Глава 18. восстановление деталей с применением синтетических материалов

Технология заделки трещин

При заделке трещин определяют их границы и подготавливают поверхности (рис. 2). Границы трещины обычно засверливают сверлом диаметром 2…3 мм и снимают фаски под углом 60…70° на глубину 2…3 мм вдоль трещины на всей ее длине. Поверхность зачищают на расстоянии 40…50 мм по обе стороны трещины до металлического блеска и делают насечки. Затем обезжиривают ацетоном. Заплату вырезают из стеклоткани такого размера, чтобы она перекрывала трещину на 20…25 мм. Состав на основе эпоксидных смол готовят непосредственно перед его применением и наносят кистью или шпателем на поверхности толщиной около 0,1…0,2 мм. После этого накладывают заплату и прокатывают роликом. Составы затвердевают при температуре 18…20 °С в течение 24 часов. При повышении температуры время на отвердевание сокращается.

Рис. 2. Схема заделки трещины эпоксидной смолой: а – разделка трещины; б – заполнение составом эпоксидной смолы; в – прокатывание накладки роликом; 1 – слой смолы с отвердителем; 2 – накладка; 3 – ролик

Ремонт деталей с применением клеев

В ремонтной практике наибольшее применение получили клеи ВС-10Т, ВС-350 и № 88Н. Клей ВС-10Т – прозрачная однородная жидкость темно-красного цвета. Им можно склеивать между собой и в любом сочетании различные металлы и неметаллические материалы (сталь, чугун, алюминий, медь, стеклотекстолит, асбоцементные материалы и др.). Клеевой шов устойчив против воды, нефтепродуктов, холода. Температура отвердевания клея 180 °С. Давление при сжатии склеиваемых деталей равно 0,2…0,5 МПа (2…5 кгс/см2). Время выдержки для склеивания примерно 2 часа. Клей ВС-350 – многокомпонентный жидкий раствор, применяется для склеивания деталей из стали, меди, дюралюминия и теплостойких пластмасс. Диапазон рабочих температур клея от минус 60 до +100 °С. Клей устойчив к действию топлива, масел, органических растворителей, вибрации. Температура отвердевания клея равна 200 °С, давление при сжатии склеиваемых деталей 0,1…0,3 МПа (1,0…3,0 кгс/см2), время выдержки для склеивания составляет два часа.

Клей № 88Н применяют для соединения холодным способом вулканизированных резин и тканей с металлами, деревом и другими материалами. Клеевое соединение не разрушается от воздействия воды, холода, слабых растворов кислот и может выдержать температуру не более 60…70 °С. Стойкость клея по отношению к маслам, жидким топливам и растворителям неудовлетворительная.

Синтетические клеи используют для восстановления неподвижных соединений, наклейки фрикционных накладок (вместо клепки), заделки трещин. Приклеивание фрикционных накладок по сравнению с клепкой в 3 раза снижает трудоемкость ремонта, дает возможность полнее использовать фрикционные накладки, экономит значительное количество цветного металла.

Пример технологического процесса склеивания

Технологический процесс склеивания состоит из подготовки деталей, соединения их, сжатия, выдержки при заданной температуре (склеивания) и последующей обработки (при необходимости).

Для приклеивания фрикционных накладок к стальным дискам муфты сцепления сначала удаляют старые накладки. Поверхность диска очищают от грязи и ржавчины стальной щеткой, наждачной шкуркой или на шлифовальном круге. Затем обезжиривают поверхность диска ацетоном или бензином. Фрикционные накладки со стороны, обращенной к стальному диску, также обезжиривают ацетоном или бензином. На поверхность дисков и фрикционных накладок широкой кистью наносят первый тонкий слой клея ВС-10Т и дают ему подсохнуть на воздухе в течение 10…20 мин. На первый слой наносят второй. После этого фрикционные накладки устанавливают на диск и плотно прижимают к нему, обеспечивая давление сжатия 0,2…0,3 МПа. Накладки к диску прижимают в специальном приспособлении. Диски с прижатыми накладками помещают в сушильный шкаф, где их выдерживают при температуре 180 °С в течение 45…60 мин, а затем медленно охлаждают. Полностью остывшие диски освобождают от прижимов и удаляют с них наплывы клея, проверяют диски на коробление, торцовое биение и на суммарную толщину с накладками.

Преимущества способов ремонта деталей с использованием синтетических материалов: способы просты и надежны, имеют низкую себестоимость. При этом обеспечивается высокая износостойкость, антифрикционные свойства, достаточная прочность отремонтированных деталей и созданных клеевых соединений. В большинстве случаев не требуется сложного оборудования.

К недостаткам ремонта деталей с применением синтетических материалов следует отнести низкую теплопроводность и теплостойкость, низкую твердость и возможность изменения физико-механических свойств с изменением времени и температуры самих синтетических материалов, недостаточную усталостную прочность.

Общие сведения

При ремонте машин полимерные материалы получили широкое применение. Они имеют большой диапазон положительных свойств:

хорошие фрикционные и антифрикционные качества
достаточная прочность
масло-, бензо- и водостойкость
сохранение формы детали
способность выдерживать определенную нагрузку и температуру
простота восстановления и изготовления деталей и др.

Обладая ценными физико-механическими свойствами, полимерные материалы позволяют снизить трудоемкость ремонта и технического обслуживания машин на 20-30% и сократить расход дефицитных материалов (черного и цветного металла, сварочных и наплавочных материалов, припоя и т. д.) на 40-50%. К недостаткам полимерных материалов можно отнести изменение их свойств в зависимости от срока службы (старение), сравнительно низкую твердость, усталостную прочность и теплостойкость.

Для использования при ремонте машин рекомендованы следующие полимерные материалы: поликапроамид (капрон), полиэтилен, полистирол, полиамид, волокнит, эпоксидные смолы, синтетические клеи, герметики, анаэробные полимерные материалы и др. Промышленность выпускает специальные аптечки и наборы полимерных материалов для ремонта машин.

Использование полимерных материалов не требует сложного оборудования и высокой квалификации рабочих. Оно возможно в условиях специализированных ремонтных предприятий, в мастерских хозяйств, а также в полевых условиях.

Общие сведения

хорошие фрикционные и антифрикционные качества
достаточная прочность
масло-, бензо- и водостойкость
сохранение формы детали
способность выдерживать определенную нагрузку и температуру
простота восстановления и изготовления деталей и др.

Метод «ремонтных размеров» и другие

Наиболее распространённым дефектом, как уже упоминалось, является износ поверхностей. Поэтому и основное направление технологий восстановления заключается в доведении изношенных поверхностей до первоначальных параметров. Для этого применяются типовые технологические приёмы – сварка, пайка, наплавка, напыление металлопокрытий, осаждение металла, нанесение полимерных материалов и некоторые другие.

При выборе способа восстановления следует обратить внимание на ряд вопросов. Например, с помощью поверхностного напыления можно получить желаемую твёрдость поверхности, повысить износостойкость рабочей поверхности детали, снизить воздействие усталостного фактора, усилить антикоррозионные качества, поэтому материал напыления, так же как и способ его нанесения – важнейший этап восстановления

Но, если принято решение о нанесении покрытия на дефектную поверхность, необходимо выяснить, насколько металл детали сочетается с наносимым покрытием, а также как к этому покрытию «отнесётся» поверхность сопрягаемой детали. Также необходимо знать, можно ли выбранным методом и материалом создать такую толщину покрытия, которая бы компенсировала износ и припуск на последующую обработку.

Но, если взаимная выработка деталей, работающих в паре, значительна, то обычно посадки не напыляют, а восстанавливают, изменяя первоначальные размеры на так называемые «ремонтные». Наиболее ценную деталь пары обрабатывают, увеличивая, например диаметр выработанного отверстия до ремонтного, при этом восстанавливается геометрия отверстия, удаляются следы износа, восстанавливается необходимая чистота обработки. А сопрягаемую деталь либо изготавливают новую, но с увеличенным диаметром, соответствующим ремонтному размеру первой детали, либо протачивают до цилиндрической поверхности, устраняя эллипсность, и устанавливают втулку, наружный диаметр которой соответствует ремонтному диаметру.

Метод «ремонтных размеров» нежелателен там, где детали интенсивно изнашиваются и, соответственно, часто ремонтируются либо меняются. При ремонте, выбраковывая одну деталь пары, приходится менять и парную деталь. А ещё часто бывает, что ремонтник не знает о ремонтных размерах детали и приготавливает для замены стандартную деталь. Затем в срочном порядке приходится решать что делать, искать новую запчасть. В конечном итоге несложный ремонт может затянуться.

Более универсальным является т. н. метод «постановки дополнительного элемента». В этом случае изношенные отверстия и валы обрабатываются до восстановления правильной геометрической формы, а затем в отверстие, или на вал, устанавливаются втулки, восстанавливающие исходные чертёжные посадочные размеры сопрягаемых деталей.

Начальную форму рам, балок выносных опор, колец опорно-поворотных устройств, портальных стоек и стрел, получивших остаточный изгиб и скручивание, возвращают методом правки. Осадкой восстанавливают номинальные размеры полых деталей гидроцилиндров. Для этого в полую часть вставляют стержень, диаметр которого соответствует восстанавливаемому, и цилиндр обжимают на прессе. Подобным образом восстанавливают и втулки, обжимая на прессе, который укомплектован специальными пуансонами и матрицами.

Применение эластомеров при восстановлении посадок

Ремонт подшипниковых узлов часто заключается в восстановлении первоначальных натягов. Нарушению посадки способствует смятие неровностей поверхностей при запрессовке и снятии подшипников и вследствие проворачивания кольца подшипника при работе машины. Для восстановления посадочных мест под подшипники в отверстиях и на валах, а также под втулки и шестерни при износе не более 0,06 мм применяют эластомеры ГЭН-150(B) или 6Ф.

Технологический процесс включает следующие операции: приготовление раствора, зачистка и обезжиривание изношенных поверхностей, нанесение раствора на подготовленные поверхности, термическая обработка и Сборка узлов. Растворы приготовляют по следующей рецептуре: одна часть (по массе) эластомера ГЭН- 150(B) и 6,2 части ацетона; или 2 части эластомера 6Ф, 5 частей ацетона и 5 частей этилацетата.

Раствор эластомера наносят на поверхность детали в вытяжном шкафу кисточкой. Не допускается перекрытия слоев при нанесении раствора. Толщина пленки одного слоя равна 0,01 мм. Деталь с покрытием выдерживают 20 мин, а затем помещают для термообработки в сушильный шкаф. Термообработка проводится при температуре 120 С» в течение 30 мин. Каждый последующий слой до получения необходимой толщины наносят после термообработки предыдущего. Перед сборкой поверхность детали, покрытой эластомером, смазывают графитной смазкой, охватывающую деталь подогревают до температуры 120-140°С.

Источник

Применение эпоксидных композиций при восстановлении деталей

Эпоксидные смолы в чистом виде используют очень редко. В ремонтной практике применяют эпоксидные составы, которые являются многокомпонентными системами. Важнейшим преимуществом композиции перед полимерами является их повышенная жесткость и прочность, стабильность размеров, повышенная ударная вязкость, регулируемые фрикционные и другие свойства. Однако нельзя достигнуть всех этих свойств в одной композиции.

Кроме эпоксидной смолы, в состав композиции в зависимости от назначения могут входить пластификаторы, наполнители, отвердители, ускорители отверждения, пигменты и другие компоненты.

Пластификаторы уменьшают хрупкость и стойкость к резкому изменению температуры, но уменьшают теплопроводность. В качестве пластификатора чаще всего используют дибутилфталат.

Наполнители вводят для повышения физико-механических свойств, снижения внутренних напряжений, возникающих вследствие разницы коэффициентов линейного расширения металла и полимера. Наполнители подразделяют на связующие (стеклоткань, ткани) и порошкообразные (железный порошок, алюминиевая пудра, цемент, тальк, графит и др.).

В качестве отвердителя эпоксидных смол чаще используют полиэтиленполиамин.

Эпоксидные композиции являются универсальным ремонтным материалом. Их применяют для заделки трещин, раковин, пробоин, восстановления подвижных и неподвижных сопряжений, склеивания деталей. Состав композиции зависит от требуемых свойств и условий работы. Для закрепления втулок, колец, ввертышей при восстановлении с использованием ремонтных дополнительных деталей применяют композицию без наполнителей. На 100 частей (по массе) эпоксидной смолы ЭД-16 берут 10 частей дибутилфталата и 12 частей полиэтиленполиамина. При заделке трещин, пробоин, восстановлении посадочных мест под подшипники в композиции вводят наполнители.

Приготовление композиции заключается в следующем. Эпоксидную смолу в таре разогревают до температуры 70-80°С, отливают необходимое количество в сосуд, добавляют пластификатор и перемешивают двухкомпонентный состав. Затем, если необходимо, вносят наполнитель, предварительно высушенный в течение 2-3 ч при температуре 100-120°С, и тщательно перемешивают состав. Отвердитель добавляют перед употреблением композиции.

Приготовленную композицию необходимо использовать в течение 20-25 мин.

Организация рабочих мест для проведения ремонта

Участок ремонта деталей синтетическими материалами является изолированным производственным помещением. В его состав входят непосредственно помещение, где выполняется технологический процесс, и бытовые помещения (гардероб для одежды, душевая кабина, помещение для переодевания, гардероб для спецодежды, туалет, умывальник с холодной и горячей водой).

При использовании эпоксидных смол в небольших количествах разрешается работа с ними в общем помещении на постах, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией.

Если для отвердения синтетических материалов используются нагревательные устройства, то для них необходимо выделять отдельное помещение, так как некоторые вещества, используемые в процессе склеивания и нанесения паст, являются взрывоогнеопасными (ацетон, бензин и т. п.).

Для обдува деталей к рабочим местам должна быть подведена магистраль сжатого воздуха. Детали, подлежащие ремонту, необходимо хранить на стеллажах. Для хранения инструмента около каждого рабочего места устанавливают инструментальные шкафы.

Перспективные методы восстановления

К перспективным способам можно отнести такой оригинальный способ восстановления, который, правда, ещё применяют ограниченно, как детонационное напыление. Разработчики постарались использовать энергию детонации, имеющуюся в некоторых газах. На восстанавливаемую поверхность наносится металлический или металлизированный порошок, состоящий из смеси карбидов вольфрама и титана. При взрыве ацетиленокислородной смеси, продолжительностью 0,23 сек., на ремонтной поверхности образуется покрытие толщиной 0,007 мм. Покрытие из порошков с элементами вольфрама и титана имеет большую твёрдость и очень высокую износостойкость. Метод предполагает возможность нанесения многослойного покрытия общей толщиной 0,02-0,4 мм. Преимуществом метода перед аналогами является то, что ремонтируемая поверхность не нагревается выше 250 оС, а в результате напыления образуется покрытие с высокой прочностью сцепления и малой пористостью, не выше 1%. Кроме того, метод технологически не сложен и экономически выгоден даже при ремонте отдельных деталей.

Ещё один способ восстановления, который сегодня получает распространение в различных отраслях машиностроения, основан на плазменном напылении ремонтных поверхностей композиционными порошковыми материалами. Эти порошки отличаются тугоплавкой основой и легкоплавкой связкой. Такие покрытия имеют огромную износостойкость и особенно эффективны при нанесении на рабочие поверхности, подверженные трению. Структура нанесённого слоя представляет хромоникелевый раствор и карбидную фазу с упрочняющими частицами связки – карбидами и боридами хрома. Плазменное напыление используют при ремонте шеек коленвалов, постелей и блоков двигателей. Сущность метода состоит в «бомбардировке» ремонтной поверхности частицами порошка, разогретыми до пластического состояния плазменной либо газопламенной струями.

Экономия металла и защита от коррозии в сочетании с повышением надёжности – это тот эффект, который мы получаем при верно выбранном способе восстановления изношенных деталей и узлов. Располагая современным набором методов ремонта, восстановление может реально улучшить первоначальные эксплуатационные свойства деталей.

Заделка трещин и пробоин

Эпоксидные композиции используют для заделки трещин в корпусных деталях, не проходящих через отверстия под втулки, посадочные места под подшипники, резьбовые отверстия, длиной не более 200 мм. После определения размеров трещины ее края засверливают сверлом диаметром 3 мм, а трещину по всей длине разделывают под углом 60-70°, на глубину 2-3 мм (при толщине стенки более 5 мм). Если толщина стенки менее 2 мм, разделку трещины не делают. Поверхность детали зачищают до металлического блеска на расстоянии 40 мм по обе стороны от трещины и обезжиривают ацетоном. Приготовленный состав наносят на поверхность и уплотняют шпателем. Для заделки мелких трещин (до 20 мм) используют композицию без наполнителя. При восстановлении чугунных деталей с пробоинами и трещинами длиной более 20 мм применяют следующий состав. На 100 частей (по массе) смолы ЭД-16 берут 15 частей дибутилфталата, 120 частей железного порошка и 11 частей полиэтиленполиамина. Для восстановления корпусных деталей из алюминиевых сплавов вместо железного порошка в качестве наполнителя используют алюминиевую пудру (25 частей).

Трещину длиной 20-150 мм на корпусных деталях или баках заделывают эпоксидной композицией, армированной стеклотканью или технической бязью. Первая накладка из ткани должна перекрывать трещину на 20-25 мм по обе стороны, а вторая перекрывать первую на 10-15 мм. После нанесения первого слоя эпоксидной композиции накладывают первую накладку и прикатывают роликом. На поверхность накладки наносят тонкий слой композиции и накладывают вторую накладку, которую тоже прикатывают роликом. На вторую накладку снова наносят слой композиции и оставляют для отверждения.

Трещины на корпусных деталях длиной более 150 мм заделывают с помощью накладки.из листовой стали толщиной 1,5-2,0 мм. Зачищенные поверхности детали, накладки и винтов покрывают эпоксидной композицией.

Отверждение композиции проводят при температуре 18-20 С» в течение 72 ч. Допускается проводить отверждение при температуре 20 С» в течение 12 ч, а затем по одному из следующих режимов: при 40 С» — 48 ч; при 60 С» — 24 ч; при 80 С» — 52 ч; при 100 С» — 3 ч.

Пробоины в корпусных деталях, бачках радиаторов, топливных баках заделывают наложением заплат внахлестку с применением эпоксидных композиций. При небольших пробоинах накладку изготавливают из стеклоткани. Тонкостенные детали восстанавливают наложением накладки из листовой стали. Пробоины в корпусных деталях заделывают постановкой внахлестку металлической накладки на винтах. Стальная накладка может быть закреплена с помощью эпоксидной композиции, проникающей в дополнительные сверления.

Заделка трещин и пробоин

Полимерные покрытия

Материалы из пластмасс успешно используют сегодня для нанесения на дефектные поверхности с целью восстановления размеров и улучшения герметизации. Пластиковое покрытие снижает шум, создаваемый трением, создаёт дополнительную коррозионную защиту. Наносятся пластмассы горячим прессованием, литьем под давлением и ещё некоторыми способами.

В ремонтных работах широко применяются акриловые пластмассы, представляющие собой термопластическое быстротвердеющее вещество, имеющее консистенцию сметаны. Такая пластмасса застывает без подогрева и давления. Затвердевшие пластмассы хорошо обрабатываются резанием, шлифуются, полируются. Пластмассовые покрытия эффективно зарекомендовали себя при нанесении на чугун, бронзу, сталь. Обычно износостойкую акриловою пластмассу применяют для восстановления посадок зубчатых колёс, шкивов. Застывшая пластмасса не боится контактов с бензином, различными моторными маслами. Для повышения износостойкости и уменьшения коэффициента трения в состав пластмассы добавляют до 10% порошка графита.

Сегодня пластмассами различного состава успешно восстанавливают выработанные поверхности подшипников скольжения, заделывают забоины и задиры, в т. ч. и с помощью установки накладок, закрепляющихся эпоксидным клеем. Эпоксидные пластмассы эффективно используются при заделке трещин в корпусных деталях. Пластмасса, состоящая из эпоксидной смолы и графита, или каолина, применяется при восстановлении внутренней поверхности изношенных гильз гидравлических и пневматических приводов.

Строй-Техника.ру

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

Ремонт тракторов и автомобилей

Публикация:

Меры безопасности при восстановлении деталей полимерными материалами

Читать далее:

Структура производственного процесса

Меры безопасности при восстановлении деталей полимерными материалами

Полимерные материалы при нагревании их до температуры выше 60 °С выделяют летучие вредные вещества. Особенно много таких веществ выделяется во время приготовления составов.на основе эпоксидных смол. Длительное воздействие летучих веществ на организм человека при концентрации их в воздухе 0,01…0,02 мг/л может вызвать заболевание печени, почек и центральной нервной системы. Кроме того, смолы могут стать причиной заболевания органов пищеварения, дыхания и раздражения слизистой оболочки глаз. Такие же заболевания может вызвать пыль, образующаяся при обработке деталей, восстановленных составами на основе эпоксидных смол. Поэтому все работы по восстановлению деталей полимерными материалами выполняют в помещении, изолированном от других цехов и участков, оборудованном общей приточно-вытяжной и местной вентиляцией.

Приготавливать составы на основе эпоксидных смол необходимо в вытяжном шкафу. Нельзя загрязнять ими верстаки, поверхности деталей, инструмент, посуду.

Перед работой руки покрывают специальной пастой. Работают в защитном хлопчатобумажном халате, фартуке, нарукавниках, колпаке и перчатках. Необходимо предохранять кожу от отвердителей. Если руки не смазаны пастой, то через каждые 2 ч работы их моют теплой водой с мылом, а затем смазывают жирной мазью на основе ланолина, вазелина или касторового масла.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

При обработке отвержденных полимерных материалов используют респиратор. Перед нанесением покрытий из полимерных материалов в псевдоожиженном слое опрессовкой или другими способами необходимо проверить исправность оборудования на холостом ходу. Загружают материал совком, готовую деталь вынимают специальным крючком или клещами, работают в рукавицах. Капроновый порошок, измельченный до частиц размером менее 0,1 мм, применять нельзя, так как он взрывоопасен.

Полимерные материалы хранят в металлических ящиках вдали от отопительных приборов, сушильных шкафов, электродвигателей.

Рекламные предложения:

Читать далее: Структура производственного процесса

Категория: —
Ремонт тракторов и автомобилей

Склеивание и покрытие полимерными материалами

Применение синтетических смол, пластмасс и других композитных материалов для склеивания металлических элементов машин и механизмов, а также для наращивания изношенной поверхности резиновых и других эластичных конструкций является наиболее перспективной и экономически эффективной методикой ремонта оборудования различного класса и назначения.

Подобная технология восстановления деталей дает возможность избежать применения дополнительного инструмента и вспомогательных метизов, утяжеляющих конструкцию, а также повысить защиту от эрозийных процессов. Кроме того, невысокая стоимость полимерных материалов и простота в использовании позволяет значительно снизить ремонтные издержки мастерской.

Долговечные и износостойкие эластомеры производятся на основе двухкомпонентного состава, который наносится с помощью любого доступного инструмента и обладает высокой адгезионной способностью при покрытии им практически любых материалов.

Наносится материал как простым покрытием, так и в виде инъекции при частичном разрушении и образовании раковин, сколов и трещин.

Отличительной особенностью эластомеров торговой марки Belzona является повышенная износостойкость, механическая прочность, эластичность и сопротивление задиру.

Благодаря этому данная продукция получила широкое распространение при ремонте насосов, диафрагм, приводных муфт, амортизаторов, направляющих подшипников, прокладок, транспортерных лент и корпусных фильтров.