Пластические массы в ремонтном производстве используются для восстановления размеров деталей, повышения их износостойкости, коррозионностойкости, а также с целью улучшения герметизации соединений и снижения шума (табл. 3.28).
Пластмассы на основе полимеров обладают достаточной прочностью, высокими антифрикционными свойствами; химически стойки; технологичны. Вместе с тем для них характерны низкая усталостная прочность, теплостойкость, теплопроводимость, повышенная хрупкость.
Таблица 3.28.
Характеристика и область применения некоторых пластмасс в ремонтном производстве
Пластмассы | Рабо-чая темпе-ра-тура, 0С | Адгезия, Мпа _____________ Сталь Латунь | Предел прочности, МПа __________ из- сжа- гиб тие | Назначение | ||
Акриловые: актилат бутакрил эпоксидно- | 21,5 42-35 | 10,8 17-15 | В качестве ком-пенсаторов из-носа звеньев раз- |
Продолжение табл. 3.28.
акриловые пластмассы СХЭ-2, СХЭ-3 | мерных цепей станков, текс-тильных, обув-ных машин, про-водов и др. | |||||
Полиамидные (полиамид-54, анид и др.) | 70-89 | То же, с ограни-чением по ско-рости скольже-ния | ||||
Фенопласты: ФКП-1 К-18-2 |
При ремонте деталей используют как термореактивные (реактопласты), так и термопластичные (термопласты) пластмассы. Основу реактопластов составляют фенолальдегидные, фенолформальдегидные, эпоксидные, актиловые и другие смолы; основу же термопластов, используемых в ремонтном производстве, составляют полиамидные или капроновые смолы.
|
|
Для придания покрытиям заданных твердости, износостойкости, прочности, коэффициентов линейного расширения и других свойств к фенолпластам добавляют наполнитель (волокнит, древесную муку, асбест, стекловолокно), пластификатор (дибутилфталат), отвердитель (полиэтиленполиамин). Реактопласты горячего отверждения наносят на восстанавливаемые детали в пресс-формах при температуре 145-185 0С, а холодного отверждения - при комнатной температуре путем смешивания полимеров с мономерами в определенном соотношении (актилатов 2:1, стиракрилатов 1:1). Термопласты наносят на поверхность деталей литьевым способом.
Область использования пластмассовых покрытий деталей зависит от температуры (t), удельного давления (р), скорости скольжения, перемещения (V). Так, капроновые подшипники допускают pmax=10-13 МПа, Vmax=5-6 м/с при t £ 105 0С для капрона и t £ =115 0С для смолы П-68 при смазке минеральными маслами, типа индустриального 12. При р<1 МПа и V< 1 м/с капроновые подшипники могут работать без смазки.
|
|
При отсутствии или небольших динамических нагрузках, при отсутствии или ограниченной смазке, при смазке водой (температуре не выше 160 0С), малых скоростях скольжения используют пластографит АТМ-1 (антегмит). При смазке водой подшипники из антегмита работают при р=11,0-13,0 МПа и V£ 1 м/с; при смазке маслом давление снижается до р=5,0-7,0 МПа, а без смазки - до р=1,0 МПа и V£ 1м/с. Коэффициент трения этого материала при работе без смазки равен 0,06-0,12, а номинальный зазор в подшипнике скольжения при нормальной температуре его равен D= (0,0025-0,003)d, где d - диаметр вала.
При износе направляющих в качестве накладок для их восстановления часто используется текстолит марки ПТ и Б, кордоволокнит. Накладки крепят с помощью винтов или клеев. Текстолитовые накладки применяют обычно при удельных давлениях рmax£20-25 МПа при небольших скоростях и давлениях рmax£ 0,8-10 МПа при высоких скоростях скольжения.
При обосновании технологом или инженером-механиком целесообразности использования пластмасс для восстановления деталей одним из критериев является их долговечность , которая может быть определена как:
, ч, (3.68)
где a и А - постоянные, определяющие временную зависимость прочности материала (табл. 3.29); s - заданное напряжение при одноосном растяжении и сжатии, кг/см2.
Таблица 3.29.
Значения постоянных a и А
Материал | a | А | Материал | a | А |
Растяжение | |||||
Капрон | 0,46 | 2×1011 | Волокнит | 0,157 | 2×1022 |
Полистирол | 3,1 | 6,4×109 | К-18-2 | 0,145 | 1,50×1021 |
Нитроцеллю-лоза | 3,0 | 1×1013 | ФКПМ-15Т | 0,183 | 3,55×1014 |
Сжатие | |||||
Нитроцеллю-лоза | 3,0 | 1×1013 | Волокнит | 0,038 | 2,8×1014 |
Пластифици-рованный по-ливинилхло-рид | 6,9 | 7,3×107 | К-18-2 | 0,0337 | 6,6×1015 |
Фосфористая бронза | 1,25 | 1×1020 | ФКПМ-15Т | 0,0337 | 1,12×108 |
Кроме литьевого и клеевого способов крепления (нанесения) пластмассовых покрытий используются также способы вихревой, вибрационный, газопламенный, в электростатическом поле.
Восстановленные полимерными материалами детали обрабатывают твердосплавным инструментом с охлаждением воздухом или керосином при скорости резания (при точении) порядка 200-300 м/мин и подаче 0,15-0.2 мм/об.
Клеи в ремонтом производстве нашли самое широкое применение: заделка пор, трещин, вмятин, пробоин; склеивание разбитых частей деталей; приклеивание втулок, колец подшипников качения, шпилек, осей; прикрепление фрикционных накладок; восстановление отверстий втулок, подшипников скольжения, валов и в других случаях.
Выбор конкретного типа клея зависит от характера повреждения детали, сопряжения, материала деталей и условий ее работы после ремонта. По этим исходным данным, а также технологическим (табл. 3.30) и другим свойствам клеев (табл. 3.31) производят их выбор.
Таблица 3.30.
Технологическая характеристика и область применения клеев
Клей | Склеиваемые материалы | Режимы склеивания |
БФ-2 БФ-4 | Металлы, текстолиты, гети-накс, аминопласты, фибра, стекло, эбонит, древесина, ткани, кожа, керамика, фарфор, бумага, слюда в любых сочетаниях | Двухслойное нанесение клея. После первого слоя сушка на воздухе “до отлипа” 1 ч 15 мин., в термостате при 55-60 0С; второй слой сушат аналогично первому и дополни-тельной выдержкой при 90 0С в течение 1ч. Удельное давление при скле-ивании 3-10 кГ/см2. Время вы-держки под давлением: текс-толит, гетинакс - 2ч. при тем-пературе 110±50С; дерево - 2ч. при температуре 90±50С; для клея БФ-4 отверждение до-пускается при температуре не ниже 50 0С, выдержка 2-3 ч. |
ВС-100 | Сталь, дюралюминий, стекло, текстолиты, пенопласты в любых сочетаниях | Одно- и двухслойное нане-сение клея. После каждого слоя открытая выдержка при |
Продолжение табл. 3.30.
15-30 0С в течение 1 ч. Удельное давление при зап-рессовке 0,505 кГ/см2. Вы-держка под давлением при 200 0С в течение 1-2 ч. | ||
ВК-32- -200 | Металлы, стеклотекстолиты, пенопласты между собой и в сочетании друг с другом | Двухслойное нанесение клея. После первого слоя открытая выдержка 30 мин при 14-30 0С; после второго слоя 30 мин. при 15-30 0С и 90 мин. при 65 0С. Удельное давление при зап-рессовке 6-20 кГ/см2, выдерж-ка под давлением 1-2 ч при 1800С. После склеивания охлаждение в прессе до 40-80 0С под давлением |
Клей на основе смолы ЭД-5 | Металлы, древесина, фарфор, керамика, органическое стекло, фенолоформальде-гидные пластмассы, вини-пласт | После нанесения клея вы-держка на воздухе “до отлипа”. При применении в качестве отвердителя малеи-нового ангидрида склеивае-мые детали зажимают в струбцины, помещают в тер-мошкаф и выдерживают 6-8 ч, при температуре 120 0С. При применении в качестве отвер-дителя полиэтиленполиамина выдержка под давлением без подогрева 24 ч. |
Клей на основе смолы ЭД-6 | Металлы, древесина, фарфор, керамика, органическое стек-ло, фенолоформальдегидные пластмассы, винипласт | Аналогичен режиму склейки клеем на основе смолы ЭД-5 |
В2-32- -ЭМ | Металлы (сталь, дюралюми-ний) между собой и с пено-пластами типа ФК-20 и ФК-40 | Однослойное нанесение клея. Удельное давление при зап-рессовке 0,5-3 кГ/см2. Вы-держка под давлением 1-2 ч. при 120-160 0С. После склеи-вания охлаждение в прессе под давлением до 60-80 0С |
Продолжение табл. 3.30.
|
|
Метил-полиа-мидный ПФЭ-2/10 | Алюминий, медь, древесина, кожа, стекло, резина порис-тая, капроновое волокно, по-лиамидные пленки, текстолит | Трехслойное нанесение клея. Время сушки: при 15 0С - 40-45 мин., при 20 0С - 20-25 мин., при 25-30 0С - 10-15 мин. Склейка при нагревании: дав-ление 1,5-2 кГ/см2; выдержка под давлением 20 ч. при 100 0С; 9-10 ч. - при 125-130 0С; 5-6 ч. при 150 0С. Склеивание на холоде, выдержка 1 ч. под давлением 2,5-2 кГ/см2, затем выдержка без давления трое суток |
ПУ-2/10 | Металлы с неметаллическими материалами (органическое стекло, полистирол, амино-пласты, керамика, древесина) | Открытая выдержка при 15-300С 2ч. Удельное давление 0,2-2,0 кГ/см2, выдержка под давлением 72 ч. |
Таблица 3.31.
|
|
Пределы прочности клеевых соединений при сдвиге, МПа
Клей | Статическое кратковременное нагружение при температуре в 0С __________________________________________________ -60 20 60 | ||
БФ-2 | |||
БФ-4 | |||
ПУ-2 | |||
ВС-10Т | - | ||
ВС-10М | |||
ВК-32-3М | |||
ВК-32-2РО | |||
ВС-350 | |||
ЭД-5, ЭД-6 | |||
Л-4 | |||
ВКТ-2,3 | |||
ПФЭ-2/10 | - | ||
ПУ-2/10 | - | ||
Карбиноль-ный |
К основным недостаткам пластмасс и клеев относятся их малая теплопроводность, огнеопасность и токсичность.
Предел прочности на отрыв большинства клеев не превышает 50 кг/см2(5 МПа).