<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zusammensetzung für Antifriktionsmaterialien mit einem Gehalt an Kunstharz und Polytetrafluoräthylen.
Es besteht eine grosse Anzahl von Antifriktionsmaterialien sowohl metallischen als auch nichtmetallsehen.
Zu den am meisten verbreiteten Materialien für Reibungsbaugruppen, beispielsweise in Hydroturbinen gehören Bronze und Kunstholzsehichtstoffe.
Mit der Zunahme spezifischer Beanspruchungen in den Reibungsbaugruppen von Hydroturbinen entsprechen die genannten Materialien nicht den Anforderungen an den zuverlässigen Betrieb und sie können auch überhaupt nicht ohne Schmiermittel betrieben werden.
Bekannt ist ebenfalls eine Reihe von Polymermaterialien auf der Basis von Polyamid-, Phenolformalde- hyd- und andern Kunstharzen.
Sie fanden jedoch für Baugruppen von Hydroturbinen keine breite Verwendung, da sie den Komplex der erforderlichen Eigenschaften nicht aufweisen, u. zw. : sie sind nicht geeignet, in den Baugruppen mit spezifischem Druck von 250 bis 400 bar betrieben zu werden, sie besitzen keine Wasser- und Ölbeständigkeit, keinen niedrigen Reibungskoeffizienten beim Betrieb ohne Schmierung im Wasser bzw. im Mineralöl sowie keine Tropenbeständigkeit.
So besitzen die Materialien auf der Basis von Polyamiden und Phenolharzen keine erforderliche Wasserbeständigkeit ; die Materialien auf der Basis von Polytetrafluoräthylen besitzen keine ausreichende Druckestigkeit (Belastungsfähigkeit).
Es ist bekannt, dass die Materialien auf der Basis von Epoxydharzen verstärkt mit Glasgewebe hohe Festigkeitswerte und Wasserbeständigkeit aufweisen, diese Materialien haben jedoch keine zufriedenstellenden Gleiteigenschaften.
In diesem Zusammenhang wurde das Ziel gestellt, ein solches polymeres Material zu finden, welches zu gleicher Zeit eine gute Wasserbeständigkeit, hohe Festigkeitswerte sowie Gleiteigenschaften beim Betrieb in den Reibungsbaugruppen bei spezifischem Druck bis 400 bar, bei einer Gleitgeschwindigkeit bis 0,1 m/s im Wasser- bzw. Ölmedium besitzt.
Das genannte Ziel wird mit der erfindungsgemässen Zusammensetzung für Antifriktionsmaterialien mit einem Gehalt an Kunstharz und Polytetrafluoräthylen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es aus folgenden Kompoenten in Gew.-Teilen besteht :
EMI1.1
<tb>
<tb> Epoxydbindemittel <SEP> 36-48
<tb> Glasgewebe <SEP> oder <SEP> Glasfaser <SEP> 42-44
<tb> Polytetrafluoräthylen <SEP> mit
<tb> Kristallisationsgrad <SEP> von <SEP> 0,60
<tb> und <SEP> in <SEP> Form <SEP> von <SEP> Teilchen
<tb> mit <SEP> einer <SEP> Korngrösse <SEP> von
<tb> 0, <SEP> 3 <SEP> bis <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> mms <SEP> 8-22.
<tb>
Als Epoxydbindemittel wird Epoxydharz mit einem Molekulargewicht von 360 bis 470 und einem Gehalt von 20 Gew.-% Epoxydgruppen verwendet, das auf 100 Gew.-Teile Harz 20 Gew.-Teile Dibutylphthalat als Weichmacher und 10 bis 12 Gew.-Teile Polyäthylenpolyamin als Härtungsmittel enthält.
Es sind bereits Antifriktionsmaterialien bekannt, welche durch das Vorhandensein von Polytetrafluor- äthylen in Pulverform mit Teilchen in der Grösse von einigen Mikrometern gekennzeichnet sind. So beträgt z. B. die maximale Teilchengrösse des Materials gemäss der AT-PS Nr. 2719021 bis 200 mm, max 0, 4 mm und gemäss der GB-PS Nr. 1, 371, 349 = 5 JJ. in Faserform.
Gemäss der FR-PS Nr. 1. 310. 741 wird zur Herstellung eines Antifriktionsmaterials Polytetrafluoräthylen in eine Matrix eingeführt, die aus Harz gebildet wird ; dabei ist man bestrebt, Fluorkunststoff in der Form einer fasrigen Struktur zu haben und ein Band mit einer Dicke von 0, 125 mm zu erhalten.
Die DE-PS 2205268 beschreibt ein Material, bei dem als Füllmaterialien Polyäthylenpulver, Polypropylenpulver, Phenolformaldehydpulver verwendet werden, nach der genannten FR-PS dienen Graphit, Asbest und metallisches Pulver als Füllmaterialien.
Die erfindungsgemässen Antifriktionsmaterialien unterscheiden sich sowohl in ihrer Materialzusammensetzung als auch in der Teilchengrösse des Polytetrafluoräthylens deutlich von diesen bekannten Materialien und sind auf Grund dieser Unterschiede besonders für die oben angegebenen Zwecke geeignet.
Die Körnung der Teilchen wird in dem genannten Bereich von 0, 3 bis 1, 5 mm3 in Abhängigkeit von den Abmessungen der Arbeitsoberfläche von Reibungselementen gewählt.
Die Zusammensetzung wird durch mechanisches Vermischen der genannten Komponenten in den genannten Anteilen zubereitet.
<Desc/Clms Page number 2>
Erfindungsgemäss wird einAntifriktionsmaterial vorgeschlagen, das für den Betrieb in Gleitreibungsbaugruppen bei einem spezifischen Druck von 250 bis 400 bar, der Gleitgeschwindigkeit von 0, 004 bis 0, 1 m/s zulässt.
Dementsprechend stellt das Antifriktionsmaterial einen glasverstärkten Epoxydkunststoff mit eingesprengten Polytetrafluoräthylenteilchen dar.
Das vorgeschlagene Material ist für den Betrieb in Gleitreibungsbaugruppen ohne Schmierung sowie bei Schmierung mit Wasser und Turbinenöl geeignet.
Die Härtung der oben genannten Zusammensetzung kann bei Raumtemperatur bzw. bei Erwärmung auf 100 bis 150 C durchgeführt werden.
Die Zubereitung der Zusammensetzung und ihre Härtung können praktisch mit der Herstellung von Erzeugnissen aus der Zusammensetzung verbunden werden.
Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Erzeugnissen aus diesem Material bzw. von Erzeugnissen, auf deren Reibungsfläche das genannte Antifriktionsmaterial aufgetragen ist.
Zu solchen Erzeugnissen können Gleitlager, Einlagen, Leitvorrichtungsauflagen, Büchsen und Auflagerringe gehören.
Das erfindungsgemässe Antifriktionsmaterial wurde auf einem Laborprüfstand, der die Arbeit einer echten Reibungsbaugruppe in Form von Büchsen bei einem spezifischen Druck von 250 bis 400 bar und einer Gleitgeschwindigkeit von 0, 004 m/s, ohne Schmiermittel sowie unter Bedingungen der Schmierung mit Wasser oder mit Mineralöl imitiert, geprüft.
Der Reibungskoeffizient stieg während 50 h des Betriebes des Prüfstandes nicht über den Wert von 0,06 hinaus, während bei der Prüfung von Bronze mit Zuführung eines dickflüssigen Schmiermittels in der gleichen Zeit und bei analogen Bedingungen der Beginn der Zerstörung von Arbeitsoberfläche zu beobachten war.
Die Versuchsmuster eines Gleitlagers aus diesem Material wurden unter den Betriebsbedingungen während einer längeren Zeit geprüft und zeigten hohe Gleiteigenschaften bei praktisch vollständigem Fehlen eines Verschleisses.
InAbhängigkeit von den Abmessungen und der Form der Erzeugnisse sind zwei technologische Hauptfertigungsverfahren vorgesehen.
1. Pressen von Glasgewebe bzw. Glasfaser, getränkt mit dem genannten Epoxydbindemittel, das die
Teilchen des oben erwähnten Polytetrafluoräthylens enthält.
2. Durchtränken von Glasgewebestreifen mit Epoxydbindemittel, das die genannten Teilchen von Po- lytetrafluoräthylen enthält, und nachfolgendes Aufkleben des Materials auf die jeweilige Reibungs- oberfläche.
EMI2.1
bei Raumtemperatur gehalten.
Zur Beschleunigung des Härtungsprozesses kann die Pressform mit dem in ihr befindlichen Material auf 100 bis 1500C erwärmt werden.
Auf diese Weise wurden Büchsen mit einem Durchmesser bis 200 mm für Lager der Leitvorrichtung von Hydroturbinen sowie Auflagerringe für Lager gefertigt.
Beispiel 2: Es werden 48 Gew.-Teile Epoxydbindemittel, 40 Gew.-Teile Glasgewebe in Form von Streifen und 12 Gew.-Teile Polytetrafluoräthylen mit einer Teilchenkorngrösse von 0,5 mm3 eingesetzt.
Die Glasgewebestreifen werden mit dem Epoxydbindemittel durchtränkt, das die Polytetrafluoräthylenteilchen enthält, wonach man das Gemisch auf die vorbereitete Reibungsoberfläche des jeweiligen Erzeugnisses fortlaufend aufträgt.
Die Härtung der Mischung wird während 24 h beiRaumtemperatur vorgenommen, wobei während der Här- tung die Schicht des Materials an der Reibungsfläche des Erzeugnisses anklebt.
Auf diese Weise wurde eine 5 mm dicke Antifriktionsmaterialschicht auf der Reibungsfläche eines Hydro-
EMI2.2
tung sowie die Fertigung von Erzeugnissen daraus in einem einzigen technologischen Herstellungsvorgang.
Das gemäss den Beispielen 1 und 2 gewonnene Material wurde in Gleitlagern bei einem spezifischen Druck von 250 bis 400 bar und einer Geschwindigkeit von 0, 004 m/s geprüft. Der Reibungskoeffizient ohne Schmiermittel überschritt nicht den Wert von 0,06.
Die Gleitlager mit dem auf die Reibungsoberfläche aufgetragenen erfindungsgemässen Antifriktionsmaterial können in Leitvorrichtungen von Hydroturbinen grosser Leistung beispielsweise bis 700 MW (700000 kW) eingesetzt werden.