя бумагу (гетинакс), хлопчатобумажную ткань (текстолит), древесный шпон (лигнофоль). Слоистые пластмассы анизотропны. Это нужно учитывать при конструировании рабочие нагрузки не должны действовать в направлении расслаивания или сдвига слоев. [c.54] К пластмассам высокой прочности (Ogp =в 4000 кГ сл , Ова = 1200 -f--f- 1600 кПсм ) относятся материалы, армированные стеклянным волокном (стеклопласты). Из стеклопластов изготовляют трубы, резервуары, кузовы автомобилей и др. [c.54] Допускаемые напряжения для различных пластмасс зависят от предела прочности этих материалов для соответствующего вида деформации. Запас прочности при растяжении-сжатии принимается не ниже двух-четырехкратного меньшего предела прочности при растяжении и сжатии для применяемой пластмассы, а при статическом изгибе — не ниже четырехкратного меньшего предела прочности при изгибе. Допускаемое напряжение на срез и скалывание принимают, исходя из предела прочности пластмассы на сжатие в плоскости, перпендикулярной к плоскости прессования, с десятикратным запасом прочности, либо по данным испытаний на скалывание, с трехкратным запасом прочности. [c.55] В некоторых случаях для увеличения прочности пластмассой заливают металлический каркас (сетку, полосы). Армированные таким образом детали способны выдерживать значительные нагрузки. [c.55] Обоснованный выбор материала для какой-либо детали с полным учетом этих предпссылок представляет сложную технико-экономическую задачу. Ее решение затрудняется еще и тем, что форма и размеры детали изменяются в зависимости от механических свойств и технологических возможностей соответствующего материала. [c.55] Например, шкив диаметром 100 мм для п = 5000 об мин можно изготовить из чугуна или из алюминиевого сплава. Какой из этих материалов выбрать Для такой скорости вращения шкив должен обрабатываться в целях балансировки кругом. Поскольку скорость резания алюминиевого сплава в 8—10 раз больше, чем скорость резания чугуна, снижение стоимости токарной обработки и связанных с ней накладных расходов не только компенсирует в 2 раза большую стоимость материала, но еще приводит к снижению стоимости алюминиевого шкива на 25% по сравнению с чугунным. Следовательно, шкив выгоднее изготовить из алюминиевого сплава. [c.55] В общем случае правильный выбор материала может быть сделан только на основе сопоставления нескольких вариантов. Так именно и поступают в ответственных случаях, когда выбор того или иного материала для детали определяет конструкцию сложного узла, его вес, габариты и стоимость. [c.55] Ниже дан вывод этих показателей для нескольких наиболее важных случаев. [c.56] Вернуться к основной статье