Pereosnastka.ru
Обработка дерева и металла
Склеивание как метод восстановления неподвижных соединений широко применяется при ремонте оборудования. Оно отличается простотой технологии, низкой себестоимостью, прочностью и достаточной надежностью соединения, а соединение деталей-компенсаторов износа небольшой толщины в большинстве случаев возможно только склеиванием. Этим способом заделывают трещины в корпусных деталях и накладывают заплаты, заделывают забоины и ликвидируют задиры на направляющих поверхностях оборудования, устанавливают детали-компенсаторы износа цапф, валов и шеек шпинделей, приклеивают тонкостенные втулки в конусные отверстия шпинделей и пинолей задних бабок, восстанавливают резьбовые соединения, ремонтируют колодочные и конусные фрикционные муфты, восстанавливают изношенные отверстия шкивов и маховиков, выполняют много других работ. Клеевой шов непроницаем и не разрушается от воздействия кислорода воздуха, воды, минеральных масел. Склеенные детали можно обрабатывать на металлорежущих станках с применением охлаждающей жидкости и всухую.
При ремонте применяют много различных клеев, отличающихся по своему составу и физико-механическим свойствам; к ним относятся карбинольный клей, клей БФ, эпоксидные клеи и др.
В последнее время с успехом применяется в ремонтной практике эпоксидный клей.
Основные составляющие эпоксидного клея — эпоксидная смола ЭД-16 или ЭД-201 ГОСТ 10587—72 и др., которая берется в количестве 80—100 мае. ч. и отвердитель — полиэтиленполиамин, который берется от до мае. ч. В состав клея вводится еще 10—16 мае. ч. пластификатора — дибутилфталата ( ГОСТ 2102—67), он уменьшает хрупкость, повышает ударную вязкость и эластичность клеевой пленки. Механическая прочность склеивания этим клеем повышается, если ввести в его состав 20—60 мае. ч. какого-нибудь наполнителя типа металлических порошков из чугуна, стали, бронзы, алюминия или цемент, фарфоровую муку, кварцевую муку, графит и др.
Этот клей отвердевает при комнатной температуре за 24 ч, а при температуре в 60 °С — за ч.
Эпоксидная смола быстро затвердевает при введении в нее отвер-дителя (через 25—40 мин), а смесь смолы с пластификатором и наполнителем, но без отвердителя может храниться в закрытой посуде в течение года.
Приготовленный клей нужно сразу же наносить на тщательно подготовленные склеиваемые поверхности, иначе он может отвердеть и оказаться непригодным для склеивания.
Предел прочности при сдвиге склеенных металлов стали со сталью 30 МПа (300 кгс/см2), стали с чугуном или чугуна с чугуном МПа (200 кгс/см2), стали с бронзой или бронзы с бронзой ;МПа (130 кгс/см2).
Механическая прочность клеевого соединения зависит как от качества приготовленного клея, так и от качества подготовленных к склеиванию поверхностей, причем наиболее прочным получается соединение поверхностей слегка шероховатых, соответствующих 4-му и 5-му классам шероховатости, к тому же тщательно обезжиренных.
Механическая прочность металлических деталей, склеенных эпоксидным клеем, не снижается при повышении их температуры до 100 °С.
Технологический процесс склеивания эпоксидным клеем включает операции, выполняемые в такой последовательности:
— подготовка поверхностей под склеивание, т. е. обработка их на металлорежущем станке, зачистка и обезжиривание; подготовка клея;
— нанесение клея на склеиваемые поверхности; совмещение склеиваемых поверхностей; удаление излишнего клея с деталей;
— выполнение действий, необходимых для проведения выдержки соединенных деталей в соответствии с выбранным режимом (температура, длительное выдержки и т. д.); контроль качества клеевого шва; обработка деталей после склеивания.
Гладкие поверхности деталей перед склеиванием зачищают наждачной бумагой № 80—150, после этого их протирают тампоном из светлой ткани, смоченным в растворителе — авиационном бензине Б-30, ацетоне или спирте. Протирку заканчивают, когда на тампоне, проведенном по обезжиренной поверхности, не остается темных следов. Особенно тщательно необходимо обезжиривать поверхности чугунных деталей.
Простым способом контроля качества подготовленной к склеиванию поверхности является проба каплей воды: если вода расплывается и смачивает поверхность, то сцепление последней с эпоксидным Клеем будет хорошим.
Если нужно получить менее прочное соединение, например в случае посадки втулок, которые при последующем ремонте выпрессовывают, или при установке подшипников качения в изношенное гнездо корпуса, которые также в дальнейшем разбирают, посадочные поверхности в корпусных деталях подготовляют менее тщательно.
Подготовку поверхностей к склеиванию заканчивают за мин до склеивания; это необходимо для того, чтобы с поверхностей обезжиренных деталей испарился растворитель. К обезжиренным поверхностям нельзя прикасаться руками.
После подготовки на склеиваемые поверхности наносят слой клея толщиной около 0,1 мм. Склеиваемые плоские поверхности должны по возможности находиться в горизонтальном положении, чтобы с них не стекал клей. Те” участки поверхностей, которые не подлежат склеиванию, покрывают разделительным слоем резинового клея, воска или мыла.
Совмещение поверхностей деталей при склеивании должно быть таким, чтобы обеспечивалось не только точное наложение их друг на друга, но также следующее:
— вытеснение пузырьков воздуха из пространства между склеиваемыми поверхностями;
— равномерное распределение клея по шву;
— исключение самопроизвольного смещения одной детали относительно другой во время затвердения клея.
При склеивании эпоксидным клеем соединяемые тонкие детали желательно прижать друг к другу под давлением до МПа (50 кгс/см2).
Меры безопасности при работе полимерными материалами. Быстротвердеющие пластмассы не токсичны, т. е. не ядовиты, однако в процессе приготовления композиции они выделяют резкий запах. Поэтому приготовление композиции следует производить в вытяжном шкафу.
Жидкий компонент хранить в герметично закупоренной посуде.
Вспомогательные материалы (бензин, ацетон) хранить в специальной таре.
При подготовке композиций и заливке деталей, соблюдать правила пожарной безопасности V
Необходимо соблюдать правила личной гигиены. При случайном попадании смолы или отвердителя клея на кожные покровы обязательно эти места мыть горячей водой с мылом.
Для защиты рук рекомендуется применять резиновые перчатки и защитные пасты типа мази Селипского.
Хранение и прием пищи, а также курение в рабочих помещениях запрещается.
Источник
Восстановление деталей полимерными материалами
Ремонт деталей полимерными материалами (пластмассами) прост, экономичен и надежен. Ими можно наращивать поверхности для создания натяга в соединении или износостойкого покрытия, заделывать трещины и пробоины, склеивать детали, выравнивать поверхности, герметизировать соединения, надежно закрывать поры в любых деталях, даже в труднодоступных местах. Клеевые составы и пластмассы в ряде случаев успешно заменяют сварку и пайку, хромирование и осталивание, а иногда являются единственно возможными средствами восстановления.
Применяемые в ремонте пластмассы можно разделить на две группы. К первой относятся термореактивные (реактопласты), т.е. пластмассы, которые отвердевают и теряют свои пластические свойства при нагреве. Используют их в виде различных композиций (в жидком или пастообразном состоянии) для наращивания, склеивания, герметизации, заделки трещин и пробоин. Эти композиции составляются преимущественно на основе различных смол.
Вторую группу составляют термопластические пластмассы (термопласты), которые при нагреве не отвердевают и сохраняют свои пластические свойства. Применяют их для наращивания и изготовления различных деталей. К ним относятся полиамиды П68, АК-7, капрон и др.
Жидкие клеевые составы. Клеи типа БФ представляют собой спиртовые растворы термореактивных смол. Клей БФ-2 используется для склеивания и наращивания металлических деталей, работающих при температуре 60. 80 °С и выше, а БФ-4 — в тех случаях, когда требуется большая эластичность и высокая стойкость к вибрациям. Клей БФ-6 применяют для склеивания металлов с пластмассами и тканями. Соединения, выполненные этими клеями, устойчивы по отношению к воде, холоду, действию нефтепродуктов, а также к действию кислот ниже 20 %-ной концентрации. Эти клеи являются хорошими диэлектриками и поставляются в готовом виде, что очень удобно.
Раствор клея не должен содержать нерастворимых частиц, а при выливании на стекло он должен давать ровную однородную пленку. Пленка этого клея имеет высокую адгезию (сцепление с поверхностью) к металлу, обладает хорошей эластичностью и прочностью на растяжение, выдерживает высокие удельные давления, значительные ударные нагрузки, маслостойка. После ее нанесения поверхности деталей не требуют обработки и, кроме того, не подвергаются фреттинг-коррозии. Клей ГЭН-150В является хорошим диэлектриком. Этот клеевой раствор применяется как для наращивания, так и для склеивания деталей. Высокая адгезия, эластичность, вибростойкость и маслостойкость придают пленке хорошие герметизирующие свойства, поэтому клей широко применяется для уплотнения различных полостей, для пропитки уплот-нительных прокладок и т. п. Наиболее целесообразная толщина наращиваемого слоя составляет не более 0,20 мм.
Клей ВС-ЮТ’представляет собой раствор синтетических смол в органических растворителях. Он применяется для наращивания и склеивания различных металлов и неметаллических материалов в любом сочетании. Пленка этого клея обладает высокой термостойкостью. Полученные соединения могут выдерживать температуру 200 °С до 5 ч. Клей ВС-ЮТ устойчив против воды, холода, нефтепродуктов, огнестоек. При ремонте тепловозов он успешно применяется для приклеивания фрикционных накладок муфт сцепления. Поставляется клей в готовом виде.
Пастообразные клеевые составы. Отвердитель в состав пасты вводится для превращения ее из тестообразного состояния в необратимое твердое; пластификатор увеличивает эластичность пленки, повышает ее ударную вязкость и стойкость к температурным колебаниям. Наполнители добавляются для повышения механической прочности и теплостойкости клеевого состава, снижения усадки и приближения коэффициентов термического расширения пасты и восстанавливаемой детали. Введение наполнителей снижает стоимость паст.
Для приготовления пасты эпоксидную смолу подогревают до 120. 160°С и выдерживают при этой температуре некоторое время, чтобы удалить влагу. Затем вводят пластификатор и массу тщательно перемешивают. В процессе перемешивания добавляют наполнители. В течение 10. 15 мин поддерживают температуру 80.100°С и только после этого массу охлаждают до 20 ± 5″С. Отвердитель холодного отвердевания (полиэтиленполиамин) вводят, тщательно перемешивая массу, непосредственно перед применением пасты, так как примерно через 30 мин после введения отвердителя паста начинает затвердевать. Полное отвердение пасты при температуре 20″С происходит в течение 24.70 ч, а при температуре 80. 100 °С это время сокращается до 1. 5 ч. Прогревать пасту открытым огнем нельзя. Клеевой состав без отвердителя можно хранить неограниченное время. Пасты чаще всего применяют для заделки трещин и пробоин, наращивания поверхностей деталей для устранения неровностей (забоин, вмятин, задиров и т. п.).
Порошковые термопласты. В ремонтной практике для нанесения покрытий нашли применение следующие термопласты.
Капрон — представитель полиамидных смол. Применяется для изготовления различных подшипников, шестерен и других деталей, а также для нанесения износостойких и декоративных покрытий на металлические поверхности. Этот термопласт недефицитен, имеет хорошие физико-химические свойства. Одно из наиболее ценных свойств капрона — высокая износостойкость и малый коэффициент трения. Температура плавления равна 215 «С. При температурах ниже нуля он приобретает повышенную жесткость. Капрон стоек к щелочам, маслам, ацетону, бензину и имеет хорошие диэлектрические свойства. Капрон имеет низкую теплопроводность — примерно в 250.300 раз меньше, чем металлы и высокий коэффициент линейного расширения — примерно в 10 раз больше, чем у стали.
Поставляется в виде гранул размером 7. 8 мм. Для размельчения гранул используют шаровую мельницу, в которую засыпают капроновую крошку и измельченную твердую углекислоту («сухой лед») с температурой кипения минус 78,5 °С. Капрон при такой температуре становится хрупким и легко перемалывается в порошок.
Термопласт ПФ11-12 представляет собой порошкообразную смесь, состоящую из 54% поливинилбутиралевой смолы, 23% графита, 21% идитола и 2% уртопина. Температура плавления порошка 210. 220 °С. Этот термопласт применяется при газопламенном нанесении покрытий на поверхность деталей для их наращивания, устранения вмятин, углублений, неровностей и других повреждений.
Склеивание деталей. Опыт показывает, что прочность клеевого соединения деталей зависит главным образом от качества подготовки склеиваемых поверхностей, толщины клеевого слоя — с уменьшением его толщины прочность клеевого шва повышается, а также от площади прилегания двух деталей и режима термообработки в период отвердевания клеевого шва.
Увеличение площади прилегания склеиваемых поверхностей достигается созданием на них шероховатости и обжатием деталей в специальных приспособлениях. Усилие обжатия зависит от материала и гибкости деталей. Склеенные детали рекомендуется подвергать эксплуатационным нагрузкам не раньше, чем через 20. 30 ч после термообработки и охлаждения. В течение этого времени повышается прочность клеевого шва.
Преимущества соединения деталей клеевыми составами: возможность соединения друг с другом различных материалов в любом сочетании (металлы, фрикционные материалы, пластмассы, ткани и т.д.); возможность получения соединений герметичных, устойчивых к воздействию нефтепродуктов и вибростойких; отсутствие внутренних напряжений в клеевом шве. Процесс ведется при температуре не более 180 °С. Недостатки склеивания — низкая теплостойкость и недостаточно высокая прочность.
Заделка трещин и пробоин в деталях. Технологический процесс заделки трещин и пробоин в деталях или устранения повреждений кавитационного характера в корпусных деталях, таких, как корпуса турбокомпрессоров и воздуходувок, блоки цилиндров и др., отличается от процесса наращивания деталей пастами, главным образом, предварительной разделкой мест повреждения (рис. 3.5, а).
По концам трещин при их разделке сверлят отверстия диаметром 3.4 мм, а кромки трещин раскрывают под углом 60.90°. Если необходима высокая прочность детали, шов по длине усиливают скобами (рис. 3.5, г), через каждые 20. 30 мм сверлят технологические отверстия для клеевых заклепок (рис. 3.5, в) или на шов накладывают 2. 3 слоя стеклоткани (рис. 3.5, б). При разделке пробоин острые кромки у краев притупляют, а у корпусных деталей с толстыми стенками по периферии пробоины через каждые 20.30 мм сверлят отверстия диаметром 2.3 мм для клеевых заклепок. Зону вокруг разделки трещины или пробоины на расстоянии 15.20 мм зачищают до металлического блеска. Поверхности для наращивания и нанесения пасты подготавливают как обычно.
При заделывании трещин наносят два слоя пасты. Второй слой наносят с таким расчетом, чтобы он заполнил всю трещину и перекрыл ее по обеим сторонам на 10. 15 мм при толщине слоя 2. 3 мм. Стеклоткань толщиной 0,1. 0,3 мм накладывают между слоями пасты и обязательно прокатывают роликом.
Заделывание пробоин начинают с заполнения пастой просверленных отверстий и намазывания пасты вокруг пробоины. Пробоину закрывают стальной накладкой (рис. 3.5, д), слегка ее прижимают и наносят поочередно 2.3 слоя пасты, каждый из которых покрывают любой сетчатой тканью и прокатывают роликом. При заделке пробоины заподлицо (рис. 3.5, ё), чтобы паста не проваливалась, снизу к детали приклеивают или удерживают на проволоке
Рис. 3.5. Разделка и способы заделывания трещин и пробоин пастами: а — разделка трещин; б — усиление шва стеклотканью; в — то же клеевыми заклепками; г — то же скобами; д — заделка пробоины стальной накладкой; е — то же заподлицо; 1 — стеклоткань; 2 — клеевая заклепка; 3 — скоба; 4 — стальная накладка; 5 — проволока; 6 — поддерживающая пластина; 7 — ткань
поддерживающую пластину. Затем поочередно накладывают слои пасты и ткани. После затвердения пасты поддерживающую пластину снимают, а выступающий конец проволоки обрезают.
Источник
