Технологии использования синтетических материалов

Для заделки трещин чугунных корпусных деталей, работаю­щих в нормальных условиях, рекомендуется следующий количе­ственный состав композиции в весовых частях: эпоксидная смола ЭД-16 — 100; дибутилфталат — 15; железный порошок — 160; полиэтиленполиамин — 8.

При восстановлении деталей, работающих в условиях вибра­ции, в указанный состав вводят до 30 % тонкоизмельченной слю­ды и резины.

Применение полимерных материалов дает хорошие результаты только при тщательном выполнении операций по подготовке по­верхности в зоне дефекта. Следы краски и коррозии не допускают­ся. По концам трещины сверлят отверстия диаметром 2,5... 3,0 мм. (рис. 18.1, а). Снимают фаску вдоль трещин под углом 60...70° на глубину 1...3 мм. Зачищают поверхность на расстоянии 40...50 мм от трещины шлифовальным кругом, дважды обезжиривают ацето­ном с последующей просушкой в течение 8... 10 мин. На подготов­ленную поверхность шпателем наносят эпоксидный состав Б (см. табл. 18.1) при ремонте чугунных и стальных деталей, состав В — алюминиевых деталей.

Если длина трещин меньше 20 мм (рис. 18.1, б), то проводят отверждение композиции при комнатной температуре 12 ч, а за­тем при нагревании в термошкафу по одному из режимов: при температуре 40 °С в течение 48 ч, при температуре 60 °С — 24 ч, при температуре 80 °С — 5 ч, при температуре 100 °С — 3 ч.

Трещины длиной 20...150 мм (рис. 18.1, в) заделывают поста­новкой накладок из стеклоткани. При этом первая накладка долж­на перекрывать трещину на 20...25 мм, а вторая на 30...40 мм. Каж­дую накладку прокатывают роликом.

Трещину длиной более 150 мм (рис. 18.1, г) заделывают нало­жением металлических накладок толщиной 1,5...2 мм с перекры­тием трещины на 40...50 мм на эпоксидную композицию с после­дующим закреплением их винтами. В накладке сверлят отверстия диаметром 10 мм на расстоянии 50...70 мм друг от друга. По этим отверстиям накернивают и сверлят отверстия в детали, нарезают резьбу М8. Данным способом можно заделывать также пробоины. Данный способ может применяться в тех случаях, когда трещины расположены на плоских поверхностях деталях. Дефекты неплос­ких поверхностей деталей, при наличии пробоин и трещин, ре­комендуется устранять сваркой или комбинированным способом (рис. 18.1, д). С этой целью, для придания герметичности на сва­рочный шов наносят слой эпоксидной композиции. Хорошие ре­зультаты при заделке трещин дает применение фигурных вставок (рис. 18.1, е) с последующей герметизацией зоны нанесением эпок­сидной композиции. Применение фигурных стягивающих вставок позволяет вернуть первоначальное пространственное положение базовых элементов корпусных деталей, что положительно влияет на работоспособность отремонтированных узлов.

Приклеивание фрикционных накладок осуществляется клеем ВС-10Т. Технология приклеивания: обезжиривают поверхности колодки ацетоном; проводят сушку в течение 10 мин; наносят клей ВС-10Т толщиной 0,1...0,2 мм; сушат не менее 5 мин на воздухе при ком­натной температуре (после сушки резиновый брусок не должен прилипать); соединяют склеиваемые детали (рис. 18.2), обеспечи­вая давление 0,5... 1,0 МПа; устанавливают приспособления в сушильный шкаф для полимеризации и выдержки при температуре 180...190°С в течение 40 мин.; отключают шкаф, охлаждают его вместе с приспособлением до 70...100°С; охлаждают приспособ­ление на воздухе до 35...40°С; разбирают приспособление; зачищают подтекания и наплывы клея; проводят контроль качества склеивания внешним осмотром и простукиванием.

Для восстановления неподвижных подшипниковых соединений применяют эпоксидные композиции, эластомеры и анаэробные герметики. Поверхности зачищают до блеска, дважды обезжи­ривают ацетоном с последующей суш­кой в течение 10 мин.

При малом износе (зазор до 0,2 мм) на поверхность детали наносят эпок­сидный состав А (см. табл. 18.1), вы­держивают 10 мин, соединяют детали, удаляют излишки эпоксидного соста­ва и отверждают.

При большом износе на подготов­ленные посадочные поверхности шпате­лем наносят эпоксидный состав (Б или Г — для стальных и чугунных, В — для алюминиевых деталей). Затем деталь с составом выдерживается на воздухе при комнатной температуре в течение 2 ч для состава Б и 1 ч — для состава Г. Деталь устанавли­вают на кондуктор (плиту с направляющими втулками и фиксиру­ющими штифтами), закрепленный на столе сверлильного станка (пресс или другое оборудование), и формируют слой эпоксидного состава под номинальный размер с помощью калибрующей сталь­ной оправки, закрепленной в шпинделе станка (без вращения оп­равки). Это обеспечивает соблюдение параллельности осей вос­станавливаемых отверстий и их межцентровых расстояний. Оправ­ку предварительно смазывают маслом АКЗП-6 или техническим солидолом. После калибрования проводят отверждение состава. Вме­сто формирования после полного отверждения эпоксидного со­става отверстия можно расточить.

При ремонте неподвижных подшипниковых соединений (кор­пус-подшипник, вал-подшипник и др.) часто применяют эласто­мер ГЭН-150 (В) и герметик 6Ф. Поверхность, на которую нано­сят покрытие, зачищают абразивной шкуркой на тканевой основе до металлического блеска. Эту операцию производят с помощью ручной пневматической шлифовальной машины. После этого дваж­ды обезжиривают зачищенную поверхность ацетоном и просуши­вают в течение 10 мин. Кистью (окунанием или центробежным способами) наносят равномерно тонкий слой эластомера и вы­держивают на воздухе 20 мин. Толщина одного слоя покрытия на­ходится в пределах 0,01...0,015 мм. При необходимости наносят последующие слои до получения заданной толщины (см. табл. 18.4)-При необходимости проводят термообработку покрытия (см. табЛ-18.2 и 18.4) в сушильном шкафу или камере при температуре 115... 160°С в течение 30 мин. Неподвижные соединения с покры­тием из эластомера или герметика собирают запрессовкой с натя­гом 0,01...0,03 мм.

Эффективный и несложный способ восстановления посадоч­ных отверстий под подшипники в корпусных деталях — это калиб­рование поверхности эпоксидных композиций. Его сущность со­стоит в том, что на изношенную поверхность детали наносят слой эпоксидной композиции, который после предварительного час­тичного отверждения калибруют, исключая таким образом рас­точку восстановленных отверстий.

Технологический процесс включает операции: очи­стку поверхности посадочного отверстия, обезжиривание ее, при­готовление эпоксидной композиции, нанесение слоя композиции толщиной 1...1,5 мм на подготовленную поверхность, частичное отверждение, калибрование, окончательное отверждение компо­зиции, снятие наплывов, контроль качества покрытий.

Таким способом восстанавливают посадочные отверстия подши­пников в корпусах водяного насоса, коробок передач, раздаточных коробок, в крышках распределительных шестерен двигателей и т. д.

Для калибрования используют механические или гидравличес­кие прессы, вертикально-расточные или сверлильные станки.

На рис. 18.4 представлена схема восстановления неподвижных сопряжений при ослаблении посадки. При износе посадочного от­верстия 2 корпусной детали 3 эластомер наносят на поверхность Наружного кольца подшипника 7. Аналогично этому при износе Посадочного отверстия 4 корпусной базовой детали покрытие на­носят на поясок стакана подшипника 7. При ослаблении посадки в сопряжении подшипника 5 и гнезда эластомер наносят на поверх­ность отверстия стакана подшипника.

Часто посадочные поверхно­сти в корпусах (иногда и на ва­лах) восстанавливают вклеива­нием втулок, заранее изготовлен­ных с необходимой точностью с помощью эпоксидного состава А. В этом случае исключается после­дующая механическая обработка втулки. Иногда в подготовленное отверстие с нанесенным эпок­сидным клеем вставляют обезжи­ренную тонкую пластину — свер-тную втулку и раскатывают от­верстие роликовым раскатником (см. разд. 11.5).

При фиксации колец под­шипников в корпусе и на валу с помощью анаэробных герметиков поверхности обеих деталей очищают и тщательно обезжиривают. На поверхности деталей наносят из капельницы флакона герме-тик, разравнивают капли кистью. При сборке детали центрируют с помощью оправок и приспособлений. Собранное соединение вы­держивают в неподвижном состоянии при комнатной температуре 30...40 мин, после чего анаэробный материал набирает техно­логическую прочность, и с ремонтируемого узла можно снимать центрирующее приспособление. По истечении 5...24 ч (см. табл. 18.1) герметик набирает рабочую прочность. Марку герметика выбира­ют по таблице в зависимости от зазора в соединении. С увеличени­ем толщины слоя герметика его долговечность снижается. Для по­вышения прочности и расширения технологических возможнос­тей в герметики добавляют наполнители.

Составы на основе анаэробных материалов приготавливают не­посредственно перед их употреблением путем тщательного пере­вешивания наполнителей с герметиком. Состав следует использо­вать в течение 1 ч.

Сильно изношенные резьбовые отверстия в корпусных деталях часто восстанавливают установкой ввертышей. В этом случае ввертыши удобно закреплять нанесением на поверхности их и отверстия эпоксидного состава А. При небольших износах соединение восста­навливают путем нанесения эпоксидного состава на подготовлен­ные отверстие и шпильку (болт). При износе до 0,3 мм наносят состав Е или анаэробный герметик, а более 0,3 мм — состав Б, при восстановлении соединения с алюминиевой деталью — состав В. Для стопорения резьбовых соединений применяют анаэробный гер­метик или состав Е. Во всех случаях необходимо соблюдать условия подготовки поверхностей и режимы отверждения полимера.

При ремонте из-за деформации сопрягаемых деталей разъем­ного неподвижного соединения, повреждений прокладок не все­гда удается добиться надежной герметичности. Для обеспечения гер­метичности находят эффективное применение полимерные гер­метизирующие материалы. Они могут быть неотверждающимися (жидкие уплотняющие материалы типа ГИПК и уплотнительные замазки, например У-20А). Их применяют обычно в сочетании с твердыми традиционными прокладками и отверждающимися (гер­метик типа «Эластосил» и др.) взамен твердых прокладок. «Элас­тосил 137-83» и компаунд КЛТ-75 можно использовать при не­плоскостности соединяемых поверхностей до 0,8 мм.

Технологический процесс включает очистку поверхностей со­прягаемых деталей от старых прокладок, зачистку, обезжиривание поверхностей ацетоном, нанесение герметика и сборку соедине­ния. Герметик «Эластосил 137-83» и компаунд КЛТ-75 наносят на одну из подготовленных деталей ровным слоем толщиной 1... 3 мм (взамен твердых прокладок). Сборку соединений после нанесения герметика производят в течение 20 мин, отверждение — при ком­натной температуре в течение 6 ч.

Герметики ГИПК-242 и ГИПК-244 разогревают до 80 °С, нано­сят на одну из деталей, устанавливают твердую прокладку, на нее вновь наносят слой герметика и собирают соединение. Эти герметики Можно использовать и без твердых прокладок при зазоре до 0,15 мм.

Появляющиеся при сборке подтеки в соединении должны быть Удалены тампоном, смоченным ацетоном.

При трещинах, пробоинах и обрывах трубопроводов зачищают и обезжиривают поврежденный участок, наносят на него эпоксидный состав А (см. табл. 18.1). Затем покрывают составом одну из сторон стеклоткани и наматывают ее в два-три слоя на повреж­денный участок. На стеклоткань вновь наносят эпоксидный состав А и отверждают.

В табл. 18.6 приведена спецификация основного оборудования.

 

Таблица 18.6 Оборудование для ремонта деталей полимерными материалами

 

Оборудование	Мощность, кВт	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
Стол рабочий с вытяжным шкафом ОП-2078	0,6	2500x800x2660
Шкаф сушильный: вакуумный ВШ-0,035А электрический		735x585x700 610x645x760
СНРЛ-3,5. 3,5, 3,5/3 Пресс гидравлический Д 2424Б Установка газопламенного напыления УПН-6-63	2,2 —	1920x1460x3050 335x110x200 (горелка), 0245x390 (бачек)	9,2
Комплект оборудования для приклеивания накладок муфт сцепления ОП- 10585: установка для зачистки дисков Устройство: для промывки дисков зачистки накладок установки дисков Приспособление для сжатия дисков	0,75   0,75 0,37 — —	1280x950x1240   1200x110x1160 920x300x1430 850x735x1380 0400x570
Устройство для полимиризации клеевых соединений ОП-16614 Установка: для нанесения композицион- ных материалов ИМС-223М сушильная передвижная оп- тического излучения УСПО- 1	0,6	950x1000x2000     820x455x1150   1080x1430 (излучающая панель)

Нанесение полимеров

Газопламенное напыление. Сущность процесса — струя воздуха со взвешенными в ней частицами порошкового полимера прохо­дит через факел ацетиленовоздушного пламени (температура 650...700°С и выше; скорость прохождения полимерного материа­ла 20…30 м/с), частицы размягчаются до пластического состояния и при ударе о подготовленную поверхность детали сцепляются с ней, образуя сплошное полимерное покрытие.

Покрытие наносят с помощью установки для газопламенного напыления (УПН-6-63 или УГПЛ-П), которая имеет распыли­тельную газовую горелку и питательный бачок, соединенные меж­ду собой шлангом. В технологический процесс напыления входят операции:

очистка от краски, грязи и масла кабины, кузова, деталей опере­ния, имеющих неровности и вмятины глубиной не более 5 мм. Поврежденные поверхности с вмятинами и неровностями выправ­ляют, а трещины и пробоины заваривают. Поверхность сварных швов зачищают шлифовальной машиной для удаления острых уг­лов и кромок с радиусом закругления менее 2 мм;

сушка порошка (ПФН-12 или ТПФ-37), просеянного через сито с сеткой 0,16...0,25 мм, при температуре 60°С в течение 5...6 ч. Влажность порошка должна быть не более 2 %;

подготовка установки. В установку засыпают предварительно под­готовленный порошок; присоединяют к горелке круглое или плос­кое сопло; присоединяют шланг одним концом к штуцеру пита­тельного бачка, другим — к порошковому штуцеру горелки; под­водят ацетилен и сжатый воздух к соответствующим штуцерам горелки (рис. 18.5). Применяемый сжатый воздух должен быть очи­щен от избытка влаги и масляных загрязнений. Использование круг­лого или плоского сопла зависит от ширины поверхности, на ко­торую наносят покрытие: при цилиндрическом сопле струя за один проход захватывает 15...20 мм, при плоском — 65...70 мм;

нанесение покрытия. Зачищенную поверхность нагревают до 220... 230 °С (температуру нагрева контролируют по изменению цвета термокарандаша; перегрев поверхности (до синей побежалости) не допускается). Режим нанесения покрытия: скорость перемещения го­релки — 1,2... 1,6 м/мин; давление сжатого воздуха — 0,3...0,6 МПа; расстояние между мундштуком и нагревательной поверхностью — 100... 120 мм; число проходов горелки — 2...3;

прикатывание нанесенного слоя роликом, смоченным холод­ной водой (процедуру проводят через 5...8 с после нанесения покрытия). Перед прикаткой ролик должен находиться в холодной воде, а при прикатке — периодически охлаждать­ся холодной водой;

второй слой наносят после прогрева покрытия пламенем го­релки в течение 5...8 с. Через 8...10 с опять прикатывают по­крытие роликом. Операцию по­вторяют до полного выравнивания вмятины или неровности. Покрытие должно быть плотным, без пузырей и неровностей.

После нанесения покрытия через 15... 20 мин его зачищают шли­фовальной машиной до получения плавного перехода от поверхнос­ти металла к поверхности покрытия. Отслаивания нанесенного по­крытия от металлической поверхности не должно быть. Полимер­ные покрытия на значительные по площади поверхности наносят по частям.

Вибровихревые способы нанесения полимерных покрытий. При­меняют для нанесения тонкослойных полимерных покрытий. Эти покрытия обладают высокими прочностными и антифрикцион­ными качествами, имеют противокоррозионную и химическую стойкость, износостойкость и т.д.

В ремонтном производстве тонкослойные покрытия из полимер­ных материалов используют для ремонта изношенных деталей; для химической или противокоррозионной защиты; для улучше­ния антифрикционных свойств трущихся поверхностей; для со­здания электроизоляции, теплоизоляции, а также для декора­тивных целей.

В установках такого типа взвихрение порошка при подаче возду­ха или газа через пористое дно совмещено с вибрацией дна или всего аппарата. Регулированием подачи воздуха, частоты и амп­литуды колебаний создается возможность получения слоя с рав­номерной концентрацией воздушно-порошковой смеси по высо­те аппарата.

Нанесение тонкослойных полимерных покрытий вибровихре­вым способом осуществляют в такой последовательности: подго­товка порошкового материала и поверхности детали (обезжирива­ние, зачистка, изоляция участков детали, не подлежащих покры­тию); предварительный нагрев детали; нанесение покрытия; термообработка; контроль качества нанесенного покрытия.

Нагретую до температуры на 30... 50 °С выше температуры плав­ления полимера деталь помещают в псевдоожиженный слой по­рошка и выдерживают в нем определенное время. Частицы порош­ка, интенсивно перемешиваясь под действием проходящего воз­духа (инертного газа), оседают на поверхности нагретой детали и, сплавляясь, превращаются в равномерное покрытие без пор.

Достоинства вибровихревого метода нанесения полимерных покрытий: равномерное псевдоожижение порошка по всему объе­му; легкость перевода в псевдоожиженное состояние комкующихся и плохосыпучих порошков полимерных материалов; равномер­ность толщины покрытия по высоте детали; возможность получе­ния покрытий большей толщины, чем при вихревом или вибрационном напылении; хорошее ожижение смеси порошкооб­разных полимеров с наполнителями; отсутствие расслоения ком­понентов в процессе сжижения; увеличение отношения объема взвихренного порошка к насыпному (до значений 1,6...2,0).