Восстановление автотракторных деталей полимерными

Материалами

 

1 Цель работы

 

Изучить применяемые способы восстановления деталей полимер­ными материалами, технологию, материалы, оборудование.

 

2 Техника безопасности

 

Процесс ремонта автотракторных деталей полимерами вредный и огнеопасный.

Работу следует производить в халате или фартуке, нарукавни­ках, в перчатках из резины.

Перед началом работы кожу рук следует смазать тонким слоем мыльной пасты или кремом для бритья. Не притрагиваться грязными руками к телу, белью и одежде. Во время работы запрещается курить и принимать пищу. Все материалы должны быть в герметических емкостях. Клей БС-10Т огнеопасен и хранятся в течение 6 месяцев в темной закрытой таре при температуре +2...+5°С. Полиэтиленполиамин - ядовит и с кожи рук смывается водой. Эпоксидная смола в за­купоренной посуде хранится 2... 3 года. Мастика с внесенным полиэтиленполиамином хранится только 20... 30 минут. Мастику с кожи рук смывают ацетоном и затем теплой водой с мылом.

Рабочее место должно быть покрыто бумагой, которая после ра­боты уничтожается, загрязнённые места протираются ацетоном и смы­ваются водой. Помещение должно постоянно вентилироваться. Подог­рев и взвешивание компонентов для приготовления мастики на основе эпоксидной смолы следует производить в вытяжном шкафу или на ра­бочем месте, с местным отсосом воздуха.

При приготовлении мастики и составов следует строго соблю­дать дозировку.

Ремонт деталей мастиками на основе эпоксидной смолы и клеями можно производить в полевых и стационарных условиях, при этом не требуется специального оборудования, высокая квалификация рабочих и не всегда нужно снимать или разбирать узел или агрегат.

 

3 Оборудование рабочего места

 

3.1 Ванна для нагрева воды.

3.2 Емкость для эпоксидной смолы ЭД-6 (для подогрева смолы в водяной ванне).

3.3 Термометр до 100°С.

3.4 Весы лабораторные с разновесом от 1 до 5 грамм.

3.5 Плитка электрическая для подогрева воды.

3.6 Стеклянная палочка для размешивания мастики.

3.7 Емкость для размешивания мастики.

3.8 Струбцины для сжатия склеиваемых деталей.

3.9 Металлическая щетка.

3.10 Напильник.

3.11 Настольный сверлильный станок.

3.12 Волосяная щетка для нанесения клея на деталь.

3.13 Сушильный шкаф с регулятором температуры.

3.14 Лупа.

 

4 Материалы

 

4.1 Эпоксидная смола ЭД-6 - вязкая, медленно текущая жид­кость светло-коричневого цвета.

4.2 Дибутилфтолат - разжижителъ, желто-маслянистая жид­кость, снижающая вязкость эпоксидной смолы, придает отвердевшей мастике большую ударную прочность и стойкость к температурным ко­лебаниям.

4.3 Полиэтиленполиамин и гексометелиндиамин, являются отвердителем, ускоряющим соединение мастики с основным металлом, облегчает отверждение мастики при температуре +15... 100 ⁰С.

4.4 Наполнители - материалы, повышающие механическую проч­ность, теплостойкость мастики, снижают усадку, сближают коэффици­ент линейного расширения мастики и материала детали.

В качестве наполнителей используют измельченный в порошок чугун, графит, смолу, алюминий, сажу, кварцевую муку, цемент и другие материалы.

4.5 Клей ВС-100Т выпускается в готовом виде - прозрачный однородный раствор желто-красного цвета. Используется для склеи­вания разного рода материалов и металлов.

4.6 Ацетон или бензин Б-70 используется для обезжиривания мест склеивания или мест заделки трещин деталей.

 

5 Задание

 

5.1 Изучить технику безопасности при выполнении работы.

5.2 Изучить применимые в ремонтном производстве способы деталей полимерными материалами.

5.3 Ознакомиться с применяемыми материалами.

5.4 Разработать технологический процесс восстановления де­тали (по указанию преподавателя).

5.5 Произвести восстановление детали (по указанию препода­вателя) мастикой на основе смолы и склеивания клеем ВС-10Т.

5.6 Определить затраты времени на выполнение процесса.

5.7 Испытать отремонтированные детали.

5.8 Составить отчет о проделанной работе.

 

6 Краткие сведения о полимерных материалах и способах их использования при ремонте деталей

 

Полимерные материалы - химические вещества, представляющие собой высокомолекулярные соединения, состоящие из множества не­больших молекул, называемых мономерами, в которые, кроме полимера, входят другие вещества, наполнители, отвердители, пластификаторы, придающие полимерам требуемые свойства. В зависимости от измене­ния свойств при нагреве пластмассы разделяются на термопластич­ные (термопласты) и термореактивные (реактопласты).

Реактопласты после нагревания и последующего затвердения пе­реходят в неплавкое и нерастворимое состояние. Термопласты при нагревании вновь становятся пластичными и пригодными для повтор­ного использования.

Основой полимерных материалов является искусственная или ес­тественная смола, которая связывает все компоненты и определяет химические, механические, физические и другие свойства.

Большинство полимеров, используемых в технике, получают ис­кусственным путем в результате реакции синтеза, при этом применя­ют две основные реакции - полимеризации и поликонденсации.

Наполнители вводят для улучшений механических свойств поли­меров (металлические пороши, стеклоткань, асбест, слюда, графит и другие). Пластификаторы придают полимерам эластичность, вяз­кость и текучесть (дибутилфтолат, камфаза, олиеновая кислота). Отвердители способствуют переходу полимеров в твердое состояние (полиэтиленполиамин, магнезия, известь и другие).

Красители (охра, мумие, сурик) сообщают пластмассам определенный цвет.

При ремонте машин наибольшее применение находят такие, полимерные материалы, как поликапролактон, капрон, полиэтилен, волокнит, стекловолокнит, фторопласт, преспорошки, составы на основе эпоксидных смол ЭД-5, ЭД-6, ЭД-16, ЭД-20, синтетические клеи типа ВС-10Т, ВС-350, термопласты ПНФ-12, герметик и другие.

Основные направления использования полимерных материалов при ремонте машин следующие: нанесение на поверхность детали по­лимерного материала, замена быстроизнашиваемых деталей или их участков, склеивание, синтетическими клеями, заделка трещин, отко­лов эпоксидными пастами, заливка герметиками и т.д.

Вихревое напыление заключается втом, что нагретую до опре­деленной температуры деталь (выше температуры плавления нанесен­ного полимерного материала) погружают на некоторое время во взвихренный полимер, находящийся в камере. Размер частиц полимера 0, 1 … 0, 15 мм, которые насыпаются на пористое дно камеры. Инертный газ, продуваемый через дно камеры, образует вихревой объем поли­мера, обладающий свойствами жидкости. Частицы порошка попадая на нагретую поверхность детали, оплавляются и образуют покрытие. Вре­мя выдержки в камере зависит от толщины покрытия. Деталь перед нанесением покрытия должна быть соответствующим образом подготов­лена. От этого зависит прочность соединения полимера с деталью.

При вибрационном нанесении покрытия взвихренное состояние полимера в камере создается за счет ее вибрации.

При газопламенном нанесении полимера через воздушное пламя продувается струя сжатого воздуха с полимерным порошком. Деталь при этом должна быть подогрета и соответствующим образом подго­товлена. Проходя через зону пламени частицы полимера оплавляются и, ударяясь о поверхность, прилипают к ней и под действием пламени горелки сплавляются между собой в сплошной слой. Этим способом можно получить тонкие (до 0, 1 мм) и толстые (до 5 мм и более) покрытия, а также наносить полимеры на деталь сложной конфигура­ции. Для газопламенного напыления используются специальные уста­новки типа УПН.

Замену быстро изнашиваемых деталей или их частей полимерными материалами осуществляют опрессовкой или литьем под давлением литьевыми машинами, в которых расплавленная пластмасса под давле­нием подается в зазор между деталью и пресс-формой, охлаждаемой водой. Этим способом можно не только ремонтировать, но и изготов­лять новые детали. Существуют и другие способы нанесения, напри­мер, в электрическом поле. Он основан на переносе заряженных час­тиц полимерного материала на поверхность детали с противоположным зарядом.

 

7 Краткие сведения о клеевых составах

 

При ремонте применяют различные клеевые составытипа БФ, ВС-10Т, ВС-350, КБ-3 для восстановления неподвижных сопряже­ний, наклейки фрикционных накладок, заделки трещин, наложения заплат на пробоины. Склеивание деталей основано на явлении адгезии между полимером и поверхностью детали и когезии - молекуляр­ном взаимодействии между молекулами клеевого состава.

Клей ВС-10Т представляет собой раствор синтетических смол в органических растворителях. Используется для склеивания деталей из черных, цветных металлов, пластмасс. Наиболее эффективно его применение для наклеивания фрикционных накладок.

Клей типа БФ представляет собой спиртовой раствор термореак­тивных смол. Наибольшее распространение получили клеи БФ-2, БФ-4, БФ-6. Выбор клея зависит от материала склеивания деталей, их конструкции и условий работы.

 

8 Последовательность выполнения работы

 

8.1 Устранение трещин в корпусной детали (стенки водяной рубашки, корпус редуктора, коробки передач и другие).

Трещины длиной до 150 мм устраняют в такой последовательнос­ти:

а) с помощью лупы определяют границы трещины и по концам засверливают сверлом диаметром 2, 5... 3 мм на глубину стенок;

б) трещину разделывают по свей длине на глубину 2... 3 мм под углом 60... 70°С (шлифкругом или зубилом);

в) поверхность детали, прилегающую к трещине на расстоянии 15... 20 мм по обе стороны зачищают до металлического блеска и де­лают на ней колечки;

г) затем поверхность обезжиривают ацетоном или бензином Б-70 и просушивают при комнатной температуре в течение 8... 10 мин. После этого приготавливают состав на основе эпоксидной смолы (ЭД-6, ЭД-16, ЭД-20) по составу, представленному в таблице 22.

Состав №1 и №4 применяют для чугунных деталей, №2 для сталь­ных, №3 для алюминиевых, №5 для пластмассовых.

Состав приготавливается в следующем порядке. Эпоксидную смо­лу разогревают вместе с водой, которую подогревают до температуры 50... 80 °С в течение 15 минут. Отбирают необходимое количество в ванночку (взвешивая на весах) и охлаждают до температуры 30 … 40°С. В отобранную смолу добавляют небольшими порциями плас­тификатор - дибутилфтолат и смесь тщательно перемешивают стеклян­ной палочкой в течение 5... 8 минут.

 

Таблица 22

Составы на основе эпоксидной смолы

Компоненты	Номер состава
Эпоксидная смола
Дибутилфтолат
Чугунный порошок		-	-	-	-
Окись железа	-		-	-	-
Графит	-	-	-		-
Алюминиевая пудра	-	-		-
Молотая слюда			-	-	-
Этрол	-	-	-	-
Полиэтиленполиамин

 

В полученную смесь небольшими порциями добавляют наполнитель – железный порошок и вновь тщательно перемешивают в течение 8... 10 минут. В качестве наполнителя используется тот материал, из которого изготовлена деталь, или близкий к нему по физико-меха­ническим свойствам. За 30 минут до использования в смесь добавля­ют отвердители и тщательно перемешивают ее в течение 5 минут. Смесь готова к употреблению.

После приготовления состава вторично обезжиривают и просуши­вают поверхность детали. На трещину наносят приготовленный сос­тав, хорошо уплотняют его шпателем и накладывают заплату из стек­лоткани толщиной 0, 1... 0, 3 мм, прикатывая ее роликами. Заплату накладывают так, чтобы она перекрывала трещину на 20... 25 мм. Накладку из стеклоткани предварительно обезжиривают кипячением в воде в течение 2... 3 часов. Малые трещины (длиной до 20 мм) уст­раняют без накладки. На трещину (пробоину) накладывают последова­тельно 2... 3 слоя мастики и ткани. В последующем ткань должна перекрывать первый слой на 10... 15 мм. Все последующие накладки также прикатывают роликами.

После заделки трещин или пробоин проводят сушку по следующим режимам:

- при температуре 20 °С в течение 72 часов;

- при температуре 40 °С в течение 25 часов;

- при температуре 80 °С в течение 14 часов;

- при температуре 100 °С в течение 2... 4 часов.

После сушки производят зачистку от наплывов и подтеков на­пильником, шлифовальным кругом на гибком валу или шлифовальной шкуркой. Качество заделки проверяют внешним осмотром или проводят испытание на стендах (блоки, головки блоков и другие).

При устранении трещин длиной до 150 мм и более, помимо раз­делки кромок, дополнительно сверлят отверстия 6 мм по всей длине трещины (расстояние между центрами отверстий 9 мм). В отверстиях нарезают резьбу М8× 1 и устанавливают стальные ввертыши, которые перед установкой обезжиривают, просушивают и смазывают слоем сос­тава. Затем наносят состав и ставят накладки.

Приготовленные составы можно также использовать при восста­новлении посадки подшипников качения. Поверхность гнезда и наружного кольца подшипника зачищают шлифшкуркой для установления сле­дов коррозии, обезжиривают и просушивают. Затем на приготовленные поверхности волосяной щеткой наносят приготовленный состав и зап­рессовывают подшипник в гнездо, выдерживают 72 часа и удаляют наплывы.

 

8.2 Технология ремонта деталей клеем ВС-10Т

 

Поверхности склеиваемых деталей тщательно очищают от грязи и ржавчины до блеска. Очищенные поверхности обезжириваются ацетоном или бензином Б-70. На очищенные или обезжиренные поверхности во­лосяной кистью наносится равным слоем толщиной до 0, 1 мм клей ВС-10Т в два-три слоя без пузырьков воздуха и подтеков с выдерж­кой при температуре 20 °С 10... 15 минут до высыхания каждого слоя. Для обеспечения прочного соединения склеиваемые поверхности сжи­мают при помощи струбцин, стяжек или другими устройствами сусилием 30... 40 Н на все время отверждения клеевого соединения при температуре 180 °С в течение 2-х часов.

9 После выполнения работ по восстановлению детали составить маршрутную карту на восстановление детали и рассчитать затраты времени на ее восстановление по зависимости

 

Т = t_{п. з.} + t_{в. у.} + t_{о. п.} + t_{о. р.м.},

 

где t_{п. з.} - подготовительно-заключительное время, мин.;

t_{в. у} - вспомогательное время на установку и снятие дета­ли, мин.;

t_{о. п.} - неполное операционное время на комплекс прие­мов, мин.;

t_{о. р.м.} - время на обслуживание рабочего места и естест­венные надобности.

Данные для расчета представлены в таблицах 2, 3, 4, 5, 6.

 

 

10 Отчет

 

1 Наименование детали.

2 Марка материала детали.

3 Размеры восстанавливаемой поверхности

4 Эскиз детали с расположением на нем дефектов.

5 Расчет основного технологического времени на восстановление детали.

 

11 Контрольные вопросы

 

1 В чем отличие термопластов от реактопластов?

2 Назовите применяемые в ремонтном производстве способы восстановления деталей полимерными материалами.

3 Какой наполнитель необходим при восстановлении деталей из алюминиевых сплавов?

4 Назовите марки наиболее распространенных эпоксидных мас­тик и клеев.

5 Назовите основные технологические операции по подготовке поверхности для восстановления полимерными материалами.

6 Чем нужно руководствоваться при выборе наполнителя при восстановлении детали полимерными материалами?

7 Как определить затраты времени на восстановление детали?

8 Назовите основные технологические операции восстановления деталей с использованием клеевых составов.

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основная литература

1 Ремонт автомобилей [Текст]: учеб. для студ. вузов / под ред. Л.В. Дехтеринского. – М.: Транспорт, 1992. – 294 с.

2 Канарчук, В. Е. Восстановление автомобильных деталей. Технология и оборудова­ние [Текст]: учеб, для вузов / В. Е. Канарчук. – М.: Транспорт, 1995. – 301 с.

3 Молодык, А. В. Восстановление деталей машин. Справочник [Текст] / А. В. Молодык, А. С. Зенкин. - М.: Машиностроение, 1989. - 480 с.

4 Шадричев В.А. Основы технологии автостроения и ремонта автомобилей [Текст] / В.А. Шадричев. – Л.: Машиностроение, 1976. – 450 с.

 

Дополнительная литература

 

1 Кузнецов А.С. Ремонт двигателей ЗИЛ [Текст] /А.С. Кузнецов. – М.: Машиностроение, 1993. – 157 с.

2 Коробейник А.В. Ремонт автомобилей [Текст]: Практический курс / А.В. Коробейник / Серия «Библиотека автомобилиста» – Ростов Н/Д.: Феникс. 2003.– 512 с.

3 В.М. Шиповский. Основы технологии производства и ремонта автомобилей [Текст]: Лабораторный практикум. Часть 2 / В.М. Шиповский. – Воронеж: Воронеж. гос. лесотех. акад., 2004. – 58 с.

4 Станчев, Д.И. Ремонт машин лесного комплекса. Часть 1: Метод. указания [Текст] / Д.И. Станчев, В.Т. Жуков, И.А. Усков – Воронеж: Воронеж. гос. лесотех. акад., 1997. – 40 с.

5 Станчев, Д.И. Ремонт машин лесного комплекса. Часть 2: Метод. указания [Текст] / Д.И. Станчев, В.Т. Жуков, И.А. Усков – Воронеж: Воронеж. гос. лесотех. акад., 1998. – 47 с.

6 Власов В.Т. Физические основы метода магнитной памяти металла [Текст] / Власов В.Т., Дубов А.А. / М.: ЗАО " ТИССО", 2004, 424с.

7 Дубов А.А. Диагностика котельных труб с использованием магнитной памяти металла [Текст] / Дубов А.А. М.: " Энергоатомиздат", 1995, 112 с.

 

 

Василий Тихонович Жуков

Владимир Николаевич Бухтояров

 

 

Технология и оборудование для восстановления деталей автомобилей

 

методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов

специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»,

160603 Сервис транспортных машин и оборудования (Автомобильный транспорт)

 

⇐ Предыдущая123456789

Поделиться: