Badania własności mechanicznych i ruchowych niektórych tworzyw sztucznych stosowanych jako okładziny w napędach cierno-cięgnowych

(1)

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ S e r i a : GÓRNICTWO z . 41

________ 1969 Nr k o l . 269

Doo. d r h . i n ż . J e r z y A n t o n i a k K a t e d r a Maszyn G ó r n i c z y c h

BADANIA WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH I RUCHOWYCH NIEKTÓRYCH TWORZYW SZTUCZNYCH STOSOWANYCH JAKO OKŁADZINY W NAPĘDACH CIERNO-CIĘGNOWYCH

S t r e s z c z e n i e : W a r t y k u l e p r z e d s t a w i o n o w y n i k i d o - t y c z ą c e b a d a ń zmę cz eni owy c h i t r w a ł o ś o i t e r m o p l a s t y c z n y c h tworzyw s z t u c z n y c h s t o s o w a n y c h J a ko o k ł a d z i n y w n a p ę d a c h e l e r n o - c i ę g n o w y c h .

1. Wstęp

Na p r o c e s s p r z ę ż e n i a c i e r n e g o s t a l o w e j l i n y z o k ł a d z i n ą k o ł a pędn e go maj ą z a s a d n i c z y wpływ w ł a s n o ś c i f i z y k o m e o h a n i c z n e c i a ł p a r y t r ą c e j o r a z w a r u n k i i p a r a m e t r y t a r c i a . Względy b e z p i e c z e ń s t w a , z mi e n n o ś ć warunków p r a c y u r z ą d z e ń wyc ią gowy c h, d ą ż no ś ć do maksymalnego w y k o r z y s t a n i a p r z e n o s z o n y c h p r z e z napędy c i e r n o - c i ę g n o w e d o p u s z c z a l n y c h s i ł s p r z ę ż e n i a o r a z c h ę ć u z y

s k a n i a o d p o w i e d n i c h p o d s t a w d l a w ł a ś c i w e g o p r o j e k t o w a n i a i o b l i c z a n i a w y t r z y m a ł o ś c i t y c h napędów p r z y d u ż e j r ó ż n o r o d n o ś c i s t o s o w a n y c h tworzyw s z t u c z n y c h J a ko o k ł a d z i n , n a r z u c a j ą k o n i e c z n o ś ć d o k ł a d n e g o p o z n a n i a w ł a s n o ś c i m e c h a n i c z n y c h i r u chowych t y c h m a t e r i a ł ó w k o n s t r u k c y j n y c h .

2 . Tworz.ywa k o n s t r u k c y j ne poddane badaniom

B a d a n i a m i o b j ę t o n a s t ę p u j ą c e tworzywa s z t u c z n e s t o s o w a n e j a k o o k ł a d z i n y k ó ł p ę d n y c h w u r z ą d z e n i a o h wyoi ągowych:

- TP-OFB, gumowa t a ś m a p r z e n o ś n i k o w a z p r z e k ł a d k a m i b a w e ł n i a nymi, p r odukowana p r z e z ZZG M i e c h o w i c e . Ogólny s k ł a d c h e m i c z ny t worzywa p r z e d s t a w i a s i ę n a s t ę p u j ą o o : m a t e r i a ł wy j ś oi ow y - k a u c z u k s y n t e t y c z n y , k a u c zu k n a t u r a l n y , r e g e n e r a t y k a u o z u - k u , p l a s t y f i k a t o r - s t e a r y n a , p a r a f i n a , k a l a f o n i a , smoła z drzew i g l a s t y c h , w y p e ł n i a o z - s a d z a a k t y w n a , b a r y t , t a l k ,

(2)

46 J e r z y A n t o n i a k k a o l i n , k r e d a , a n t y u t l e n i a c z AR, ś r o d e k w u l k a n i z u j ą c y s i a r k a , p r z y s p i e s z a c z w u l k a n i z a c j i o r g a n l o z n y M. Barwa t aśmy o z a r n a . T w a r d o ś ć p r o t e k t o r ó w z e w n ę t r z n y c h taśmy o k r e ś l o n o ns 7 0 ° Sho

r e ' a .

- G S z . S k e ga 49-7VB, guma produkowana na b a z i e p ol imer ów b u t a - d i e n o w o - n i t r y l o w y c h w S z w e c j i z p r z e z n a o z e n i e m na o k ł a d z i n y k ó ł p ę d n y c h , barwy c z a r n e j , b r a k d o k ł a d n e g o s k ł a d u c h e m i o z - n e g o . T w ar d oś ć wedł ug S h o r e ' a w y n o s i ł a 7 3 ° .

- PCW-W4. P o l t a r p r o d u k c j i ZTS w W i e l i o z c e . Tworzywo o t r z y m a n e p r z e z p o l i m e r y z a c j ę c h l o r k u w i n y l u , p l a s t y f i k a t o r f t a l e n dwu-2 e t y l o h e k s y l o w y , w y p e ł n i a c z s a d z a a k t y w n a , s t a b i l i z a t o r d wucj andwuami d. T w ar d oś ć wedł ug S h o r e ' a w y n o s i ł a w z a l e ż n o ś c i od p r o d u k c j i od 70 do 9 8 ° .

- M o d a r - R 3 . m a t e r i a ł wi nyl owo - kauc zu ko wy produkowany p r z e z S p ó ł d z i e l n i ę " S po iw o ” w Radomiu. Główne s k ł a d n i k i t o p o l i c h l o r e k w i n y l u t y p u D z k a u c z u k i e m s y n t e t y c z n y m Hy ca r 1 041. K o l o r wy

k ł a d z i n y c zer won a wy , t w a r d o ś ć według S h o r e ' a 9 2 ° .

- K a u t e x . tworzywo s z t u c z n e na os nowi e p o l i c h l o r k u w i n y l u , p r o dukowane p r z e z f i r m ę W. Oxe W i t t e n - R u h r . Tw ar doś ć według Shore' a w y n o s i ł a 8 4 ° . K o l o r element ów w y k ł a d z i n y b r ąz o wy . - RB, tworzywo s z t u c z n e p r o d u k c j i r a d z i e c k i e j , p r z e z n a c z o n e na

o k ł a d z i n y k ó ł p ę dn y ch do maszyn wyciągowyoh w i e l o l i n o w y c h . B r a k s k ł a d u c h e m i c z n e g o . K o l o r elementów b i a ł y , t w a r d o ś ć we

d ł u g S h o r e ' a w y n o s i ł a 9 4 ° .

W s z y s t k i e tworzywa s z t u c z n e poddane ba da ni om w c h o d z i ł y w s k ł a d m a t e r i a ł ó w t e c h n i c z n y c h t z w . p o limer ów w i e l k o c z ą s t e c z k o w y c h i n a l e ż a ł y do g r u p y tworzyw t e r m o p l a s t y c z n y c h . Duża r ó ż n o r o d n o ś ć budowy c z ą s t e k p ol im er ów w y n i k a j ą c a z o k r e ś l o n e g o s k ł a d u o h e - mloznego i metody p o l i m e r y z a c j i , dodatkowe p r o c e s y t e c h n o l o g i c z n e 1 w u l k a n i z a c j a , a t a k ż e r o d z a j i w i e l k o ś ć p r z y ł o ż o n e g o

o b c i ą ż e n i a j a k i t e m p e r a t u r y p o woduj ą zmianę w ł a s n o ś c i mecha

n i c z n y c h t y c h tworzyw w r o z m a i t y c h o b s z a r a c h c z a s u i c z ę s t o ś c i o b c i ą ż a n i a . Na p o d s t a w i e b a d a ń T e o l o g i c z n y c h [2] można z a s z e r e g o w a ć m a t e r i a ł y TP-OFB i GSz do tworzyw o różnym s t o p n i u

(3)

B a d a n i a w ł a s n o ś c i m e c h a n i c z n y c h . . 47 u s i e c i o w a n i a w budowl e m o l e k u l a r n e j , n a t o m i a s t p o z o s t a ł e mate

r i a ł y do g r u p y o n i e u s i e c i o w a n i u w budowl e m o l e k u l a r n e j . P o d z i a ł t a k i u ł a t w i a p r z e w i d y w a n i e n i e k t ó r y c h z i c h w ł a s n o ś c i l e p k o s p r ę ż y s t y c h [3] .

3 . C e l p r z e p r o w a d z o n y c h b a d a ń l a b o r a t o r y j n y c h- 1 r uchowych Podstawowym c e l e m wykonanych b a d a ń b y ł o :

- o k r e ś l e n i e w y t r z y m a ł o ś c i z mę cz en i owe j w y k ł a d z i n wykonanych z r ó ż n y c h m a t e r i a ł ó w p r z y z a s t o s o w a n i u o b c i ą ż e n i a t ę t n i ą c e go d o d a t n i e g o

- porównawcze o k r e ś l e n i e t r w a ł o ś c i w y k ł a d z i n . 4 . B a d a n i a zmęczeniowe w y k ł a d z i n

B a d a n i a zmęozenlowe w y k ł a d z i n p r z e p r o w a d z o n o na p u l s a t o r z e o n a p ę d z i e h y d r a u l i c z n y m , r v s . 1 , zbudowanym w l a b o r a t o r i u m Ka

t e d r y Maszyn G ó r n i c z y c h . Dodatkowe b a d a n i a zmęczeniowe p r z e prowadzono w w a r u n k a c h e k s p l o a t a c y j n y c h na k o ł a c h pędnych ma

s z y n wy ci ąg owy oh .

Na s t a n o w i s k u l a b o r a t o r y j n y m e l e m e n t w y k ł a d z i n y b y ł poddawany o b c i ą ż e n i u t ę t n i ą c e m u d o d a t n i e m u , r y s . 2 , k t ó r e modelowało o b c i ą ż e n i e r z e c z y w i s t e w y k ł a d z i n na k o ł a c h p ę d n y c h . O b c i ą ż e n i e t o b y ł o r e a l i z o w a n e zmi en ną s i ł ą o s i o w ą d z i a ł a j ą c ą na model l i n y . Zarówno e l e m e n t w y k ł a d z i n y j a k 1 model l i n y m i a ł y t e s a me wymiary co w y k ł a d z i n y i l i n a u ż y t e do ba da ń r u c h o w y c h . Ba

d a n i a l a b o r a t o r y j n e p r z e p r o w a d z o n o d l a n a s t ę p u j ą c y c h c z ę s t o t l i w o ś c i zmian o b c i ą ż e n i a : 0 , 3 ; 0 , 4 3 3 ; 0 , 6 5 Hz o r a z d l a r ó ż nych g ł ę b o k o ś c i dna rowka l i n o w e g o w y k ł a d z i n y , r y s . 3 . P o d cz a s b a d a ń zmęozeniowych m ie r z o n o n a s t ę p u j ą c e w i e l k o ś c i : t e m p e r a t u r ę wy br a ny c h punktów r o z m i e s z c z o n y c h na p o w i e r z c h n i c z o ło w ej

e l e m e n t u w y k ł a d z i n y o r a z na obwodzi e dna rowka l i n o w e g o ( punkty t e z a z n a c z o n o na r y s . 3 ) , s i ł ę w y s t ę p u j ą c ą w d r ą g u o b c i ą ż a j ą cym model l i n y , o d k s z t a ł c e n i a dna rowka l i n o w e g o o r a z n a r a s t a n i e p ę k n i ę ć zmę cz en i owyc h na p o w i e r z c h n i rowka l i n o w e g o e l emen t u w y k ł a d z i n y .

Do p o m i a r u t e m p e r a t u r y u ż y t o t e r m o f i l u , n a t o m i a s t do pomiaru s i ł y i o d k s z t a ł o e n i a , s p e c j a l n i e zbudowanych c z u j n i k ó w o p a r t y c h

(4)

1 U W ad st er u ją cy t 2 U K ta d h y d r a u li c z n y , 3 S it o w n ik , 4 C zu jn ik p o m ia ru , si ty , 5 C zu jn ik p om ia ru p r z e m ie sz c z e n ia , 6 E lG m en t b a d a n ej w y k ła d z in y ,

4 8 J e r z y A n t o n i a k

Rys.1.Schemat stanowiska1 aparaturydobadańzmęczeniowychelementówwykładziny z tworzywsztucznyoh

(5)

B a d a n i a w ł a a n o ś o l n e o h a n Ł o z n y o ł i . .« 49

« *ys. 2.Wyolnekoscylogramuz zarejestrowanymprzebiegiemzmianysiłyobciążającej ro- eklinowyorazzmianąodkształceniadna rowka linowegoelementuwykładzinyw ozasie

(6)

50 J e rz y Antoniak

R y s . 3 . Schemat elementu wykładzi ny poddany badaniom z męczenio

wym na s ta no wi sk u l abo r at or yj ny m

(7)

Badania włąanośol Beohąnlołnyoh.«« 21

[ zuto/g>i] ZMdiMod w r n i w p d u s Ryg. 4.Wykresyzmęczenioweelementówwykładzinz różnych, tworzywsztucznychbadanychna obolążenietętniącedodatnie

(8)

52 J 9i z j Antoniak

Rys.5.Wykres przedstawiającywpływczęstotliwośol zmianobciążenianawytrzymałość zmęczeniowąelementówwykładzinz różnychtworzywsztuoznyoh

(9)

B a d a n i a w ł a s p o ś o l m e c h a n i c z n y c h * «* 53

Rys*6. Wpływgłębokości rowka linowegonawytrzymałośćzmęozeniowąelementówwykładzin z różnychtworzywsztucznych

(10)

54 J e r s y A n t o n i a k

[U J U lJ d lJ Ś lU ^d Rys.7. Nara3tanle głębokości pęknięcia w zależności odliczbyzmianoboiążenla dlaróż nychgłębokości rowka linowegoelementówwykładzinz różnychtworzywsztuoznych

(11)

Ugięcie[mml

B a d a n i a w i a s n o ś o l n e o l i a n i o z n y o h » . . 55

W yk l M o d a r - R3

— Wyk*.

Kautex

—*— *—Wyk*.

RB

Wy W. G S z

Wyk*.

PCW -m

C zęstotliw ość obciążeń 0.65[HzJ^glrowka lin.55tinil

&r. nacisk oow. p=2£8

KG/cnfi ______________________________

R y s . 8. Zmiany u g i ę c i a o s io we g o dna rowka l in ow e go elementu wy

k ł a d z i n y z r óż ny c h tworzyw sztucznych, w z a l e ż n o ś c i od l i c z b y zmian o b c i ą ż e n i a

1

1 ^

0. N jL itzb ą zm ia n o b c ią ż e n ia

0 1 2 i 4 5 ¹⁰

(12)

56 J e r z y A n t o n i a k

P r z e k r ó j d - d

--- WyW. Kautex

Wy W. GSz **_xx_x*_ Wy** ki. TP-OFB

J 50 I

- x _ x -

Wy ki. PB

e 1 ₄₅

4t

55

50

25

20-

15

'^.jO m in Częstotliwość obciążeń 0,65 [Hz]

l N Średni nacisk powierzchniowy p=26fi fcG/cm1]

---

ttęboKoić rouKa linowego 55 Dml

\ ■ — . J

'• \ • >^pmin

,)mln O

^Omin

• < v ^ V * < ł \ \

^

—

**• X •

Odl. od powierzchni rowka

15 3 ?5 T - ^

R y s . 9 . Zniany t e n p e r a t u r y p o w ie r zc h n i c z o ł o w e j e l e n e n t u wykła

d z i ny z r óż nyc h tworzyw s z t u c z n y c h wzdłuż l i n i i ctrcc z r y s . 3 d l a r óż nyc h okresów o b c i ą ż e n i a

(13)

B a d a n i a w ł a a n o ś o l B e o h a n i o z n j o h « . 57

'Si IS cT>- -scQJ N

£

«

C i

T = £ l §

_<o

0 ? «O'

«o'CM <->

- I

M ^ K -w Q) O g tn

I £

Q-

Ö

Î2 ^a .

S Ł = I

•—a

-§ I

z 1

- £ I I

T

«Ł

8

.c 'S I i

=ł 2 ÇJ-U

2 " § - y 3 v _ r • 5 <n /

/ / / / / /

" !

ii i

/ / 1 a

_&

f t

i

/ / 1

'! I

I

I / j

>!

I

t

/ / / / '

V

I

1 1 / I I

I II

$1 I I I I

I f l I I I I f f 7 / /

" !

i i

1 i i

i i

jjj JO

[5.J Djnpjatwe}

Í Â ! &

c ï lL - Zl

I I I I

i

»?

- Î L I f

S i 1 £

<o KQ)

§1 a

~oo o

to

n~>

£

•N3

Ał a

•o <d

« -H

l a^ KO

O o

p< ft

>> O a 4J

.*-? TO 63 O»

T J 63

(0 O

«N?

¿ d X 3

> i O 1 C > >

a

3 -63

•U^O

a Hft

B «H

H <ft 0

® -h

■»-> « CDa

f t *63 «H

* ora 0 ^4»

iM O *63

o *o <0*

b] O r ?

o o

•HKD Oft

a ra Xi ft

O M 13 2d

*4 o

0) t4 Jd

ft o o î>>

Pi a

•63

3*

*4 TJ p. •* ft

B r\

<43 •ft

>> h a a M

«H 63 CD

B N V*

ft a

« ^

(14)

J e r z y A n t o n i a k

P r z e k r ó j d ~ d

Głębokość rowka Linowego «55 DpmJ

¿recLninacisk powierz. p~26.dfkG/in?J

przy częstotliwości 0,65 [Hz]

— 0,43 [H i]

Wy kt. Hoclar-R3

Odi od powierzchni rowka [cm]

T ~ R y s . 1 1 . Zmiany t e m p e r a t u r y p o w i e r z c h n i c z o ł o w e j e l e m e n t u wy

k ł a d z i n y z tworzywa Modar-R3 w z a ł u ż l l n l l oc-a z r y s . 3 d l a równych okresów o b c i ą ż a n i a 1 r ó żn y o h o z ę s t o t l l w o ó c i zmian ob

c i ą ż e n i a

(15)

B a d a n i a w ł a a n o ó o i B e o h a n l o z n y c ł i « . 59

40min.

20min.

40 min

20min.

N s 95 mik

"■t s . N

,,, 5nnn \ n

a X \

22^ punkty na pow. rowka

C zę sto tliw o ść o b c ią że ń 0.65[Hz]

Ś r e d n i nacisk powierz. p~268[kQ/ur/]

Wyki tlo d a r- R3

Wy W. GSz

-Wyki. K a u te *

Wykt. PCW-W4

—x—tWykł.RB

GTęboko

sc'

rowka linowego 55 [mm]

Ryg. 1 2 . Zmiany t e m p e r a t u r y w zd ł uż dna rowka l i n o w e g o e l e m e n t u w y k ł a d z i n y z r ó ż n y c h tworzyw s z t u o z n y c h ( p u n k t y ¿ok na r y g . 3 )

d l a r ó ż n y c h okresów o b c i ą ż e n i a

(16)

60 J e r zy i n t o n l a k o z a s a d ę d z i a ł a n i a t e n s o m e t r ó w e l e k t r o o p o r o w y c h . Wykrywanie p ę k n i ę ć znęć z e ni ow yc h p r z e p r o w a d z o n o met odą o p t y c z n ą , a p r z y u ż y c i u m i k r o m l e r z a o k r e ś l a n o g ł ę b o k o ś ć p ę k n i ę c i a , W b a d a n i a c h zmę cz en i owy c h j a k o k r y t e r i u m z n i s z c z e n i a p r ć b k i p r z y j ę t o wy

t w o r z e n i e s i ę p ę k n i ę c i a o g ł ę b o k o ś c i 7 mm. Dla p o s z c z e g ó l nych m a t e r i a ł ó w w y k ł a d z i n o k r e ś l o n o l i c z b ę zmian o b c i ą ż e n i a p o t r z e b n ą do w y t w o r z e n i a p i e r w s z y c h m i k r o p ę k n i ę ć zmęczeniowych o r a z p ę k n i ę c i a o p o p r z e d n i o u s t a l o n e j g ł ę b o k o ś c i .

Uz ys ka ne w y n i k i z p r z e p r o w a d z o n y c h b a d a ń zmęczeni owych p r z e d s t a w i o n o p r z y k ł a d o w o na r y s . 4 do 1 3.

Celem d o k o n a n i a oce ny t r w a ł o ś c i z mę cz en i owe j element ów w y kł a d z i n y wyznaczono p o s ł u g u j ą c s i ę met odą e l a s t o o p t y c z n ą , m i e j s c a w k t ó r y c h p a n u j e n a j b a r d z i e j n i e b e z p i e c z n y s t a n n a p r ę ż e n i a ze

R y s . 13. Widok e l e m e n t u w y k ł a d z i n y z tworzywa Modar-R3 z c h a r a k t e r y s t y c z n y m i p ę k n i ę c i a m i zmęczeniowymi i zmianami barwy tworzywa wywołanymi t e m p e r a t u r ą samowzbudną, g ł ę b o k o ś ć rowka 70 mm. El ement w y k ł a d z i n y b y ł poddany o b c i ą ż e n i u na s t a n o w i s k u

l a b o r a t o r y j n y m

(17)

B a d a n i a w ł a s n o ś c i median Łez o j c a . . 61 w z g l ę d u na m o żl iw oś ć p o j a w i e n i a s i ę p ę k n i ę c i a z m ę c ze ni o w eg o . B a d a n i a e l a s t o o p t y c z n e p r z y u ż y o l u p o l a r y s k o p u koł owego J P -1 0 p r z e p r o w a d z o n o na modelu p ł a s k i m o k s z t a ł c i e g e o m e t r y c z n i e po

dobnym do e l e m e n t u w y k ł a d z i n y p o d d a n e j bada ni om zmęczeniowym na p u l s a t o r z e . M a t e r i a ł e m modelowym b y ł E p i d i a n 2 0 1 . S t a ł a mo- d e lo w a w y n o s i ł a K = 1 1 , 2 7 kG/cm . r z ą d i z o e d r o m y . Wysokość mo

d e l u w y n o s i ł a 120 mm, g r u b o ś ć 10 mm, g ł ę b o k o ś ć rowka l i n o w e g o 55 i 69 mn. P r z e b i e g i z o e d r o m i i z o k l i n u s t a l o n o d r o g ą f o t o g r a f i c z n ą , p r z y czym p o d c z a s r e j e s t r a c j i i z o k l i n z m i e n i a n o k ą t p o l a r y z e o j i ś w i a t ł a mo no chr omat yc zne go co 5 ° , od 0 do 90°

p r z y o b c i ą ż e n i u modelu s i ł ą 100 kG . Z d j ę o i a i z o e dr o m c a ł k o w i t y c h i połówkowych z e s t a w i o n o na r y s . 1 4 . W wy br an yc h p r o s t o l i n i o w y c h p r z e k r o j a c h e l e m e n t u w y k ł a d z i n y o b e j m u j ą c y c h r e j o n k o n c e n t r a c j i n a p r ę ż e ń , wyznaczono s k ła d ow e 6 , 6 1 r p o -

JL Jr X JT

s ł u g u j ą c s i ę met odą r ó ż n i c y n a p r ę ż e ń s t y c z n y c h p r z y w y k o r z y s t a n i u równań r ównowa gi w e w n ę t r z n e j . W t y c h t e ż p r z e k r o j a c h wyzna

czono na p o d s t a w i e h i p o t e z y Hu b e ra n a p r ę ż e n i a z r e d u k o w a n e . P r z y k ł a d o w o na r y s . 15 p r z e d s t a w i o n o j e d e n z o t r z y m a n y c h wy

kr esów n a p r ę ż e ń . Na p o d s t a w i e t y c h b a d a ń można o c e n i ć , że na

p r ę ż e n i a maksymalne s ą od 4 do 6 r a z y w i ę k s z e od n a p r ę ż e ń ś r e d n i c h , n p . d l a n a p r ę ż e n i a ś r e d n i e g o 2 6 , 8 kG/cm^, n a p r ę ż e n i a maksymalne w y n o s i ł y 126 kG/om .

H o s t a t n i m e t a p i e b a d a ń z mę czeni owych p r z e p r o w a d z o n o o b s e r w a c j e p r a c y w y k ł a d z i n na u r z ą d z e n i a c h p r z e m y s ł o w y c h , 'ffynlki t y c h b a dań z e s t a w i o n o na r y s . 16 i 1 7 , n a t o m i a s t na r y s . 1 8 , 19 i 2 0 , p r z e d s t a w i o n o f o t o g r a f i e elementów w y k ł a d z i n , k t ó r e z d j ę t o z k ó ł p ę dn yc h z c h a r a k t e r y s t y c z n y m i p ę k n i ę c i a m i zmęczeniowymi i i n ny mi wadami t e c h n o l o g i c z n y m i .

B a d a n i a r uc ao we p o t w i e r d z i ł y s t w i e r d z e n i e w y n i k a j ą c e z b a d a ń l a o o r s t o r y j c y c h , że w y t r z y m a ł o ś ć zmęczeniowa w y k ł a d z i n J e s t ś c i ś l e z w i ą z a n a z k s z t a ł t e m i wymiarami w y s i a d ł o o r a z l i n y i że n a j n i ż s z ą j e j w a r t o ś ć u z ys k i w a n o d l a g ł ę b o k o ś c i rowka l i n o wego o k o ło 55 mm p r z y w y s o k o ś c i e l e m e n t u 120 mm 1 ś r e d n i c y l i

ny 62 mm ( r y s . 6 ) , n i e z a l e ż n i e od s t o s o w a n e j c z ę s t o t l i w o ś c i zmian o b c i ą ż e n i a i ś r e d n i e g o n a c i s k u p o w i e r z c h n i o w e g o . Wykła

d z i n a z K a u t e x u ' r y s . 1 7 ) , k t ó r ą z d j ę t o z k o ł a pędnego po wy

k o n a n i u p r z e z u r z ą d z e n i e wyciągowe s zy bu I l b o k o ł o 2 4 . lO-1 wy-

(18)

62 J e r g y A n t o n i a k

R y s . 1 4 . Z d j ę c i e f o t o g r a f i c z n e i zo c hr o m w e l e m e n c i e wy k ł a d z i n y

a - i zoc hr omy c a ł k o w i t e , b - i z oc hr omy połówkowe

(19)

B a d a n i a w ł a a n o ś o l n e o h a n l o z n y o h , . « 63

Ry s . 1 5 . Wykresy naprężeń G %t 1 r xJ w wybranym pr z e  kr oj u elementu wy kładz iny o r a z G zx o k r e ś l o n e na po d s t a wi e

h i p o t e z y Hubera

(20)

W yk t. M o d a r- f? 3

S2ybIb, KWKnMakos20wy“

64 J a r e j A n t o n i a k

x ^ °

o B g ^ o u i ] n y j M o u

jo?o->loqś>i6 ]oęojJVU fdiupdJS

p

yp

f t u i z p D j y i . w 9 l D f ) Z D 7

Rys. 16. Wykres trwałości wykładzinyz tworzywaModar-413

(21)

Ba da al a w ł a s n o ś c i Be o ha n lo z ny o h «. 65

g

ObôMOUl] V M O J'jß -sop DM [d iu p ś jf

O/p

dl oh-z

E ŁO

g í§ o

. o ' Ö O ^ O co ë r? ^ ~ -t¡ o*->

. v :

d

~6i

CNI

E

ŁX3

S

•S Scsi

^ E. ąr 4 4 0 tD ^

s _o

(-D O 'xí.C , ot -X T5 * u

c “ O ł.S

O

- ° " ö " ® Q _ II

3 > e s ^ i - e r n r C/j *t/) C N -J- U

£ <

--

" b

(22)

66 J e r z y A n t o n i a k

R y s . 1fi. F o t o g r a f i a e l e m e n t u wykła-iei.iy z K au t ex u z c h a r a k t e r y s t y c z n y m i p ę k n i ę c i a m i zmęozeniowymi, z d j ę t e g o z k o ł a pę d

ne go szybu I l b KWK Makocsow.y a - widok z b o k u , b - widok z g ó r y

(23)

B a d a n i a w ł ą s n o ś o l m e o h a n l o z n y o h . . 67

R y s . 1 9 . F o t o g r a f i a e l e m e n t u w y k ł a d z i n y z tworzywa Modar-R3 z c h a r a k t e r y s t y c z n y m i p ę k n i ę c i a m i zmęozenlowyml , z d j ę t e g o z ko

ł a pęd n e go s z yb u I l b KWK Makoszowy

R y s . 2 0 . F o t o g r a f i a e l e m e n t u w y k ł a d z i n y z gumy Skega z c h a r a k t e r y s t y c z n ą wadą t e c h n o l o g i c z n ą , z d j ę t e g o z k o ł a pędnego s z y

bu I l b KWK Makoszowy

(24)

68 J e r z y A n t o n i a k c ią gów m i a ł a g ł ę b o k o ś ć rowka l i n o w e g o 54 nm. Wymiana wyk ł a d z i n y b a ł a p od yk to wa na s t an em p o w i e r z c h n i rowka l i n o w e g o , po

p r z e c i n a n e j l i o z n y B i i g ł ę b o k i m i p ę k n i ę c i a m i zmęczeni owymi , r y s . 1 8 . O c e n i a s i ę , ż e d l a d a n y c h t e c h n i c z n y c h u r z ą d z e n i a wy

c ią g o w e g o ( r y s . 1 7 ) , l i c z b a z n i a n o b c i ą ż e n i a p o t r z e b n a do wy

w o ł a n i a p ę k n i ę c i a zmęczeni owego o g ł ę b o k o ś c i r z ę d u 10 mm wy

n o s i ł a 2 . 1 0 ^ . Na p o d s t a w i e t e o r i i p o d o b i e ń s t w a mec ha ni oz ne go można w y c i ą g n ą ć w n i o s e k , ż a w s z y s t k i e w y k ł a d z i n y z p r z e b a d a nych tworzyw t e r m o p l a s t y c z n y c h o n i e u s i e c i o w a n i u w budowie mo

l e k u l a r n e j i l i n y t w o r z ą o e u k ł a d y g e o m e t r y c z n i e pokrewne o d e f o r m a c j i r ó w n o m i e r n e j co n a j m n i e j w k i e r u n k u o s i p i o n o w e j , wy

k a ż ą t ą samą n a j n i ż s z ą w y t r z y m a ł o ś ć zmęczeni ową d l a g ł ę b o k o ś c i rowka l i n o w e g o o k r e ś l o n e g o s t o s u n k i e m 5 5 / 1 20 i 5 5 / 6 2 . P o l i mery u s i e c i o w a n e u ż y t e j a k o w y k ł a d z i n y n i e w yk a z a ł y p ę k n i ę ć z mę cz en io wy ch p r z y z n a c z n i e w i ę k s z e j l i c z b i e zmian o b c i ą ż e n i a . P o d c z a s l a b o r a t o r y j n y c h ba d ań zmęczeni owych w y k ł a d z i n r e j e

s t r o w a n o m i e j s c a w k t ó r y c h t w o r z y ł y s i ę p ę k n i ę c i a z mę c ze ni o we , w y n i k i z e s t a w i o n o w t a b . 1 . Na r y s u n k u zami es zc zonym w t a b l . 1 z a z n a c z o n o w a r s t w i c e t e m p e r a t u r o t r z y m a n e p o d c z a s pomiarów (T1 > T 2 > T ^ ) . P o r ó w n a n i e wynikćw z a w a r t y c h w t a b l . 1 o t r z y m a nymi na p o d s t a w i e b a d a ń e l a s t o o p t y c z n y c h p r o w a d z i do w n i o s k u , ż e p r z e s u n i ę c i e m i e j s c w y s t ę p o w a n i a p ę k n i ę ć zmęczeni owych w k i e r u n k u o t w a r c i a rowka l i n o w e g o j e s t spowodowane w y s t ą p i e n i e m w tym r e j o n i e z ł o ż o n e g o s t a n u n a p r ę ż e n i a , z mi aną k r z y w i z n y dna rowka o r a z z mi aną t e m p e r a t u r y samowzbudnej f r y s . 12 o r a z t a b l . 1 ) . L i n a w s k u t e s n i e z n a c z n e g o s p ł a s z c z e n i a o r a z z n a c z n y c n od

k s z t a ł c e ń p r o m i e n i o w y c h w y k ł a d z i n y w tym t a k ż e o d k s z t a ł c e ń t r w a ł y c h f t a b l . 1 ) , s t y k a s i ę z row&iem w y s ł a d z i n y n i e w dwóch p u n k t a c h j a k t o p r z e d s t a w i a j ą z d j ę c i a z r y s . 14, l e c z w co n a j m n i e j c z t e r e c h . P r z e p r o w a d z o n e b a d a n i a zmęczeniowe d o t y c z y ł y p r o c es ó w a d i a b a t y o z n y c h ze wzg lę du na b - a k równowagi t e r m i c z ♦

nej b a d a n eg o e l e m e n t u w y k ł a d z i n y z o t a c z a j ą c y m o ś r o d k i e m , co w y n i k a ł o z z a s t o s o w a n e j c z ę s t o t l i w o ś c i zmian o o c l ą z e n i a p r z e

wie b a d a ń w s p ó ł c z y n n i k i p r z e w o d z e n i a c i e p ł a d i s p o s z c z e g ó l n y c h t worzyw z m i e n i a j ą c e s i ę l i n i o w o od 0 , 3 do 0 , 5 W/m.deg w z a k r e -

(25)

lablica1»Wartośoi średniewymiarówokreślaj&oyohpołożenie pęknięoia zmęczeniowego elementuwykładziny

B a d a n i a w ł a a n o ś o l a e o h a n l o z n y o h . „ . 69

Wartościśrednio

C l o O vi

l o c\¡ O LO

CM r - < r

« M CM o (Ni Csl

m ID

cM »O LO LO

.4 - cm LO LO X

b O t v K)

Cm c\| O -3- CM CM ^í a

b o O 00

i o <r S S

u £

£

rO *r<

CM CM

ID v f CM i 1

cm ro CM W

d £

£ e t 3 CM

cü i d

ID -4 - C v LO

j r £

£

ID t o ID CO

ID ID ID 0 0

ID Lf) LD 00

3 2s i

*

*5 PN

Ía

X0⁾

£

l O

0^¿

i

l E

< t 3 ?1

3 :

f c

(26)

70 J e r z y A n t o n i a k s l e r ó ż n i c y temperatur od 20 do 40 d e g, a d l a wi ę k s z y c h r ó ż n i e t em pe r at u r u s t a l a j ą s i ę na po z io mi e w a r t o ś c i 0 , 5 2 W/m.deg, o pojemność o l e p l n a jed ne go grama przy p * c o n s t , wynosząca o k o ł o 1670 J / k g * d e g , ę g ę s t o ś ć , 10^ k g / n , x g rubo ść e l e - mentu w y k ł a d z i n y , 0 , 0 3 m. I s t o t n ą r o l ę w p r o c e s i e t w o r ze ni a s i ę p ę k n l ę ó zmęczeniowych odgrywa g r a d i e n t t emperatury samo- wz b ud ne j , z a l e ż n y od c z ę s t o t l i w o ś c i zmian o b c i ą ż e n i a , w i e l - k o ś o l o b o l ą ż e n i a w s e n s i e wywołanych naprężeń a t a k ż e od t a - k i o h w i e l k o ś c i c i e p l n y c h tworzywa j ak c i e p ł o w ł a ś c i w e 1 ws pół — o zy n n i k przewodzeni a c i e p ł a o r a z p o d a t n o ś c i r o z p r o s z e n i a ma

t e r i a ł u . I l o ś ć e n e r g i i r o z p r o s z o n e j w p o s t a c i o i e p ł a podczas j ed n eg o c y k l u o b c i ą ż e n i a elementu r e p r e z e n t u j e dynamiczna p ę t  l a h l s t e r e z y . Przykładowo na r y s . 21 pr z e d s ta w i o no uzyskane z badań p ę t l e h l s t e r e z y przy wolno zmienianym o b c i ą ż e n i u . B n er - g i a r o z p r o s z o n a powoduje wzrost t em p e r a t u r y , k t ór e g o w i e l k o ś ć b ę d z i e z a l e ż e ć od p o j emn oś c i o i e p l n e j e le mentu w y k ł a d z i n y . P r z y od|ągłjB o b o l ą ż e n l u t ę t n i ą c y m temperatura może o s i ą g n ą ć w a rt o ść s t a n u u s t a l o n e g o , z a l e ż n ą od s z y b k o ś c i s t r a t c i e p ł a na o t o o z e - n l e . Przykładowo b l o r ą o pod uwagę tworzywo GSz o p o d a t n o ś c i r o z p r o s z e n i a przy ś c i s k a n i u rz ędu 1,0.10"-* om2/ k G , k t ó r e J e s t poddane na pr ę że n iu t ę t nl ą oe mu z o z ę s t o t l i w o ś o i ą 0 , 6 5 Hz i przy n a p r ę ż e n i u szczytowym 130 kG/om^ o r a z średnim 2 6 , 8 kG/cm2 , e n e r g i a r o z p r o s z o n a w o i ą g u sekundy 1 na 1 om'* b ę d z i e wynosi ć o dpo wi edn io : 3 , 3 5 i 0 , 1 2 5 J , a ponieważ pojemność c i e p l n a t e g o tworzywa wy n osi ok oł o 2 , 0 J / g . d e g , zatem t emperatura w m ie j s c u k o n o e n t r a o j i naprężeń powinna p o d n o s i ć s i ę z s z y b k o ś c i ą oko ł o 1 , 6 7 1° / s , na t omi as t w mi ej so u naprężeń ś r e d n i o h z s z y b k o ś o i ą 0 , 0 6 2 5 1 ° / s , gdyby n i e b y ł o s t r a t c i e p ł a na o t o o z e n i e . P o n i e  waż opór c i e p l n y badanych tworzyw J e s t duż y, zatem d yf u zj a wy

t w or z on e j l o k a l n i e e n e r g i i w r e j o n a c h s p i ę t r z e n i a naprężeń od

bywa s i ę bardzo wolno w g ł ą b m a t e r i a ł u , r y s . 9 , 10, 11 i 12.

N a s t ę p u j e Jak gdyby zamrożenie stanu naprężeń elementu wykła

d z i n y w p o s t a c i r o z k ł a d u p o l a t e m pe r at u r. Z k o l e i temperatura t a powoduje w badanym e l e m e n c i e wykładzi ny z tworzywa t e rm o pl a  s t y c z n e g o l o k a l n e zmiany i c h w ł a s n o ś o i mechanicznych, a przede ws z ys tk im l e p k i e g o p ł y n i ę o i a . I nt en sy wnoś ć wz ros tu temperatu

r y j e s t tym w i ę k s z a , im wi ęks za j e s t c z ę s t o t l i w o ś ć zmian o b c i ą -

(27)

g"][k6/crr$

B a d a n i a w ł a s n o ś c i m e c h a n i c z n y c h . . 71

CD QC

Cci k

~ aa

o N S 0 2 c o ID CL

yr

rn m Cn-51

Rys. 21. Pętle histerezysprężystej tworzywsztuoznyohstosowanychjakowykładziny kół pędnych

(28)

72 J e r z y A n t o n i a k ż e n i ą ( r y s . 5 , 10 i 1 1 ) , a n i e z n a c z n e z w i ę k s z e n i e c z ę s t o t l i w o ś c i z 0 , 3 na 0 , 5 3 Hz (w tym p r z e d z i a l e c z ę s t o t l i w o ś c i odbywa s i ę o b c i ą ż a n i e w y k ł a d z i n na u r z ą d z e n i a c h p r z e m ys ł ow y ch ) w tem

p e r a t u r a c h o t o c z e n i a o k o ł o 20°C i odpowiednim o k r e s i e o z a s u p r z y c z y n i a s i ę do zmiany w ł a s n o ś c i i z o t r o p o w y c h m a t e r i a ł u na a n i z o t r o p o w e powoduj ąc e o b n i ż e n i e w y t r z y m a ł o ś c i zmęczeni owej w y k ł a d z i n . P r z e p r o w a d z o n e w r amach t e j p r a c y b a d a n i a z mę c z e n i o we na o b ro to we z g i n a n i e p r ó o e k wykonanych z t y c h samych tworzyw s z t u c z n y c h , w y k a z a ł y , że w y t r z y m a ł o ś ć zmęczeniowa n i e k t ó r y c h tworzyw np. Modaru-R3 z n a c z n i e w z r a s t a w p r zy p a d k u s t o s o w a n i a o d p o w i e d n i c h p r z e r w cz as owy ch w p r o c e s i e o b c i ą ż a n i a p r ó b k i , n a t o m i a s t i n n y c h tworzyw n p. RB n i e z n a c z n i e m a l e j e .

Wart o t u t a j z w i ó c i ć uwagę na t o , że w y d z i e l o n e c i e p ł o w wy

n i k u t a r c i a l i n y pc w y k ł a d z i n i e k o ł a pędnego j e s t p o o h ł a n i a c e p r z e d e w s z y s t k i m p r z e z s t a l o w ą l i n ę ze wz gl ę du na w i ę k s z ą r ó ż - n l o ę t e m p e r a t u r i o k o ł o 120 r a z y w i ę k s z y w s p ó ł c z y n a i k pr zewod

n o ś c i c i e p l n e j od w s p ó ł c z y n n i k a p r z e w o d n o ś c i tworzywa wy kł a d z i n y .

Na p o d s t a w i e u z y s k a n y c h wyników z p r z e p r o w a d z o n y c h b ad a ń zmę

c z e n i o w y c h n i e k t ó r y c h m a t e r i a ł ó w u ż y t y o h na w y k ł a d z i n y w n a p ę d a c h c i e r n o - c i ę g n o w y c h można wy c i ąg n ą ć n a s t ę p u j ą c e w n i o s k i : 4 . 1 - w y t r z y m a ł o ś ć zmęczeniowa t e r m o p l a s t y c z n y c h tworzyw s z t u c z

nych o n i e u s i e c i o w a n i u w budowie m o l e k u l a r n e j z a l e ż y wy

r a ź n i e od c z ę s t o t l i w o ś c i zmian o b c i ą ż e n i a , co wi ąże s i ę ze znacznym na gr ze wa ni em s i ę p r ó b e k , w s k u t e k n i e o d w r a c a l nych p r z e m i a n e n e r g e t y c z n y c h z w i ą z an y c h ze z j a w i s k i e m h i - s t e r e z y^,

4 . 2 w y t r z y m a ł o ś ć zmęczeniowa tworzyw s z t u c z n y c h s to s o wa n y c h j a k o o k ł a d z i n y w y r a ź n i e z a l e ż y od programowyoh pr z e r w w p r o c e s i e o b c i ą ż a n i a , p r z y czym w i ę k s z o ś ć z p r z e b a d a n y o h tworzyw w y k az u j e w z r o s t w y t r z y m a ł o ś c i z m ę c z e n i o w e j , 4 . 3 - w y t r z y m a ł o ś ć zmęozeniowa elementów w y k ł a d z i n w i s t o t n y

s p o s ób z a l e ż y od k s z t a ł t u i wymiarów p r ó b e k . Wytworzony s t a n n a p r ę ż e n i a i o d k s z t a ł c e n i a w e l e m e n c i e w y k ł a d z i n y c h a r a k t e r y z u j e s i ę l o k a l n y m i zwyżkami w a r t o ś c i n a p r ę ż e ń

(4 do 6 r a z y w i ę k sz ym i od ś r e d n i c h ) zmiennych w o z a s i e w

(29)

B a d a n i a w ł a s n o ś c i m e c h a n l c z n y c n . 73 p o b l i ż u I s t o t n y c h zmian k r z y w i z n y dna rowka l i n o w e g o . Zmiany k r z y w i z n y s ą tym i s t o t n i e j s z e , gdyż o p r ó c z z n a c z n y c h o d k s z t a ł c e ń s p r ę ż y s t y c h dna rowka l i n o w e g o b ada ne m a t e r i a ł y w y k a z u j ą duże o d k s z t a ł c e n i a t r w a ł e . N a j n i ż s z ą w y t r z y m a ł o ś ć zmęczeni ową w y k ł a d z i n y o t r z y m u j e s i ę d l a o k r e ś l o n e g o s t o s u n k u c h a r a k t e r y s t y c z n y c h wymiarów rowka l i n o w e g o i obu elementów k o n s t r u k c y j n y c h - w y k ł a d z i n y i l i n y , o d p o wi e d n i o 5 5 /1 2 0 i 5 5 / 6 2 .

4 . 4 - z n i s z c z e n i e zmęozeniowe w y k ł a d z i n y J e s t wywołane zmien

nym o b c i ą ż e n i e m promieniowym wy n i ka ją cym z o s c i 3 k u l i n y , n a t o m i a s t wpływ o b c i ą ż e n i a s t y c z n e g o w y k ł a d z i n y j e s t p o - m l j a l n y .

5 . Porównawcze o k r e ś l e n i e t r w a ł o ś c i w y k ł a d z i n

W tym z a k r e s i e o p a r t o s i ę na wyn i ka c h u z y s k a n y c h z ba d ań e k s p l o a t a c y j n y c h p r z e p r o w ę d z o n y c h na k o p a l n i Mekoszowy z e s t a w i o nych na r y s . 16 i 17. Na t e j k o p a l n i w 1967 r o k u na k o l e pę d

nym s zy b u I l b z a ł o ż o n o c e i e m p r ó b w y k ł a d z i n ę w j e d n e j d r u g i e j s k ł a d a j ą c ą s i ę z E a u t e x u i Modaru-R3. W y k ła d zi na t a p r a c o w a ł a o k o ł o j e d n e g o r o k u p r z y wykonanej l i c z b i e wyciągów 2 4 . 1 0 /ł.

Z g ł ę b i e n i s rowka l i n o w e g o w c z ę ś o i w y k ł a d z i n y z tworzywa Ka u- t e x w y n i o s ł o 2 0 , 4 mm, n a t o m i a s t w c z ę ś c i w y k ł a d z i n y z t w o r z y wa Mcder-flJ ś r e d n i o 19 , 1 mm. R z e c z y w i s t a g ł ę b o k o ś ć rowka l i n o wego w o k r e s i e z d j ę c i a w y k ł a d z i n y z k o ł a pędnego w y n o s i ł a 54 mm, a r ó ż n i c e w u b y t k a c h w y n i k ł y z k o r e k c j i rowka l i n o w e g o . P r a c a t a r c i a o d n i e s i o n a do 1 c nr z u ż y t e j w y k ł a d z i n y w y n o s i ł a d l aO

■s O

tworzywa K a u t e x 6 , 8 Tm/car*, a d l a tworzywa K o da r -R J 7 , 3 Tm/cm . Z k o l e i 9 . 6 . 1 9 6 8 r o k u na tym samym k o l e pędnym z a ł o ż o n o wy k ł a d z i n ę gumową S k e g a , k t ó r ą z d j ę t o 1 3 . 9 . 1 9 6 8 r o k u w s ku t e k nad

m ie r n e g o b o c zn eg o w y t a r c i a . W o k r e s i e cym u r z ą d z e n i e wyciągowe wykonało o k o ł o 6 , 2 . 1 0 ^ wyci ągów, r y s . 1 7. P r a c a t a r c i a o d n i e s i o n a do 1 om-5 z u ż y t e j w y k ł a d z i n y w y n o s i ł a d l a p i e r w s z y c h 15000 wyciągów 1 , 2 4 Tm/cm-5, w d a ls z ym o k r e s i e w z r o s ł a do 3 Tm/

cm-5. N a l e ż y t u t e j p o d k r e ś l i ć t o , że w y k ł a d z i n a t a poddana d ł u g o t rw ał y m badaniom zmęczeniowym na s t a n o w i s k u l a b o r a t o r y j n y m n i e wy k a z a ł a ż a d n y c h p ę k n i ę ć zmę cz en i owyc h. E l e m e n t y t e j w y k ł a -

(30)

74 J e r z y A n t o n i a k d ż i n y wykonane w p o s t a c i bloków m i a ł y t a k ż e wadę t e c h n o l o g i c z n ą w y n i k a j ą c ą ze z ł e j w u l k a n i z a c j i , r y s . 2 0 . Na k o l e pędnym s z y b u I l b od 1 3 . 9 . 6 8 r o k u p r a c u j e do c h w i l i o b e c n e j w y k ł a d z i n a z tworzywa Modar- R3. Tworzywo s z t u c z n e Modar-R3 z a s t o so wa n o J a k o w y k ł a d z i n ę na k o l e pędnym s zy bu I b , r y s . 16. Wyk ła d zi na t a p r a c u j e od 4 . 1 2 . 1 9 6 7 r o k u do c h w i l i o b e c n e j . W tym o k r e s i e c z a s u u r z ą d z e n i e wyciągowe wykonało o k o ł o 3 0 . lO^ wyciągów.

r 3

Ś r e d n i a p r a c a t a r o i a z u ż y t a na w y t a r c i e 1 c a r w y k ł a d z i n y wyno- s i o k o ł o 1 6, 0 Tm/om , n a t o m i a s t w o k r e s i e od 1 . 7 . 1 9 6 8 do 3 . 1 1 . 1968 r o k u w y n o s i ł a 1 7 , 2 Tm/cm'5. Otrzymane w a r t o ś c i p r a c y t a r c i a o d n i e s i o n e j do 1 om 3 z u ż y t e j w y k ł a d z i n y s ą b a r d z o wysoki e i p r z e s z ł o d w u k r o t n i e w i ę k s z e od o t r z y m a n y c h d l a sz ybu I l b d l a tworzywa Modar-R3 i k i l k a k r o t n i e w i ę k s z e od o t r z y m a n y c h d l a tworzywa S k e g a .

R ó ż n i c e t e mogą w yn i ka ć p r z e d e w s z y s t k i m z w i ę k s z y c h n a c i s ków p o w i e r z c h n i o w y c h w y s t ę p u j ą c y c h na k o l e pędnym szybu I l b a t a k ż e z ni ezr ównoważonego k r ę c e n i a s i ę l i n y n o ś n e j w yn i k ł e g o z z a s t o s o w a n i a w tym s z y b i e s k i p u i p r z e c i w c i ę ż a r u .

P r z e p r o w a d z o n e b a d a n i a z u ż y c i a elementów w y k ł a d z i n y z r ó ż nych tworzyw s z t u c z n y o a na ś c i e r a n i e p r z y r ó ż n y c h n a c i s k a c h p o w i e r z c h n i o w y c h w y k a z a ł y , że n a j b a r d z i e j odpornym Cw warun

k a c h l a b o r a t o r y j n y c h ) J e s t tworzywo S k e g a , n a s t ę p n i e Modar-R3, K a u t e x , PCW-W4 i J ako o s t a t n i e RB. Wy niki t e J ed na k n i e z n a l a z ł y p o t w i e r d z e n i a w b a d a n i a c h e k s p l o a t a c y j n y c h w k t ó r y c h n a j b a r d z i e j odpornym tworzywem na ś c i e r a n i e o k a z a ł s i ę Modar-R3.

Z b a d a ń r uohowych w y n i k a , że ś c i e r a n i e rowka l in o w e g o wykł a

d z i n z tworzywa Modar-R3 i K a u t e x p r z e b i e g a z byt wolno s z c z e g ó l n i e w z a k r e s i e o k r eś l o ny m s t o s u n k i e m 5 5 / 1 2 0 i 5 5 / 6 2 , co u ł a t w i a p r z e d w c z e s n e z n i s z c z e n i e zmęczeniowe w y k ł a d z i n y . P r a g nąc u z y s k a ć w i ę k s z ą t r w a ł o ś ć w y k ł a d z i n y n a l e ż a ł o b y w podanym wyżej z a k r e s i e g ł ę b o k o ś c i rowka l i n o w e g o p r z y s p i e s z a ć j e g o ś c i e r a n i e p r z e z s t o s o w a n i e o p e r a c j i p r z e t a c z a n i a r owk a .

Z a s t o s o w a n i e w y k ł a d z i n z tworzyw mało o dp or nyoh na n i e w i e l k i e zmiany t e m p e r a t u r y samowzbudnej p r z y nawet ś r e d n i c h n a c i s k a c h i s tos unkowo d u ż e j i n t e n s y w n o ś c i wydobyci a powoduje s z y b k i e n i s z c z e n i e w y k ł a d z i n i t a k n p . na s z y b i e I l b k o p a l n i Mako- szowy w y k ł a d z i n a z PCW-W4 p r a c o w a ł a z a l e d w i e 16 g o d z i n , na ko

(31)

B a d a n i a w ł a s n o ś c i m eo h an l oz ny o h. 75 p a l n i Knurów p o ś l i z g n i e s p r ę ż y s t y l i n y k t ó r y m i a ł m i e j s c e na d ł u g o ś c i o k o ł o 30 m spowodował z n l s z o z e n l e c a ł e j w y k ł a d z i n y

z tworzywa RB, na t e j samej k o p a l n i po o k o ł o 100 w y c i ą g a c h t r z e b a b y ł o wymi eni ó nową w y k ł a d z i n ę z tworzywa RB r o z w a r s t w i o ną p r z e z smar k o n s e r w a c y j n y l i n y .

6 . Pwagl końoowe

P r z y d o b o r z e tworzyw s z t u o z n y o h na o k ł a d z i n y k ó ł pęd n yc h n a l e ż y u w z g l ę d n i ó :

- w i e l k o ś ó ś r e d n i e g o n a c i s k u p o w i e r z c h n i o w e g o l i n y na ż ł o b e k , p r z y czym tworzywo Modar-R3 i K a u t e x może być s t o s o w a n e do n a c is k ó w r z ę d u 25 tół/cm p z równoozesnym l i c z e n i e m s i ę , że n a s t ą p i s z y b k i e n i s z c z e n i e zmęczeniowe w y k ł a d z i n y , tworzywa PCWrfff4 i RB mogą byó b e z p i e c z n i e s t o s o w a n e w z a k r e s i e n a c i

sków do 10 kG/om2 p r z y m a ł e j o z ę s t o t l i w o ś c i zmian o b c i ą ż e n i a , m n i e j s z e j od 0 , 3 Hz , n a t o m i a s t tworzywa gumowe j a k Ske ga l u b t aś ma p r z e n o ś n i k o w a mogą byó s t o s o w a n e w z a k r e s i e n ac is kó w do 15 kG/om2 1 d u ż e j c z ę s t o t l i w o ś c i zmian o b c i ą ż e n i a , - c z ę s t o t l i w o ś ć zmian o b c i ą ż e n i a element ów w y k ł a d z i n y , k t ó r a

z a l e ż y od g ł ę b o k o ś o i s z y b u , ś r e d n i c y k o ł a p ę d n e g o , p r ę d k o ś o i j a z d y i l i o z b y wyciągów na zmianę l u b d o b ę . W s z e l k i e p r ze r w y w r u c h u u r z ą d z e n i a w z a s a d z i e p r z y c z y n i a j ą s i ę do z w i ę k s z e n i a w y t r z y m a ł o ś c i z mę cz eni owe j w y k ł a d z i n ,

- w i e l k o ś ó zmian t e m p e r a t u r y o t o c z e n i a , p r z y w y s o k i c h t e m p e r a t u r a c h n a j l e p s z e w ł a s n o ś c i m ec h an ic z ne w y k a z u j ą w y k ł a d z i n y

z tworzywa na b a z i e gumy,

- z e s p ó ł w ł a s n o ś c i m e c h a n i c z n y c h , t e r m i c z n y c h i c h em i c z n y c h tworzywa m a j ą cy c h d o d a t n i wpływ na w s p ó ł p r a c ę w y k ł a d z i n y z l i n ą . Do n a j w a ż n i e j s z y c h w i e l k o ś c i n a l e ż ą : t w a r d o ś ć w s t o p n i a c h S h o r e a , k t ó r a p owi nna w y n o s i ć o k o ł o 9 0 ° , moduł s p r ę ż y s t o ś c i p o d ł u ż n e j i p o p r z e c z n e j w s p ó ł c z y n n i k l e p k o ś c i dy

n a m i c z n e j , w s p ó ł c z y n n i k p r z e w o d z e n i a c i e p ł a , o i e p ł o w ł a ś c i w e , o d p o r n o ś ć na zmiany m ec ha no o he mi c zn e , o d p o r n o ś ć na s t a r z e n i e , d z i a ł a n i e smarów i w z g l ę d n i e w y s o k i c h t e m p e r a t u r , o d p o r n oś ć na s z y b k i e ś c i e r a n i e i z n i s z c z e n i e zmę cz eni owe ,

(32)

76 J e r z y A n t o n i a k - u z y s k i w a n ą d l a d a n e j p a r y t r ą c e j w i e l k o ś ć w s p ó ł c z y n n i k a

s p r z ę ż e n i a , p r z y czym s z e r o k i e b a d a n i a p r z e p r o w a d z o n e w l i c z nych k r a j a c h w s k a z u j ą na t o , że t worzywa na b a z i e gumy wyka

z u j ą w i ę k s z ą s t a ł o ś ć w s p ó ł c z y n n i k a t a r c i a w c z a s i e od two

rzyw na b a z i e p o l i c h l o r k u w i n y l u , - d o b r ą o b r a b i a l n o ś ó t w o r zy w a,

- m ożl iw oś ć w y s t ę p o w a n i a wad m a t e r i a ł o w y c h np. n i e w ł a ś c i w a w u l k a n i z a c j a wa rs tw t w o r z y w a , p u s t e p r z e s t r z e n i e w m a t e r i a l e , r y s y I t p . , k t ó r e t o wady p r z y c z y n i a j ą s i ę do s z y b k i e g o z n i s z c z e n i a w y k ł a d z i n y ,

- r o d z a j u r z ą d z e n i a wy c ią go we go , j e d n o l u b w i e l o l i n o w e .

N a l e ż y z a z n a c z y ć , że d o t y c h c z a s n i e u d a ł o s i ę wyprodukować t a k i e g o tworzywa s z t u c z n e g o , k t ó r e g o w ł a s n o ś c i m e c h a n i c z n e i i n ne w p e ł n i odpowie l a ł y b y wymaganiom sta wi an ym p r z e z w s p ó ł p r a c ę l . n y z w y k ł a d z i n ą , s z c z e g ó l n i e w c i ę ż k i c h w ar unka ch p r a c y n p , p r z y d u ży c h n a c i s k a c h p o w i e r z c h n i o w y c h i c z ę s t o t l i w o ś c i a c h zmian o b c i ą ż e n i a . Tym n i e m n i e j t wor zy w a: Moda r- R3 , K a u t e x , TP-OPB i i n n e na b a z i e gumy, mogą z a d o w a l a j ą c o s p e ł n i a ć w pew

nych z a k r e s a c h n a c is k ó w i c z ę s t o t l i w o ś c i zmian o b c i ą ż e n i a r o l ę w y k ł a d z i n k ó ł p ę d n y c h maszyn wy c iągowych.

LITERATURA

i i ] ANTONIAK J . i i n n i : B a d a n i a d o t y c z ą c e s i ł y t a r c i a l i n y po w k ł ad k ao h w y k ł a d z i n k ó ł p ę d n y c h . K a t e d r a 1.1 a s zyn G ó r n i c z y c h P o l . Ś i . G l i w i c e , s t y c z e ń 1967 r .

[2] ANTONIAK J . 1 i n n i : Modele m ec h a n i c z n e s y m u l u j ą c e p o l i m e r y s t o s o w a n e j a k o o k ł a d z i n y k ó ł p ę d n y c h . K a t e d r a Maszyn G ó r - n i o z y c h P o l . Ś l . G l i w i c e , c z e r w i e c 1967 r .

[3] FERRY J . D . : L e p k o s p r ę ż y s t o ś ć p o l i m e r ó w . WNT 'Warszawa 1965 r . fVj SIRICH F . R . i i n n i : R h e o l o g y . Aoademio P r e s s . New York and

London 1960 r ,

[5] DYLĄG Z . , ORŁOŚ Z . : W y t r z y m a ł o ś ć zmęczeni owa m a t e r i a ł ó w . WNT Warszawa 1962 r „

(ój K03TECKI K. i i n n i : P r a c e badawcze K a t e d r y Maszyn G ó r n i c z y c h P o l . ¿ 1 . G l i w i c e 1 9 6 8 -6 9 r .