Пластмассы в машиностроении как источник экономии материальных ресурсов

3

Введение

Для обеспечения бесперебойного процесса производства наряду с основными производственными фондами необходимы предметы труда, материальные ресурсы. Предметы труда вместе со средствами труда участвуют в создании продукта труда, его потребительной стоимости и образовании стоимости. Чем меньше расход сырья, материалов, топлива и энергии на единицу продукции, тем экономнее расходуется труд, затрачиваемый на их добычу и производство, тем дешевле продукт.

Одна из главных задач в условиях перехода к рыночной экономике - интенсификация производства при неуклонном соблюдении принципа ресурсосбережения.

Экономия элементов оборотных фондов на предприятии в условиях перехода к рыночной экономике одной из важнейших задач каждого предприятия становится экономия материальных ресурсов, так как именно материальные затраты составляют большую часть издержек производства, от которых непосредственно зависит величина прибыли.

По методам переработки пластмассы имеют значительное преимущество перед многими другими материалами. Благодаря изготовлению изделий из пластмасс методами прессования, литья под давлением, формования, экструзии и другими методами устраняются отходы производства (стружки), появляется возможность широкой автоматизации производства.

Наконец, большим преимуществом пластических масс перед другими материалами является неограниченность и доступность сырьевой базы (нефтяные газы, нефть, уголь, отходы лесотехнической промышленности, сельского хозяйства и другие).

Цель моей курсовой работы «Пластмассы в машиностроении как источник экономии материальных ресурсов» выяснить, как в машиностроении используются пластмассы, каким образом они влияют на экономию материальных ресурсов.

В ходе написания курсовой работы я поставила задачи рассмотреть такие вопросы как: понятие пластмассы, классификация пластмасс, какие виды пластмасс используются в машиностроении, особенности потребления пластмасс в машиностроении, рекомендации по использованию пластмасс в машиностроении.

Моя курсовая состоит из трех разделов.

В первом разделе мы рассмотрим понятие пластмасс. Познакомимся с отраслью машиностроение. Чтобы лучше представить себе некоторые механические свойства пластмасс, сравним эти свойства с аналогичными свойствами некоторых металлов. Также рассмотрим классификацию пластмасс, роль и место пластмасс в машиностроении.

Во втором разделе мы рассмотрим особенности потребления пластмасс в машиностроении, факторы влияющие на формирование отходов пластмасс, нормирование материальных ресурсов в машиностроении.

В третьем разделе мы познакомимся с некоторыми рекомендациями по использованию пластмасс в машиностроении.

И в заключении курсовой я сделаю выводы из проделанной мной работы.

1. Понятие пластмасс

1.1 Классификация пластмасс, применяемых в машиностроении

Пластмассами называют материалы, способные при определенных температуре и давлении принимать заданную форму и сохранять ее в эксплуатационных условиях.

Пластическими массами (пластмассами) обычно называют неметаллические материалы, перерабатываемые в изделия методами пластической деформации (прессование, экструзия, литье под давлением), обладающие пластическими свойствами в условиях переработки и не обладающие этими свойствами в условиях эксплуатации. Таким образом, при обычных температурах пластмассы представляют собой твердые, упругие тела.

Обычно пластмассу получают в результате совместной обработки высокомолекулярных органических соединений (синтетических смол), наполнителей, окрашивающих веществ, пластификаторов, отвердителей и других добавок. Главной составляющей пластмассы, определяющей ее тип и основные свойства, является смола.

Наполнитель существенно влияет на характеристику пластмассы, изменяя ее физико-механические и электрические свойства. Кроме того, введение наполнителей уменьшает стоимость пластмассы, так как сокращает расход сравнительно дорогой смолы.

В качестве наполнителей применяют молотую слюду, кварц, стекловолокно (минеральные наполнители), а также древесную муку, хлопчатобумажное волокно (органические наполнители).

Плотность различных пластмасс колеблется от 0,9 до 2,2 г/см3; имеются особые типы пластмасс (пенопласты) с плотностью 0,02 - 0,1 г/см3. В среднем пластмассы примерно в 2 раза легче алюминия и в 5-8 раз легче стали, меди и других металлов, а некоторые сорта пенопластов более чем в 10 раз легче пробки.

Обычно пластмассы имеют твердую, блестящую поверхность, не нуждающуюся в полировке, лакировке или поверхностной окраске. Внешний вид их не изменяется от обычных атмосферных воздействий.

Обычно пластмассы являются диэлектриками. Отдельные сорта пластмасс представляют собой лучшие диэлектрики из всех известных в современной технике.

Пластификаторы повышают текучесть пластмассы, облегчая ее переработку в пресс-формах.

Отвердители способствуют ускорению процесса отверждения и сокращают цикл изготовления изделий.

Наполнители, красители и другие добавки не являются обязательными компонентами, пластмасса может состоять только из полимера, например полиэтилен, полистирол.

В зависимости от применяемых смол пластмассы разделяют на термореактивные и термопластичные (реактопласты и термопласты).

К числу реактопластов относят материалы, переработка в изделия которых сопровождается химической реакцией образования сетчатого полимера -- отверждением; при этом пластик необратимо утрачивает способность переходить в вязкотекучее состояние (раствор или расплав). При формовании изделий из термопластов не происходит отверждения, и материал в изделии сохраняет способность вновь переходить в вязкотекучее состояние.

Реактопласты при нагреве во время переработки переходят в неплавкое и нерастворимое состояние. Процесс переработки реактопластов необратим -- они не размягчаются вторично. После окончания формования изделий из реактопластов полимерная фаза приобретает сетчатую (трёхмерную) структуру. Благодаря этому отверждённые реактопласты имеют более высокие, чем термопласты, показатели по твёрдости, модулю упругости, теплостойкости, усталостной прочности, более низкий коэффициент термического расширения; при этом свойства отверждённых реактопластов не столь резко зависят от температуры.

В таблице 1 (приложение) приведены данные о свойствах некоторых широко применяемых реактопластов.

В машиностроении широко применяют термореактивные прессовочные массы, получаемые на основе фенолоальдегидных смол или их модификаций (фенопласты).

В зависимости от состава и назначения фенопласты делятся на следующие типы:

О -- общего назначения;

Сп -- специальные безаммиачные;

Э -- электроизоляционные;

Вх -- влагохимстойкие;

У -- ударопрочные;

Ж -- жаростойкие.

Каждый тип состоит из нескольких групп. В зависимости от смолы и наполнителя прессматериалы, входящие в группу, подразделяют на марки.

Обозначение марок фенопластов состоит из названия материала, обозначения группы, смолы и наполнителя.

Например, марка фенопласта группы Ж1 черного цвета, изготовленного на фенольной новолачной смоле 010 с асбестом в качестве наполнителя 40, обозначается: фенопласт Ж1--010--40 черный ГОСТ 5689--73.

Термопласты приобретают пластичность при нагревании, а при охлаждении переходят в твердое состояние. Эту способность они сохраняют неоднократно. Процесс изготовления изделий из термопластов является обратимым, что позволяет использовать отходы для повторной переработки.

Среди термопластов наиболее разнообразно применение полиэтилена, поливинилхлорида и полистирола, преимущественно в виде гомогенных или эластифицированных материалов, реже газонаполненных и наполненных минеральными порошками или синтетическими органическими волокнами.

Краткие сведения о некоторых из них приведены в таблице 2 (приложение).

1.2 Свойства пластмассы и металлов

По химической стойкости пластмассы не имеют себе равных среди металлов. Они устойчивы не только к действию влаги воздуха, но и таких сильнодействующих химических веществ, как кислоты и щелочи.

В настоящее время известен целый ряд пластмасс, обладающих значительной тепло- и морозостойкостью, что позволяет применять их для изготовления изделий, работающих в широком интервале температур.

По своим антифрикционным свойствам многие пластмассы значительно превосходят лучшие антифрикционные сплавы металлов. Многие типы пластмасс при использовании их для подшипников не требуют смазки, другие же могут «смазываться» просто водой.

Прочность некоторых видов пластмасс даже превосходит прочность некоторых марок стали, чугуна, дюралюминия и других.

Наряду с большой механической прочностью некоторые виды пластмасс обладают прекрасными оптическими свойствами.

Производство пластмасс развивается значительно интенсивнее, чем таких традиционных конструкционных материалов, как чугун и алюминий .

1.3 Машиностроение

Машиностроение -- отрасль тяжёлой промышленности, производящая всевозможные машины, орудия, приборы, а также предметы потребления и продукцию оборонного назначения.

Традиционно машиностроение делят на следующие группы отраслей: тяжелое машиностроение, общее машиностроение, среднее машиностроение, точное машиностроение, производство металлических изделий и заготовок, ремонт машин и оборудования.

Общее машиностроение представлено такими отраслями, как транспортное машиностроение (железнодорожное, судостроение, авиационное, ракетно-космическая промышленность, но без автомобилестроения), сельскохозяйственное, производство технологического оборудования для различных отраслей промышленности (исключая легкую и пищевую).

Тяжелое машиностроение включает в себя:

· Железнодорожное машиностроение

· Судостроение

· Авиационная промышленность

· Ракетно-космическая отрасль

В состав среднего машиностроения входят автомобилестроение, тракторостроение, станкостроение, инструментальная промышленность, производство технологического оборудования для легкой и пищевой промышленности.

Ведущие отрасли точного машиностроения -- приборостроение, радиотехническое и электронное машиностроение, электротехническая промышленность. Продукция отраслей этой группы исключительно разнообразна -- это оптические приборы, персональные компьютеры, радиоэлектронная аппаратура, авиационные приборы, волоконная оптика, радиоэлектронная аппаратура, лазеры и комплектующие элементы, часы.

Машиностроение как отрасль промышленности возникла в XVIII веке. Изобретение прядильной машины, ткацкого станка, паровой машины, как универсального двигателя и других машин повлекло за собой создание машин для производства машин. Это было связано с изобретением суппорта, совершенствованием металлорежущих станков и появлением других металлообрабатывающих машин. Переход от мануфактуры к машинному производству открыл эпоху крупной машинной индустрии, промышленного капитализма и знаменовал полный технический переворот и крутую ломку общественных отношений производства.

Основными элементами развития современного машиностроения является совершенствование средств производства, методов организации производства (к прим. использование технологий серийного и массового изготовления), переход к стандартизации, автоматизации и информационному обеспечению процессов.

1.4 Роль и место пластмасс в машиностроении

В машиностроении пластмассы применяют для производства конструкционных элементов машин и механизмов, бесшумно трущихся частей машин, самосмазывающихся подшипников, многих деталей станков и машин, подвергающихся в процессе работы истиранию.

Некоторые виды пластмасс, обладающие высокой стойкостью агрессивных средах, используются в химическом и нефтяном машиностроении. Особенно высокий экономический эффект дает применение пластмасс в тяжелом, энергетическом, транспортном и химическом машиностроении, автомобиле- и приборостроении.

Пластмассы занимают одно из ведущих мест среди конструкционных материалов машиностроения. Потребление их в этой отрасли становится соизмеримым (в единицах объёма) с потреблением стали. Целесообразность использования Пластмассы в машиностроении определяется прежде всего возможностью удешевления продукции. При этом улучшаются также важнейшие технико-экономические параметры машин -- уменьшается масса, повышаются долговечность, надёжность и др. Из пластмасс изготовляют зубчатые и червячные колёса, шкивы, подшипники, ролики, направляющие станков, трубы, болты, гайки, широкий ассортимент технологической оснастки и другие.

2. Особенности потребления пластмасс в машиностроение

В начале этого раздела перечислим лишь основные отрасли промышленности, в которых в широких масштабах применяются пластические массы.

В электротехнической и радиотехнической промышленности пластмассы используются в качестве конструкционных и изоляционных материалов при производстве электродвигателей, трансформаторов, электрических кабелей и проводов, радиоаппаратуры, телевизоров, печатных схем и других. Широкое применение пластмассы находят также в строительстве. Из них изготавливают высококачественные термо- , гидро- и звукоизоляционные материалы, арматуру, санитарно-техническое оборудование и другие.

Подсчитано, что суммарный экономический эффект от использования пластмасс в народном хозяйстве за седьмую и восьмую пятилетки составил более 3,6 млрд. руб.

Пластические массы обладают очень высокими электро-, тепло- и звукоизолирующими свойствами, почти абсолютной стойкостью к действию агрессивных сред; обеспечивают защиту от радиоактивных излучений; способны отражать или пропускать световые, звуковые и радиоволны. Пластмассы широко применяются в новейших областях техники - атомной энергетике, электронике, ракетной технике, современном самолетостроении и других.

И, наконец, если мы внимательно оглянемся кругом, то заметим массу вещей, изготовленных из пластмасс, которые прочно вошли в наш быт. Большое число деталей холодильников, телевизоров, пылесосов, стиральных машин, спортивные принадлежности, игрушки, посуда, отделочные и упаковочные материалы, различные предметы галантереи, санитарии и гигиены - вот далеко не полный перечень изделий из пластмасс, широко применяемых в производстве.

В общей системе мероприятий по обеспечению режима экономии основное место занимает экономия предметов труда, под которой принято понимать уменьшение затрат сырья, материалов, топлива на единицу продукции, разумеется, без какого бы то ни было ущерба для качества, надежности и долговечности изделия.

Снижение удельных расходов сырья, материалов, топлива, обеспечивает производству большие экономические выгоды. Оно прежде всего дает возможность из данного количества материальных ресурсов выработать больше готовой продукции и выступает поэтому как одна из серьезных предпосылок увеличения масштабов производства.

Широкое распространение получили пластмассы в быстроходных текстильных машинах, где большое значение имеют малая инерционность деталей и возможность применения движущихся деталей без смазки. В основном для этой цели используются фенопласты с порошковыми наполнителями. Фенопласты являются незаменимым материалом для изготовления корпусов различной контрольно-измерительной аппаратуры, малогабаритных радиоприемников и т. д. Эти же материалы используются для изготовления деталей управления машин и механизмов (головки, рукоятки, маховички и т. д.). Изготовление таких деталей из пластмасс экономит металл, снижает стоимость изделия и способствует приданию машине декоративного вида.

Из-за малой объемной массы и высокой удельной прочности применение пластмасс особенно выгодно для изготовления роторов высокоскоростных машин (насосы, вентиляторы, турбины, лопасти вертолетов). Использование для поршней пневматических двигателей нейлона приводит к меньшим нагрузкам на поршень, а также на шунты от действия сил инерции. В силу этого использование пластмассы в таких деталях приводит к уменьшению массы машины не только за счет меньшей плотности пластмассовых деталей, но и за счет облегчения других элементов конструкций, сопряженных с пластмассовыми деталями.

В машиностроении особенно большую перспективу имеет применение пластмасс для изготовления кабин, кузовов и их крупногабаритных деталей, т.к. на долю кузова приходится около половины массы автомобиля и ~ 40% его стоимости. Кузова из пластмассы более надёжны и долговечны, чем металлические, а их ремонт дешевле и проще. Однако, пластмассы не получили ещё большого распространения в производстве крупногабаритных деталей автомобиля, главным образом из-за недостаточной жёсткости и сравнительно невысокой атмосферостойкости. Наиболее широко пластмассы применяют для внутренней отделки салона автомобиля. Из них изготовляют также детали двигателя, трансмиссии, шасси. Огромное значение, которое пластмассы играют в электротехнике, определяется тем, что они являются основой или обязательным компонентом всех элементов изоляции электрических машин, аппаратов и кабельных изделий. Пластмассы часто применяют и для защиты изоляции от механических воздействий и агрессивных сред, для изготовления конструкционных материалов и др.

Особенно перспективно для тяжелонагруженных деталей конструкции применение стеклопластиков, которые имеют наивысшую удельную прочность. Чаще всего находят применение вместо металлических сплавов (стали) фенолформальдегидные слоистые пластики, а также полиэфирные и эпоксидные стеклопластики. В машиностроении стеклопластики, а также полиэтилен используются в качестве корпусных материалов емкостей, особенно в сложных конструкциях, которые изготовляются из этих материалов методом сварки.

В результате применения пластмасс количество технической и конструкторской документации резко сокращается, отладочные работы упрощаются. По укрупненным подсчетам для комплекта пластмассовых деталей токарного станка трудоемкость технологической подготовки производства уменьшается в пять-шесть раз, а это означает, что число технологов, занятых на разработке технологических процессов, их отладке и конструировании и освоении технологического оснащения.

Для продукции машиностроения чаще используется такой показатель материалоемкости, как расход конкретных материальных ресурсов на единицу главного потребительского свойства. Так, материалоемкость электромотора исчисляется в затратах на материалы в отношении к 1 кВт мощности. Для грузового автомобиля характеристикой материалоемкости будет оценка материальных затрат на 1 т-км/ч перевозки грузов и т.д.

Для продукции таких отраслей машиностроения, где ни физический объем продукции, ни объем потребительского свойства невозможно выразить в одних единицах измерения (химическое, текстильное машиностроение и другие) , а также для продукции машиностроения в целом, уровень материалоемкости может быть охарактеризован расходом конкретного вида материальных ресурсов в физических единицах на 1 руб. валовой, реализованной или чистой продукции в сопоставимых ценах: M = eN /eq1 P где eq1P- объем произведенной продукции в сопоставимых ценах.

По методам переработки пластмассы имеют значительное преимущество перед многими другими материалами. Благодаря изготовлению изделий из пластмасс методами прессования, литья под давлением, формования, экструзии и другими методами устраняются отходы производства (стружки), появляется возможность широкой автоматизации производства.

Высвобождение основных средств, вследствие применения пластмасс. Сокращение производственного цикла и уменьшение сложности технологического оснащения и оборудования значительно высвобождает основные средства. В целом по народному хозяйству подсчитано, что объем капиталовложений для создания производства и переработки пластмасс в три-шесть раз ниже капиталовложений, которые необходимы, чтобы получить и переработать эквивалентное количество заменяемых ими металлов.

Наконец, большим преимуществом пластических масс перед другими материалами является неограниченность и доступность сырьевой базы (нефтяные газы, нефть, уголь, отходы лесотехнической промышленности, сельского хозяйства и других).

Применение пластмасс в машиностроении позволяет резко сократить сроки проектирования и внедрения новых машин в производство, что обеспечивает также значительную экономию.

2.1 Факторы влияющие на формирование отходов пластмасс

Отходы пластмасс занимают особое место в силу своих уникальных свойств. Производство пластических масс на современном этапе развития возрастает в среднем на 5…6 % ежегодно и к 2010 году, по прогнозам, достигнет 250 миллионов тон. Их потребление на душу населения в индустриально развитых странах за последние 20 лет удвоилось, достигнув 85…90 кг, К концу десятилетия как полагают, эта цифра повысится на 45…50 % .

Но наряду с этим возникает проблема с утилизацией отходов, которых существует свыше 400 различных видов, появляющихся в результате использования продукции полимерной промышленности.

В России предположительно к 2010 г. полимерные отходы составят больше одного миллиона тонн, а процент их использования до сих пор мал. Учитывая специфические свойства полимерных материалов - они не подвергаются гниению, коррозии, проблема их утилизации носит, прежде всего, экологический характер.

Однако в настоящее время проблема переработки отходов полимерных материалов обретает актуальное значение не только с позиций охраны окружающей среды, но и связана с тем, что в условиях дефицита полимерного сырья пластмассовые отходы становятся мощным сырьевым и энергетическим ресурсом.

Вместе с тем решение вопросов, связанных с охраной окружающей среды, требует значительных капитальных вложений. Стоимость обработки и уничтожения отходов пластмасс примерно в 8 раз превышает расходы на обработку большинства промышленных и почти в три раза - на уничтожение бытовых отходов. Это связано со специфическими особенностями пластмасс, значительно затрудняющими или делающими непригодными известные методы уничтожения твердых отходов.

Использование отходов полимеров позволяет существенно экономить первичное сырье (прежде всего нефть) и электроэнергию.

Отходы пластмасс в машиностроении появляются в следствии поломки, намокания, ,загрязнения. Такие отходы необходимо собирать и направлять обратно на склад для переработки. Для этой цели на складе целесообразно иметь дробилку или шаровую мельницу, сито и смеситель. Пресс-материал, полученный из отходов, должен быть проверен по техническим условиям и может быть вновь использован для прессования. Все прессовочные материалы перед запуском в производство должны пройти технические испытания.

В процессе анализа качества сырья технологические свойства прессовочных и литьевых материалов: усадка; текучесть; влажность; содержание летучих; скорость отверждения; гранулометрический состав; сыпучесть; степень сжатия; удельный объем.

Знание технологических свойств необходимо для разработки наиболее прогрессивного технологического процесса переработки пластмасс в изделия и необходимой для этого оснастки.

2.2 Экономия материальных ресурсов в машиностроении

В отрасли машиностроения все производственно-технические направления экономии материальных ресурсов можно подразделить на следующие.

1. Мероприятия по ускорению научно-технического прогресса, сопровождаемые снижением относительной металлоемкости машин, механизмов, агрегатов. Известно, что одна из важнейших тенденции научно-технического прогресса в современном машиностроении - повышение мощности и производительности машин и оборудования, что непременно сопровождается сравнительным снижением их чистого и относительного веса, материалоемкости, улучшением отделки и внешнего вида, повышением их качества и снижением удельных эксплуатационных расходов, а главное - ростом производительности труда.

2. Мероприятия, направленные на внедрение экономичных видов и профилей проката, использование которых обеспечивает экономию металла в пределах 10 - 70%. Гнутые профили проката находят эффективное применение во многих отраслях машиностроения.

3. Мероприятия, выражающиеся в замене традиционных конструкционных материалов. В машиностроительном производстве происходит процесс замены черных металлов синтетическими материалами - пластическими массами, синтетическими смолами, цветными, легкими и редкими металлами. Важнейшей целевой задачей замены черных металлов является снижение металлоемкости и трудоемкости продукции, повышение качества конечной продукции машиностроения.

Применение пластмасс, имеющих значительно меньший физический удельный вес по сравнению с черными и цветными металлами, позволяет снизить относительный вес машин и оборудования и, следовательно, обеспечивает экономию металла. При изготовлении из пластмасс деталей, узлов и изделий количество технологических операций уменьшается по сравнению с обработкой металлов в 3-8 раз.

4. Мероприятия по дальнейшему повышению технического уровня производства в заготовительной базе машиностроения, внедрению автоматизированных комплексов оборудования, обеспечивающих получение высокоточных заготовок, а также значительное повышение производительности и улучшение условий труда в литейном, кузнечном и сварочном производствах.

Все эти мероприятия получили свое отражение в Федеральной целевой программе "Металлосбережение ".

2.3 Нормирование материальных ресурсов в машиностроении

В связи с увеличением продукции машиностроения требуется огромное увеличение материальных ресурсов в производстве. Поэтому правильная постановка нормирования расхода материальных ресурсов в машиностроительной промышленности и своевременное обеспечение производства качественными нормами расхода материалов имеет большое народнохозяйственное значение.

Опыт работы по нормированию расхода материалов в различных отраслях машиностроения показал, что для уменьшения трудоемкости работ, связанных с нормированием расхода материалов, и для создания при этом качественных прогрессивных норм инженерно-техническим работникам заводов, совнархозов и других организаций необходимо учитывать экономию материальных ресурсов в народном хозяйстве и достижений передовиков машиностроительного производства в этой области.

3. Рекомендации по использованию пластмасс в машиностроении

Так как к пластмассам как материалу для конструкционных деталей инженеры зачастую относятся с недоверием, то ниже приводятся основные сведения, в каких случаях пластмассы наиболее рационально использовать.

При длительном нагружении пластмассы склонны к ползучести. Это еще более усугубляет временной характер прочностных свойств пластмасс. Поэтому такие понятия, как предел текучести, предел прочности, которые используются при расчетах металлических конструкций, являются для пластмасс весьма условными: нельзя решать вопрос о нагрузочной способности пластмассовых деталей, не учитывая времени, в течение которого деталь должна работать. При производстве изделий из пластмасс технолог должен учитывать не только возможность изготовления детали при выбранном режиме, но и то, как технологический процесс влияет на работоспособность детали в процессе ее эксплуатации. Некоторые положения, которые должны быть приняты за основу при проектировании пластмассовых изделий, можно сформулировать в виде следующих правил.

Детали из пластмасс следует проектировать так, чтобы силовые нагрузки приходились на наиболее прочные сечения, то есть с учетом направления волокон наполнителя или ориентации макромолекул.

Не рекомендуется изготовлять из пластмасс детали, которые в процессе эксплуатации длительно подвергаются постоянным нагрузкам (хотя и допускаемым). Пластмассовые детали работают лучше в условиях действия кратковременных нагрузок.

При проектировании деталей из пластмасс следует учесть их ограниченную жесткость, для повышения которой следует предусмотреть ребра жесткости или арматуру.

Проектировать из пластмассы можно только такие детали, которые будут работать в оптимальном для данной пластмассы температурном режиме с учетом возможного влияния нагружения на термические характеристики материала.

Пластмассы не могут быть использованы для изготовления деталей, которые работают под значительной нагрузкой и от которых требуется повышенная точность.

Из-за малого сходства с металлами и из-за больших деформаций пластмассы в узлах трения менее чувствительны к схватыванию и задиранию, что резко уменьшает износ деталей в паре трения. Этому способствует и поглощение пластмассой твердых частиц -- продуктов, износа. Практика показывает, что износ большинства видов пластмассовых подшипников в узлах трения меньше износа металлических подшипников.

Большинство реактопластов -- разные текстолиты, ДСП, некоторые волокниты -- имеют прочность на сжатие 1000...3000 МПа. Этот показатель для термопластических масс --6000...11 000 МПа, для бронзы и баббитов -- 12 000...28 000 МПа. Поэтому текстолиты и ДСП могут использоваться для узлов трения при весьма тяжелых условиях работы. Положительными свойствами пластмасс является также способность их к гашению вибраций, стойкость к ударным нагрузкам, высокие антикоррозионные свойства, небольшая масса, малая трудоемкость в изготовлении.

Для изготовления тяжело-нагруженных подшипников используются фенопласты со слоистыми наполнителями (текстолиты, ДСП, гетинакс). Подшипники изготовляются в виде вкладышей, устанавливаемых в корпус подшипника. Такие подшипники используются для прокатных станов, пилорам, дробилок, подъемных кранов.

Термопластические пластмассы (полиамиды, фторопласт) под нагрузкой подвержены ползучести и могут выдавливаться. Эти же материалы имеют низкую теплопроводность, что еще больше содействует их ползучести от повышения температуры в узле трения. Поэтому при использовании фторопласта прибегают к изготовлению комбинированных подшипников. На стальную подложку наносится слой порошковой бронзы, которая припекается к подложке. В поры бронзового слоя впрессовывается фторопласт. Полоса разрезается на мерные куски, из которых изготовляются подшипники в виде втулок. Если от подшипников не требуется особо высокая точность или действующие усилия относительно малы, с успехом применяются капроновые подшипники (ленточные транспортеры, подвижные конвейеры, направляющие втулки опок.).

Широкое распространение получили вкладыши в виде тонкостенных стальных втулок, внутри которых помещены разрезные втулки из полиамидов. Подшипники, изготовленные такими способами, имеют большую прочность и хорошую охлаждаемость. Подобные подшипники нашли применение в шпинделях токарных, фрезерных и шлифовальных станков, в сельскохозяйственных машинах.

В качестве материалов, используемых для изготовления деталей подшипников качения, применяются слоистые пластики с графитовым наполнителем, волокниты, полиамиды, фенопласты.

Широкое распространение получают пластмассовые направляющие на металлообрабатывающих станках и в других механизмах -- в поршневых двигателях, в прессах и других. В этих случаях направляющие изготовляют в виде полос, которые крепятся к корпусу методом склеивания или винтами. В качестве материала для этих целей используются текстолиты, волокниты или фенопласты с наполнителем в виде древесной крошки. Использование пластмассовых направляющих увеличивает точность станка за счет меньшего износа пластмассы по сравнению с обычно используемыми чугунными направляющими. Уменьшаются также потери мощности механизмов на силы трения. Особенно удобен ремонт станков и механизмов с такими направляющими.

Применение пластмасс в зубчатых и червячных зацеплениях обеспечивает мягкую передачу крутящего момента, высокую изностойкость, бесшумность и надежную работу в химически агрессивных средах, малую массу; во многих случаях простоту изготовления. Наилучшая работоспособность шестерен передачи обеспечивается комбинацией пластмассовых и металлических шестерен, благодаря чему обеспечивается хороший теплоотвод от пластмассовых шестерен.

Для уменьшения износа пластмассовых шестерен рекомендуются повышенная твердость зубьев стальных шестерен и увеличение чистоты их поверхности. В качестве материала для пластмассовых шестерен используют текстолит, древеснослоистые пластики (ДСП), полиамиды, полиформальдегид (ПФА).

Пластмассы типа текстолита используются в вариаторах, когда не предъявляются особо высокие требования к обеспечению постоянства передаточного отношения или высокого коэффициента полезного действия.

Детали уплотнений из пластмасс находят очень широкое применение. Это объясняется тем, что пластмассы обеспечивают не только высокую герметичность соединения, но и необходимую прочность и химическую стойкость узла уплотнения. Широкое распространение находят уплотнения из ненабухающих, маслостойких и бензостойких резин. Широко применяются пластмассовые уплотнения из самоуплотняющихся полихлорвиниловых колец в местах ввода электрических кабелей. Полихлорвиниловые уплотнения применяются для штоков насосов и компрессоров, в которых давление доходит до 2000 МПа. В пневматических системах достигается улучшение герметичности при замене чугунных поршневых колец текстолитовыми или фторопластовыми, армированными стекловолокном. Одновременно при этом уменьшается износ цилиндра.

Вывод

Экономия в потреблении материальных ресурсов способствует улучшению использования производственных мощностей и повышению общественной производительности труда. Уже само по себе уменьшение удельных затрат прошлого, овеществленного труда означает рост производительности общественного труда.

Экономия материальных ресурсов в огромной мере способствует снижению себестоимости промышленной продукции. Уже в настоящее время на долю материальных затрат приходится 3/4 всех издержек производства.

Существенно влияя на снижение себестоимости продукции, экономия материальных ресурсов оказывает положительное воздействие и на финансовое состояние предприятия.

Таким образом, экономическая эффективность улучшения использования пластмассы в машиностроении весьма велики, поскольку они оказывают положительное воздействие на все стороны производственной и хозяйственной деятельности предприятия.

Экономическая эффективность применения пластмасс в машиностроении рассчитывается на основе общепринятой, типовой методики определения экономической эффективности новой техники. Экономическая эффективность новой и совершенствующейся техники, а также конструкционных материалов, может быть определена при сопоставлении стоимостных и натуральных показателей проектируемой конструкции с лучшими образцами действующих машин (механизмов) того же назначения. Натуральные показатели: производительность труда, удельный расход материалов, топлива и т. д. характеризуют лишь частные, отдельные свойства конструкции. Стоимостные показатели, и прежде всего себестоимость, комплексно оценивают экономическую эффективность.

При определении основных направлений применения пластмасс в машиностроении необходимо ориентироваться не только на имеющиеся материалы. Следует учитывать перспективы разработки и освоения новых полимеров с высокими физико-механическими свойствами. Целью внедрения в основные отрасли машиностроения пластмасс в первую очередь является замена цветных металлов, а также (если это экономически целесообразно) черных металлов.

Список использованной литературы

1. Смирнов К.А. нормирование и рациональное использование материальных ресурсов. Уч. пособие. Высшая школа, 1990

2. Евдокимов Д.К. Покараев Г. М. нормирование материальных ресурсов: Словарь-справочник. Экономика, 1988

3. Кирюшенко Я.В. Все ресурсы - в хозяйственный оборот. (Проблемы, поиски, решения) Экономика, 1989

4. Кудрявцев И.В. Материалы в машиностроении Выбор и применение Том 5, 1969.

5. Левин В.С Контроль за использованием материалов в производстве. Финансы и статистика, 1984.

6. Марчук Т. И., Ишлинский А.Ю., Федосеев Г.Н. Научные основы прогрессивной технологии. Машиностроение, 1982.

7. Нормирование расхода материальных ресурсов в машиностроении. Справочник. Т. 1под ред. Г. М. Покараева, О. В. Карасева, А.А Зайцева. Машиностроение, 1988.

8. Покараев Г.М. Ресурсосбережение: проблемы и решения. Экономика, 1990.

9. Попилов Л.Я. Новые материалы в машиностроении, 1967, 428 с.

10. Соколовская Г. А., Сигарева Т. С ресурсосбережение на предприятиях. Экономика, 1990.

11. Степанов Ю. А, Баландин Г. Ф, Рыбкин В. А. Технология литейного производства. Машиностроение, 1984.

12. Тростянская Е.Б статья «Полимеры и пластмассы» октябрь 2005г

13. Тростянская Е.Б Пластики конструкционного назначения,. М., 1974.

14. Энциклопедия полимеров, т, 1--2, М., 1972--74

15. Управление материалоснабжением в машиностроительном объединении. Уч. пособие Под редакцией В. A Литвинского. Машиностроение 1989.Приложение

Таблица 1 Физико-механические свойства реактопластов

Показатели	Марки
	О3-010-02	Э2-330-02	Сп1-342-02	АГ-4С	ДСВ-2Р-2М
Плотность, г/см3, не более	1,40	1,40	1,40	1,90	1,85
Ударная вязкость, кгс*см/см2, не менее	6.0	4,5	4,5	160	45
Разрушающее напряжение при изгибе, кгс/см2, не менее	700	650	600	2500	1600
Рабочая температура, °С	От -50 до +110	От -50 до + 110	-	От-60 до+200	От-60 до+200
Электрическая прочность, кВ/мм, не менее	13,0	15,0	12,0	13	14
Усадка, %	0,4-0,8	0,4-0,8	0,4-0,8	Не более 0,15	Не более 0,15

Таблица 2 Физико-механические свойства термопластов

Показатели	Термопласты
	полиэтилен	полипропилен	ударопрочный полистирол	сополимер формальдегида СФД	поликарбонат
Плотность, г/см3, не более	0,955	0,91	1,06	1,42	1,2
Ударная вязкость, кгс*см/см2	2-12,0 С надрезом	33-80 С надрезом	5 С надрезом	6 С надрезом	120
Разрушающее напряжение при изгибе, кгс/см2, не менее	200	900	350	1000	1000
Интервал рабочих температур, °С	±60	-60 ч +120	-60 ч +70	-60 ч +100	-60 ч +135
Электрическая прочность, кВ/мм, не менее	45	28	--	20	20
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц	3*10-4	4*10-4	--	0,0045	0,01
Усадка, %	2-3	1-2,5	0,4-1,2	1,5-3,5	0,6-0,7