Применение полимерных материалов при восстановлении

Общие сведения. При ремонте машин полимерные мате­риалы полумили 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.

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.).

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

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 (рис. 5.30,а). 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).

Трещины на корпусных деталях длиной более 150 мм за­делывают с помощью накладки из листовой стали толщиной 1,5 — 2,0 мм (рис. 5.30,в). 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.

Склеивание деталей синтетическими клеями. Для скле­ивания применяют клеи ВС-10Т и типа БФ, 88Н и др. Клей ВС-ЮТ используют для приклеивания накладок к тормозным колодкам и дискам сцепления. Кроме того, его можно использовать для склеивания металлов, стеклотексго- литов и других материалов. Режим отверждения: давление прижатия склеиваемых поверхностей — 0,2—0,4 МПа, тем­пература — 175 — 185°С, продолжительность — 1,5 — 2,0 ч.

Клеи БФ-2, БФ-4, БФ-б применяют для склеивания ме­таллов, древесины и др. Клей БФ-6 дает более эластичные соединения, поэтому его применяют для склеивания фетра, войлока, тканей и других материалов. Режим склеивания: давление — 0,5—1,0 МПа, температура — 140—160°С, про­должительность — 1,0 —1,5 ч. Клей БФ-52Т используют для тех же целей, что и клей ВС-ЮТ.

Для склеивания резин и резины с металлом применяют клей 88Н

Поверхности, подлежащие склеиванию, очищают от заг­рязнений и старых полимерных материалов. Металлические поверхности зачищают до металлического блеска и обезжи­ривают ацетоном или бензином. После сушки деталей нано­сят слой клея толщиной 0,10 — 0,15 мм на склеиваемые по­верхности и выдерживают при комнатной температуре в те­чение 10—15 мин. Затем наносят второй слой клея и просу­шивают детали. Окончание сушки проверяют «на отлип». К слою клея прикладывают резиновый брусок, очищенный аце­тоном, Если он не прилипает, склеиваемые поверхности на­кладывают одна на другую и сжимают специальными при­способлениями. Деталь вместе с приспособлениями помеща­ют в специальный шкаф для термообработки (отверждения клеевого состава) и выдерживают в течение 40 мин. Для уменьшения остаточных напряжений в клеевом соединении детали охлаждают вместе со шкафом до температуры 80 — 100°С, а затем на воздухе до температуры 20 —25°С в течение 2—3 ч и снимают с приспособлений. По такой технологии приклеивают фрикционные наклад­ки на тормозные колодки и диски.

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(В) 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