Загальні положення і вказівки щодо виконання роботи.

5.1. Загальні положення.

При ремонті машин широко застосовують полімерні матеріали як для виготовлення, так і для відновлення деталей. Це обумовлюється тим, що вони володіють низкою цінних властивостей (невелика об’ємна маса, значна міцність, гарна хімічна стійкість, високі антифрикційні і діелектричні властивості, вібростійкість, досить висока теплостійкість деяких з них і т.д.). Використання полімерів дозволяє в багатьох випадках уникнути складних технологічних процесів при відновленні, деталей, таких, як зварювання, наплавлення, гальванічні покриття й ін. Технологія застосування полімерів проста, і доступна для впровадження на ремонтних підприємствах.

Основа пластичних мас (пластмас) - штучна (синтетична) чи природна смола, що відіграє роль сполучного матеріалу і визначає їхню хімічну, механічну, фізичну й інші властивості.

Різні пластмаси одержують шляхом добавок до смоли наповнювачів, пластифікаторів, затверджувачів, барвників і інших матеріалів.

До полімерних матеріалів відносяться пластики, що, як і пластмаси, поділяються на дві великі групи: термореактивні (реактопласти) і термопластичні (термопласти).

Реактопласти при нагріванні розм’якшуються і їх можна формувати пресуванням чи іншими способами. Після подальшого нагрівання відбуваються визначені хімічні перетворення, і вони стають твердими, щільними, нерозчинними і неплавкими. Повторно реактопласти по прямому призначенню використовувати не можна.

Термопласти розм’якшуються при нагріванні, формуються литтям під тиском, а потім після охолодження твердіють, зберігаючи задану їм форму. При повторному нагріванні термопласти стають м’якими і плавкими, тобто придатними для повторного використання.

Наповнювачі служать для поліпшення фізико – механічних, діелектричних, фрикційних чи антифрикційних властивостей, для підвищення теплостійкості і зменшення усадки полімерних матеріалів, а також для їх здешевлення. У якості наповнювачів використовують металеву стружку, портландцемент, бавовняні тканини, скловолокно, папір, азбест, слюду, графіт і ін.

Пластифікатори - дибутилфталат, камфора, олеінова кислота, диметил- і диетилфталат і інші - додають полімерам еластичність, в’язкість і плинність при переробці.

Затверджувачі – аміни, магнезія, вапно й інші - сприяють переходу полімерів у твердий і нерозчинний стан.

Барвники - нігрозин, охра, мумія, сурик і інші - надають полімерам визначений колір.

Серед багатьох полімерних матеріалів, застосовуваних при ремонті машин, усе більшого значення набувають поліаміди, поліетилен, волокнит, склопластик, стиракрил, композиції на основі епоксидних смол і т. д.

Основні полімерні матеріали, використовувані в ремонтній справі, характеризуються наступними властивостями.

Капронова смола (капролактам) марки А й Б - твердий рогоподібний матеріал білого кольору з жовтуватим відтінком. Поставляється у виді гранул. Межа міцності: при стиску 70 – 80 МПа, при розтяганні 60 – 65 МПа, при вигині 80 МПа.

Капролактам застосовують для виготовлення і відновлення деталей з високими антифрикційними властивостями (підшипники, зубчасті колеса, втулки, ролики, вкладиші), ущільнень, прокладок і т.д. Основний недолік капрону - низька теплопровідність, теплостійкість і втомлювальна міцність (6,5 МПа). Максимально припустима робоча температура капронових деталей чи покрить на повітрі не повинна перевищувати плюс 70 – 80 °С й мінус 20 – 30 °С.

Поліетилен високого тиску марки ПЗ-150 - твердий рогоподібний матеріал молочно – білого кольору. Поставляється у виді гранул. Межа міцності при розтяганні 12 – 16 МПа, при стиску 12,5 МПа, при вигині 12 – 17 МПа. Поліетилен цієї марки володіє високими діелектричними властивостями, значною опірністю до дії кислот і лугів, гарною стійкістю в середовищі різних олій, незначним поглинанням вологи.

Поліетилен ПЗ – 150 застосовують для ізоляції проводів, кабелів, деталей високочастотних пристроїв, радіоапаратури, обкладки апаратів, резервуарів, покриття металів. Поліетиленові плівки використовують як пакувальний матеріал.

Поліетилен низького тиску марок Л, 3 й П - твердий рогоподібний матеріал молочно – білого кольору. Випускають його у виді гранул. Межа міцності при розтяганні 22 – 27 МПа (для марки Л), 22 – 35 МПа (для марки 3), 22,5 МПа (для марки П). Застосовують його для виготовлення і відновлення коліс, кришок, кожухів, трубок і т.д.

Прес – порошки ФКП – 1 і ФКП – 2 випускають у виді порошків. Тимчасовий опір статичному вигину для порошку ФКП – 1 складає 50 – 60 МПа. Його застосовують для виготовлення деталей з підвищеною механічною міцністю й опірністю удару (фланці, кришки, маховики, шестірні, шківи, рукоятки і т.д.).

Порошок ФКП – 2 має межу міцності при вигині 75 – 85 МПа. Цей порошок застосовують для виготовлення деталей з підвищеною міцністю на удар і вигин (фланці, шестірні, шківи, кулачки і т.д.).

Клей БФ – 2 – однорідна грузла рідина темно – коричневого кольору, їм можна склеювати метали і неметалічні матеріали, що працюють при температурі від -60° до +180°С, фенольно – формальдегідні пластики, текстоліт, стеклотекстолит, гетинакс, аміпласти, фібру, скло, ебоніт, деревину, фанеру, тканини, шкіру, кераміку і т.д. Межа міцності склеєних зразків на розтягання: сталь – сталь 28,5 – 38,5 МПа; сталь –порцеляна 10 МПа, сталь – сткло 13,9 МПа; дюралюміній 65 – 10 МПа. З’єднання, стійкі у воді, спирті, бензині, гасі, мінеральних кислотах. Випускають клей у готовому для уживання виді.

Клей БФ – 6 застосовують для склеювання тканин, фетру і т.д..

Клей ЯР – 7Г – однорідна прозора рідина темно – червоного кольору, без сторонніх домішок і опадів, їм можна склеювати між собою й у будь – якім сполученні різні метали і неметалічні матеріали (сталь, чавун, алюміній, мідь і їхні сплави, стеклотекстоліт, теплостійкі пінопласти, а також азбоцементні матеріали), що працюють при температурі 200 °С на протязі 200 год. і при температурі 300 °С на протязі З год. Межа міцності на зрушення (сталь ЗОХГСА – сталь ЗОХГСА) складає при температурі 20 °С – 15 – 17 Мпа, при температурі 200 °С – 6,0 – 6,5 МПа і при температурі 300 °С – 3,5 – 4,0 МПа.

Клейовий шов стійкий проти води, нафтопродуктів (олії, бензину, гасу). Випускають клей у готовому для уживання виді.

Поліуретановий клей ПУ – 2 призначений для склеювання металів з неметалічними матеріалами. Цей клей може бути гарячого чи холодного відкидання.

Стиракрил марки ТШ являє собою легко твердіючу пластмасу. При змішуванні порошку і рідини стиракрила (на 100 масових частин порошку 50-75 масових частин рідини) утвориться однорідна непрозора розоватая маса, що твердіє при температурі +20° С на протязі 30-70 хв. Остаточно стиракриловая маса твердіє через 10 – 12 год. Стиракрил нерозчинний в мінеральних оліях і кислотах.

Епоксидна смола ЗД – 6 – грузла, що повільно розтікається, ясно-коричневого кольору, що містить до 1 % летучих речовин. Застосовують її як зв’язувальну речовину при виготовленні епоксидних композицій для закладення тріщин, відколів у деталях машин.

Дибутилфталат – злегка масляниста жовтувата рідина, відіграє роль пластифікатора, що підвищує еластичність і ударну міцність затверділої епоксидної композиції.

Поліетиленполіамін – грузла масляниста рідина різних відтінків – від ясно-жовтого до темно – бурого. Використовують її в якості затверджувача епоксидної смоли. Полизтиленполиамин перетворює епоксидні композиції з тістоподібного чи рідкого стану в необоротно тверде.

Еластомер ГЗН – 150 (У) – продукт сполучення нитрильного каучуку марки СКН – 40 зі смолою ВДУ. Випускається він у виді вальцованних аркушів товщиною 2 – 5 мм; має високі фізико – хімічні властивості. Еластомер застосовується для ремонту деталей, що працюють в умовах динамічних навантажень і підвищених температур.

Матеріали ТПФ – 37 і ПФН – 12, що випускаються у виді порошків, застосовуються для ремонту напилюванням кузовів, кабін, оперення й інших великих деталей тракторів і автомобілів. Покриття мають висока межа міцності на розрив, порядку 42 – 50 МПа. При напилюванні використовують порошок з розміром часток 0,15 – 0,25 мм.

Полімери підбирають у залежності від умов, у яких працює деталь, з урахуванням матеріалу.

Після вибору відповідного полімеру визначають характер і розмір зносу деталей і підбирають їхній спосіб відновлення.

У ремонтному виробництві полімерні матеріали в основному застосовують для зарівнювання тріщин, пробоїн, раковин, вм’ятин, усунення інших дефектів на поверхні деталі, приклеювання фрикційних накладок і склеювання деталей, відновлення зношеного шару деталей, фіксації циліндричних і різьбових з’єднань, відновлення нерухомих з’єднань підшипників кочення, герметизації та ущільнення з’єднань спряжених деталей, виготовлення полімерних ремонтних деталей.

Відновлення деталей за допомогою полімерних матеріалів передбачає:

– підготовку поверхні деталі для нанесення полімерного матеріалу (механічну, хімічну, теплову);

– виготовлення композицій на основі полімерних смол (хімічну і теплову обробку полімерних матеріалів);

– нанесення полімерного матеріалу на відновлювану поверхню;

– затвердіння (полімеризацію);

– механічну обробку відновленої деталі.

5.2. Приклеювання фрикційних матеріалів.

Приклеювання фрикційних матеріалів виконують за допомогою клеїв ВС – 1ОТ і ВС – 350, які являють собою розчин синтетичних фенолформальдегідних смол в органічних розчинниках. У темному закупореному посуді вони можуть зберігатися до 6 місяців.

5.3.Зарівнювання тріщин і пробоїн.

Найпоширеніші композиції на основі епоксидних смол, їх рецептурний склад вибирають залежно від матеріалу ремонтованої деталі. Після введення в епоксидну композицію затвердника строк її придатності при кімнатній температурі не перевищує ЗО хв.

Затвердіння відбувається при температурі 20 – 100°С: без тиску і при кімнатній температурі – 72 год, при температурі 40 °С – 48, при 60 °С – 24, при 100 °С – 3 год.

Пробоїни зароблюють внапусток або врівень. У ВНВО «Ремдеталь» розроблений новий спосіб зарівнювання тріщин у чавунних базисних деталях. Він полягає у використанні двох технологічних методів з’єднання деталей: контактного точкового зварювання і склеювання. Поверхню деталі зачищають механічним способом та знежирюють. Кінці тріщини засвердлюють для запобігання її подальшому поширенню. Виготовляють стальну накладку із листової сталі. На підготовлену поверхню деталі наносять клейову композицію, поверхню стальної накладки знежирюють і встановлюють на клейову основу, а потім приварюють контактним точковим способом, який забезпечує формування з’єднання з границею міцності на розтяг 169 – 178 МПа. Зварювальний шов роблять не суцільний, а точками, які містяться одна від одної на однаковій відстані (рис. 1). Нагрівання відновленої поверхні, яке супроводжує точкове зварювання, поліпшує полімеризацію композиції, яка завершується через 5 – 6 год.

Рис.1. Схема зароблювання тріщин клеє – зварювальним

способом:

1 – зварювальні кліщі; 2 – зварювальна точка; 3 – тріщина; 4 – стальна накладка; 5 – клейовий прошарок; 6 – чавунна корпусна

деталь

5.4. Використання герметиків та рідких прокладок.

У процесі експлуатації машин відбувається послаблення посадки у з’єднаннях та самовідгвинчування різьбових з’єднань.

Для фіксації, стопоріння та ущільнення циліндричних та різьбових з’єднань застосовують анаеробні герметики типу УН – 7 та УГ-ІІ. їх наносять на знежирену поверхню деталі, а потім складають спряження, яке можна експлуатувати через 3 – 4 год.

При наявності підтікання палива, масла або води для ущільнення спряжених поверхонь деталей застосовують герметики й рідкі прокладки (клей – герметик кремній органічний «Еластосил 137 – 83», компаунд КЛТ – 75Т, прокладку рідку ущільнену ГИПК – 244).

5.5. Порядок виконання роботи.

5.5.1. Приклеювання фрикційних накладок:

5.5.1.1. Приклеювання фрикційних накладок до дисків муфти зчеплення

1.Видалити із диска муфти зношені фрикційні накладки (заклепки зрубати зубилом і видалити боротком з отворів диска).

Приклеєні накладки видалити або вирівняти проточуванням на токарному верстаті. Оскільки приклеювання накладки може проводитись на стальний ведений диск або вирівняну фрикційну накладку диска, зношену приклеєну накладку можна не видаляти, а тільки вирівняти.

2. Очистити поверхню диска від забруднення та іржі
щіткою або шліфувальною шкуркою. Забруднення та сліди
корозії на поверхні диска не допускаються.

3. Зачистити поверхню фрикційних накладок стальною
щіткою до надання їм невеликої шорсткості.

4. Знежирити поверхню стального диска і фрикційних
накладок змоченим ацетоном тампоном, а потім протягом
10 – 15 хвилин просушити на повітрі. Торкатися руками до знежиреної поверхні забороняється.

5. Нанести пензликом на поверхню диска і накладок
перший шар клею ВС-10Т або ВС-350, шар повинен бути
товщиною 0,1 – 0,2 мм без напливів.

6. Просушити його протягом 15 – 20 хвилин (клей ВС-10Т)
або 1 год. (клей ВС-350) до моменту, коли злегка притиснутий знежирений гумовий стержень не прилипне до клейової
плівки.

7. Нанести на поверхню диска і накладок другий шар клею товщиною 0,3 – 0,5 мм. Клей ВС-10Т просушити до неповного висихання, а ВС-350 витримати протягом 1 год.

8. Накласти на диск накладки і в затискному пристрої (рис.2) затиснути їх зусиллям 0,08 – 0,5 МПа (ВС-10Т) або 0,06 –
0,2 МПа (ВС-350).

9. Термообробити диски у сушильній шафі при температурі 180 ± 1°С протягом 1...2 год (ВС-10Т) або 200 ± 5 °С протягом 2 год (ВС-350).

10.Коли диски охолонуть, зачистити їх торці від напливів клею.

11. Перевірити якість приклеювання накладок і торцеве биття диска (на крайніх точках воно не повинно перевищувати 0,5 мм).

Рис. 2. Пристосування для наклеювання фрикційних

накладок на диски муфт зчеплення:

1 – динамометричний ключ; 2 і 4 – прижими; 3 – диски, що склеюються; 5 – вісь пристосування; 6 – опорна плита;

7 – притискна гайка.

5.5.1.2. Приклеювання фрикційних накладок до гальмівних колодок

Клеєм ВС – 10Т приклеюють фрикційні накладки до гальмівних колодок. Технологія підготовки поверхонь до склеювання та процес склеювання тіж, що й для приклеювання накладок на диски зчеплення. Відмінність полягає лише в тому, що в даному випадку накладки приклеюють зразу до двох колодок (рис.3, 4). Питомий тиск при цьому 0,3... 0,4 МПа/см².

Рис. 3. Пристрій для приклеювання фрикційних накладок до гальмівних колодок:

1 – штурвал; 2 – обтискна стрічка; 3 – кулачок; 4 – гвинт – фіксатор; 5 – гальмівні колодки; 6 – плита.

Рис. 4. Гальмівні колодки затиснені в сталевій стрічці.

5.5.2. Зарівнювання тріщин у корпусних деталях епоксидною композицією:

Зароблювання тріщин проводиться трьома способами:

– при довжині тріщини до 20 мм без використання додаткових накладок;

– при довжині тріщини від 20 мм до 150 з використанням скло тканинної накладки;

– при довжині тріщини більше 150 мм з використанням металевої накладки.

В якості приклада розглянемо зароблювання тріщини з використанням скло тканинної накладки.

1. Встановити деталь на монтажний стіл або підставку тріщиною вгору.

2. Визначити межі тріщини та на її кінцях просвердлити отвори діаметром 3 – 4 мм на товщину стінки (рис. 5 а).

3. Забити в отримані отвори заглушки з мідного або алюмінієвого дроту.

4. Обробити тріщину під кутом 60 – 90 ° (рис.5 б) на глибину, величина якої залежить від товщини стінки деталі. При товщині стінки до 1,5 мм фаска не обробляється, при товщині 1,5 – 5 мм глибина фаски становить 1 мм, якщо товщина стінки перевищує 5 мм, глибина фаски повинна знаходитись у межах 2 – 3 мм.

5. Зачистити поверхню, яка прилягає до тріщини на 30 – 40 мм з кожного боку до металевого блиску і зробити насічки (рис. 5 б).

6. Знежирити розчинниками (ацетон, бензин, уайт – спірит) та просушити очищену ділянку і тріщину при температурі 20 ⁰С.

7. Підготувати епоксидну композицію, для чого посудину з необхідною кількістю смоли помістити у гарячу воду і підігріти до 60 – 80°С (до розрідження). Безперервно перемішуючи, ввести пластифікатор. Продовжувати мішати ще 5 – 8 хв.

8. Ввести у суміш наповнювач і ретельно перемішувати 8 – 10хв.

9. Ввести в епоксидну композицію затвердник і ретельно перемішувати її протягом 5 хв.

Рис. 5. Послідовність виконання операцій зароблювання тріщин пошкодженої деталі:

а – засверлювання кінців тріщини; б – зачистка поверхні деталі навколо тріщини, розгортання тріщини та знежирення на відстань до 30 мм від тріщини; в – заповнення розгорнутої тріщини клеєвою композицією; г – укріплення клеєвої композиції шаром склотканини; д – накладання верхнього шару клеєвої композиції; L – довжина тріщини; 1 – деталь; 2 – тріщина в деталі; 3, 5 – засверлені кінці тріщини; 4 – зачищена поверхня; 6 – шар клеєвої композиції; 7 – заготовка склотканини; 8 – укріплення шару клеєвої композиції склотканиною; 9 – верхній шар клеєвої композиції.

10. Зарівняти тріщину епоксидною композицією, щільно втискуючи її спеціальною лопаткою (шпателем) і нанести на поверхню деталі шар товщиною 2 – 3 мм (рис. 5 в).

11. Підготувати латку з склотканини шириною 45 мм та довжиною, що перевищує довжину тріщини на 50 мм, та накласти її на нанесений шар епоксидної композиції (рис. 5 г) і прикатати роликом (рис.6).

Рис. 6. Схема зароблення тріщини деталі:

1 – деталь; 2 – состав на основі епоксидної смоли;

3 – накладка зі склотканини; 4 – прикаточний ролик.

12. Нанести на латку кінцевий шар епоксидної композиції товщиною не менше 2 мм (рис. 5 д).

13. Витримати деталь з нанесеною композицією на тріщину на протізі 24 годин до повного затвердівання при температурі 18 – 20 ⁰С.

14. Після затвердіння композиції зачистити нанесений шар і видалити напливи.

15. Перевірити якість зарівнювання тріщин. Відшарування від поверхні деталі епоксидної композиції не допускається.

Зміст звіту:

1. Мета роботи.

2. Завдання.

3. Відповісти на запитання самостійної підготовки.

4. Розробити технологічний процес ремонту заданої деталі.

5. Операційні карти відновлення деталей полімерними матеріалами.

Контрольні запитання.

1. Порядок підготовки поверхні диска перед наклеюванням фрикційних накладок.

2. Температура, тиск і час витримування при приклеюванні фрикційних накладок клеєм ВС-10Т.

3. Послідовність приготування епоксидної композиції.

4. Яку функцію виконує наповнювач у складі епоксидпої композиції для зарівнювання тріщин?

5. Які застосовують наповнювачі?

6. Час затвердіння епоксидної композиції при температурі 20 °С, 100 °С.

7. Який максимальний час використання епоксидної композиції після додавання затвердника?

8. Назвіть причини відклеювання фрикційної накладки від диска.

9. Послідовність відновлення тріщин у корпусних деталях.

Бібліографічний список

Основна

Кузнецов Е.С. / Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов // Е.С. Кузнецов, В.П. Воронов, А.П. Болдин и др.; Под редакцией Е.С. Кузнецова.- 3–е изд., переработ. и доп. – М.: Транспорт, 1991 г.
Сідашенко О.І. / Ремонт сільськогосподарської техніки. Довідник //за ред. О.І.Сідашенка, О.А.Науменка. – К.: Урожай, 1992. – 304 с.
Ефремов В.В. / Справочник инженера – механика. Том Технология ремонта автомобилей // В.В. Ефремов. – М.: Транспорт, 1985. – 995 с.
Румянцев С.И. / Ремонт автомобилей: учебник // С.И. Румянцев, В.Ф. Борщов, А.Г. Боднев, С.И. Румянцева. М.: Транспорт, 1981. – 462 с.
www.library.tane.edu.ua

6.Сідашенко О.І. / Практикум з ремонту машин / За ред. О.І. Сідашенка, О.А.Науменко. - К.: Урожай, 1995 - 224 с.

Додаткова

Технический сервис машин сельскохозяйственного назначения. Учебник для ВУЗов для студентов по специальности 311300 и 230100. / В.В. Варнаков, В.В. Стрельцов, В.И. Попов, В.Ф. Карпенков. М.: «Колос». 2000.
Рекомендации по восстановлению деталей и ремонту агрегатов машин для центральных ремонтных мастерских сельскохозяйственных предприятий. Учебное пособие. Ольховацкий А.К. Челябинск, ЧГАУ, 2002.

ДОДАТКИ

Додаток 1

Перелік деталей з тріщинами або пробоїнами, що

ремонтуються клеєвими композиціями

№ п/п

Найменування деталі

Блок-Картер Блок циліндрів Головка циліндрів Головка блоку Ковпак головки циліндрів у зборі Кришка головки циліндрів Кришка в зборі Картер масляний Кришка картера нижня Бак радіатора в зборі Бак радіатора верхній у зборі Бак радіатора нижній у зборі Корпус водяного насоса Корпус коробки передач Коробка передач Міст задній Корпус заднього моста Бак масляний Рама Поворотна колонка Рукоять Стріла