Г л а в а Х
ПРИМЕНЕНИЕ ЭПОКСИДНЫХ ПАСТ ПРИ РЕМОНТЕ ДЕТАЛЕЙ
За последние годы в машиностроении и в приборостроении ши роко применяют эпоксидные смолы для склеивания различных де талей и заделки раковин в отливках. В ремонтном производстве на ходят применение эпоксидные пасты для заделки трещин и раковин на различных корпусных деталях, баках и трубопроводах. Напри мер, при ремонте автомобилей эпоксидными смолами заделывают трещины на автомобильных блоках и картерах, на масляных и топ ливных баках и трубопроводах. При ремонте танковых дизелей эпоксидные пасты начинают применять для заделки раковин на наружной поверхности гильз цилиндров и внутренней поверхности рубашек блоков и трещин на крышках головок блоков и корпусах масляных и водяных насосов.
Эпоксидные клеи используются для приклеивания фрикционных накладок на автомобильные тормозные колодки и диски муфт сцеп ления.
При использовании эпоксидных паст и клеев обеспечивается вы-* сокое качество ремонта деталей и значительная экономия средств. Например, до использования эпоксидных паст на танкоремонтных предприятиях пди дефектовке деталей ремонтного фонда выбрако вывали от 20 до 35% рубашек блоков, гильз цилиндров, крышек го ловок блоков и корпусов масляных и водяных насосов. После освое ния процесса заделки трещин и других повреждений эпоксидными пастами выбраковывают не более 5% этих деталей.
Исходным материалом для приготовления эпоксидных паст слу жат эпоксидные смолы Э-40, ЭД-5 и ЭД-6. Перечисленные марки эпоксидных смол друг от друга отличаются содержанием летучего растворителя (толуола). Наибольшее количество (до 6 %) толуола содержится в эпоксидной смоле Э-40. Эпоксидные смолы представ ляют собой вязкую жидкость п являются продуктами реакций кон денсации эпихлоргидрина с дифинилпропаном в присутствии едкой
щелочи. Сырьем для получения эпоксидных смол служат отходы, образующиеся в процессе перегонки нефти. Эпоксидные смолы от носятся к термореактивным пластмассам и после отвердения они представляют собой неплавкие полимеры.
Эпоксидные пасты обладают следующими положительными свойствами, которые обуславливают их применение при ремонте де талей:
—большой адгезией к металлам;
—низкой (15—100°С) температурой отвердения;
—образованием в процессе отвердения плотной, монолитной, прочной, неплавкой и нерастворимой массы;
—отсутствием внутренних напряжений и малой усадкой при отвердении пасты;
—высокой стойкостью к воздействию морской и пресной воды, различных нефтепродуктов, растворов солей и щелочей;
—повышенной механической прочностью.
Перечисленные качества обеспечивают возможность применения эпоксидных паст при восстановлении большой номенклатуры дета лей.
В состав пасты входят следующие материалы: эпоксидная смо ла; отвердитель, наполнитель и пластификатор. Эпоксидная смола является основным связующим компонентом эпоксидной пасты.
При взаимодействии с отвердителями эпоксидная смола необ ратимо отвердевает. Различают отвердители холодного и горячего отвердения. Холодные отвердители превращают эпоксидную смолу в твердое состояние при температуре 15—18°С. Горячие отверди тели активно вступают в реакцию со смолой при температуре около
100°С.
В качестве отвердителей холодного отвердения применяют полизтиленполиамин и смесь, состоящую из равных частей гексаметилендиамена и этилового спирта. Для горячего отвердения рекомен дуется малеиновый ангидрид.
Состав и количество отвердители оказывают существенное влия ние на механические свойства эпоксидной пасты. При использова нии в качестве отвердителя полиэтиленполиамина предел прочно сти при растяжении равен 560 кг/см2, а теплостойкость— 100°С. При отвердении малеиновым ангидридом предел прочности при растяжении повышается до 800 кг/см2, а теплостойкость пасты — до 120°С. Для повышения ударной вязкости в состав пасты вводят пластификаторы (дибутилфталат, трикрезилфтолат и др.).
Наполнители придают пасте требуемую вязкость, повышают прочность взаимного сцепления пасты с металлом детали и сбли жают коэффициенты термического расширения пасты и металла.
В качестве наполнителя применяют мелкоизмельченные по рошки: портланд-цемента; маршалита, талька, алюминия, чугуна и стали. Применяют также стеклоткань, стекловолокнит и асбесто вую муку.
Лучшие результаты по ударной вязкости обеспечиваются при использовании в качестве наполнителя стекловолокнита или стекло ткани.
По теплостойкости лучшие результаты получают путем добав ления в пасту асбестовой муки. Паста с асбестовой мукой имеет теплостойкость 170—180°С.
При ремонте деталей из стали и чугуна в качестве наполнителей рекомендуется применять железный порошок или портланд-цемент. Для деталей из алюминиевых сплавов в состав пасты вводят алю миниевую пудру или маршалит.
В табл. 44 приведены наиболее распространенные составы эпок сидных паст.
Порядок приготовления эпоксидной пасты следующий. Эпоксид ную смолу нагревают до 60°С, добавляют пластификатор и тща тельно перемешивают. Затем вводят наполнители и смесь вторично перемешивают. За 40—50 минут перед использованием в пасту вво дят отвердитель. При необходимости использования пасты более продолжительное время (например 20—24 часа) ее хранят при тем пературе от +1 до +4°С. Перед использованием пасту подогре вают до 15—18°С.
Рассмотрим процесс устранения некоторых характерных дефек тов.
Трещины длиной менее 100 мм после ограничения путем свер ления отверстий диаметром в 2 —3 мм и подготовки кромок запол няют (рис. 223, а) эпоксидным составом № 2. Предварительно кромки трещины разделывают под углом '45° и подвергают обра ботке металлическим песком или абразивными кругами. Такая об работка обеспечивает лучшее молекулярное сцепление эпоксидной пасты с металлом. После этого подготовленные кромки шва тща тельно обезжиривают ацетоном.
Исследованиями установлено, что прочность соединения покры тия с металлом п ее физико-механические свойства зависят также от режима отвердения. Лучшие результаты обеспечиваются, ког да для отвердения пасты, деталь в течение двух-трех часов выдер живают при температуре 60—80°С. При комнатной (15—18°С) тем пературе продолжительность отвердения пасты— 15—18 часов.
Если длина трещины более 100 мм, то после наложения эпоксид ной пасты на подготовленный шов ставят заплату (два-три слоя) из стеклоткани (рис. 223, б). Каждый слой заплаты тщательно прока тывают роликом. Стеклоткань значительно повышает прочность шва.
Для наложения первого слоя заплаты зону трещины на расстоя нии 154-20 мм зачищают до металлического блеска, обезжиривают ацетоном и покрывают тонким слоем пасты. На первый слой запла ты также наносят тонкий слой эпоксидного состава.
Если требуется повышенная прочность детали, шов предвари тельно укрепляют штифтами (рис. 223, в).
Последовательность заделки раковин глубиной не более 1 мм па поверхности внутренних стенок рубашки блока следующая. По верхность детали обрабатывают металлическим песком, продувают сжатым воздухом и обезжиривают ацетоном. После выдержки в 10—15 минут, пользуясь стеклянной лопаточкой, раковины запол няют эпоксидным составом. Затем деталь при комнатной темпера туре выдерживают в течение 20—24 часов.
45°^
Рис. 223. Устранение трещин эпоксидными смолами:
а — трещина длиной менее 100 мм; |
б —трещина длиной более 100 мм; |
в — укрепление шва |
|
|
|
штифтами |
|
|
При |
глубине |
раковин |
более 2 |
мм сверх |
эпоксидного .состава |
ставят |
заплату |
из стекловолокна. |
Заплата |
должна |
перекрывать |
дефектный участок на 2—3 мм.
Для приклеивания тормозных накладок к автомобильным тор мозным колодкам и дискам сцепления применяют синтетический клей ВС-10-Т. Поверхность деталей очищают металлической щет кой до блеска, обезжиривают бензином Б-70 или уайт-спиритом и наносят слой клея толщиной 0,1 —0,2 мм.
После просушивания слоя клея накладки вместе с колодками или дисками зажимают в специальном приспособлении или под прессом; удельное давление должно быть не менее 1—3 кг)см2.
Г л а в а XI
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РЕМОНТА ДЕТАЛЕЙ
Технологическим процессом ремонта детали называется комп лекс операций, выполняемых в определенной последовательности, с целью устранения неисправностей в деталях. Технологический про цесс должен быть экономичным и обеспечивать высокое качество ремонта.
Исходными данными для разработки технологического процес са ремонта детали являются:
—чертеж на ремонтируемую деталь;
—технические условия на ее ремонт;
—характеристика оборудования, применяемого при ремонте детали.
По чертежу устанавливают необходимые размеры детали, вид термической или термохимической обработки, требования к взаим ному расположению отдельных поверхностей, чистоту их обработки
идругие данные.
Технические условия на ремонт позволяют определить характер ные дефекты детали, допустимые отклонения в техническом со стоянии и возможные способы устранения дефектов.
Характеристика оборудования дает возможность правильно на значать режимы обработки, правильно выбирать способы установ ки детали на станке и проводить нормирование процесса.
В Ы Б О Р С П О С О Б А Р Е М О Н Т А И П О С Л Е Д О В А Т Е Л Ь Н О С Т Ь Р А З Р А Б О Т К И Т Е Х Н О Л О Г И Ч Е С К О Г О П Р О Ц Е С С А Р Е М О Н Т А Д Е Т А Л Е Й
Технологический процесс ремонта деталей разрабатывают в та кой последовательности:
—выбирают способ устранения каждого дефекта;
—определяют перечень операций и последовательность их вы полнения при устранении каждого дефекта выбранным способом;
—определяют схему технологического процесса ремонта де
тали;
—разрабатывают каждую операцию принятой схемы техноло гического процесса и составляют технологическую документацию.
При выборе способа устранения дефекта детали учитывают:
—требования технических условий на дефектовку и ремонт детали;
—конструктивно-технологические особенности детали;
—технико-экономические соображения.
В понятие конструктивно-технологические особенности детали включают: особенности конструкций ремонтируемой и сопряженной с ней детали; характер сопряжения между деталями; условия рабо ты детали и технологию ее изготовления.
Конструктивно-технологические особенности детали оказывают существенное влияние на выбор способа ремонта. При выборе спо соба ремонта детали учитывают: материал, термическую или термо химическую обработку, конфигурацию и габариты ремонтируемой и сопряженной детали, характер сопряжения между деталями, ус ловия работы детали (температура, характер и величина действую щих нагрузок), запас прочности и величину износа поверхностей за межремонтный срок.
Технико-экономические соображения определяются: технически ми возможностями ремонтного средства и экономической целесооб разностью выбранного способа.
В результате большого разнообразия деталей в танке и разли чия условий, в которых производится их ремонт, затруднительно заранее указать рациональный способ ремонта для каждой детали. Однако некоторые соображения по этому вопросу могут быть ре комендованы.
Н а п л а в к у и с в а р к у применяют при ремонте деталей, имеющих значительные износы и механические повреждения (тре щины, пробоины и поломки). Современные способы наплавки поз воляют получить наплавленный металл повышенной твердости без последующей термической обработки. Этот способ не рекомендует ся для деталей, у которых местный или общий нагрев может вы звать значительные внутренние напряжения, в результате чего мо гут появиться недопустимые остаточные деформации или трещины. Ограничено также применение наплавки и сварки при ремонте де талей из цветных металлов. В частности, не всегда рекомендуется сварка и наплавка для конструктивно сложных деталей из алюми ниевых сплавов. На ремонтных предприятиях способом наплавки восстанавливают изношенные кулачки распределительных валов, шейки балансиров, шлицы валов агрегатов трансмиссии, наружные поверхности опорных катков, рабочие поверхности вилок переклю чения передач, места посадки подшипников качения в различных деталях, посадочные поверхности под вкладыши в картере дизеля, резьбовые поверхности различных валов и др. Сварка широко при меняется для заварки трещин на корпусных деталях из алюминие-
вых сплавов и чугуна. Сварка является основным способом задел ки трещин и пробоин при ремонте броневых корпусов и башен.
В ы с о к о ч а с т о т н а я |
м е т а л л и з а ц и я применима для |
вос |
становления поверхностен |
неподвижных |
посадок или деталей, |
имеющих большие износы |
и работающих |
без значительных |
кон |
тактных или знакопеременных динамических нагрузок. Этот способ наращивания не рекомендуется для деталей, работающих в усло виях высоких температур. Известно, что металлизированный слой относительно плохо сцепляется с основным металлом; коэффициент объемного расширения слоя отличается от коэффициента расшире ния основного металла. Поэтому в условиях контактных или знако переменных нагрузок возможны случаи отслаивания или разруше ния слоя металлизации. Высокочастотная металлизация — способ относительно новый и в настоящее время осваивается в танкоре монтном производстве. Исследованиями установлена целесообраз ность наращивания этим способом наружных цилиндрических по верхностей диаметром более 50 мм. Восстановление деталей мень ших размеров нецелесообразно вследствие больших потерь напыливаемого металла.
Г а л ь в а н и ч е с к о е н а р а щ и в а н и е целесообразно приме нять при ремонте деталей небольших размеров, сравнительно не сложной конфигурации и имеющих малые (до 0,1—0,15 мм на сто рону) износы. Слон большей толщины получают значительные внутренние напряжения, вследствие чего снижаются механические свойства деталей (плохо воспринимаются большие контактные и динамические нагрузки).
Хромированием восстанавливают изношенные шейки под под шипники качения на шлицевых валах, опорные шейки распредели тельных валов, шейки валиков передач и др.
Д а в л е н и е применяется при ремонте деталей, изготовленных из металлов, имеющих достаточную пластичность. Кроме того, прочность восстановленной детали должна обеспечить надежную ее работу до следующего ремонта. Этот способ ремонта применяется для деталей небольших размеров и сравнительно простой конфигу рации. При ремонте бронетанковой техники способом осадки вос станавливают изношенные втулки из цветных металлов; вдавли вание применяют при восстановлении малонагруженных шлицев различных валов. Способ накатки с последующей заливкой слоем баббита рекомендуется для подшипников скольжения, залитых свинцовистой бронзой. Правке подвергают детали любой сложности (коленчатые валы, шлицевые валы, гильзы, головки блока) при де формации более допустимых размеров. Ответственные стальные де тали после правки рекомендуется нагревать до температуры 200-г250°С. При нагреве снимаются внутренние напряжения в ме талле и надежно фиксируется требуемая форма.
М е х а н и ч е с к а я о б р а б о т к а под ремонтный размер при меняется при восстановлении деталей любых размеров и конфигу рации, если изношенные поверхности имеют достаточный запас
прочности. При этом учитывают также целесообразность замены сопряженной детали на новую ремонтного размера или наращива ния ее поверхностей до размеров, обеспечивающих необходимую посадку с обработанными поверхностями ремонтируемой детали.
При обработке под ремонтный размер обращают внимание на термическую или термохимическую обработку поверхностного слоя изношенных деталей. Допускается снимать металл на величину не более 2/3 от толщины термически обработанного слоя. При снятии большего слоя металла резко снижается твердость восстанавливае мой поверхности, что не допускается техническими условиями.
Ремонт деталей способом механической обработки под нормали зованные ремонтные размеры целесообразно производить в том случае, когда экономически выгодно иметь сопряженные детали ремонтных размеров.
Способом механической обработки под ремонтные размеры вос станавливают: изношенные гильзы двигателей, шейки коленчатых валов, штоки клапанов, поршневые пальцы, проушины прицепных
шатунов, резьбовые поверхности, диски трения и др. |
* |
П о с т а н о в к у д о б а в о ч н о й д е т а л и применяют |
в том |
случае, когда при подготовке изношенной поверхности под вставку способом механической обработки не нарушается прочность основ ной детали.
Минимальная уголщина втулок для цилиндрических поверхно стей допускается 3—4 мм на сторону. При меньшей толщине втулки быстро нарушается характер ее сопряжения с основной деталью. Этот способ также целесообразно применять в том случае, когда вследствие возможности коробления детали и по экономическим соображениям нерационально или невозможно использовать нара щивание другими способами.
К постановке добавочных деталей прибегают при срыве наруж ных и внутренних резьб, износе ступиц колес и катков, износе не разъемных проушин рычагов и при износе рабочих шеек валов.
З а м е н а ч а с т и д е т а л и производится, если при удалении изношенной части и замене ее новой не нарушается прочность де тали. Кроме того, трудоемкость процесса должна быть меньше по сравнению с другими способами ремонта. Этот способ применяют при срыве резьбы на хвостовиках валов, при повреждении части трубопроводов и т. п.
В практике ремонта деталей отдельные дефекты можно устра нить несколькими способами. В этом случае выбирают более эко номичный.
Себестоимость ремонта детали определяют по формуле .
А= В + — ,
ГX
где А — полная себестоимость ремонта детали в руб.; В — затраты, повторяющиеся при ремонте каждой детали
в руб.;
Г— затраты на подготовительно-заключительные работы для партии деталей в руб.;
X — число деталей в партии.
Себестоимость ремонта партии деталей равна
Д = АХ = ВХ + Г.
Эта формула выражает зависимость себестоимости ремонта от ко личества деталей в партии (рис. 224). Из графика видно, что при неизменном технологическом процессе себестоимость ремонта за висит от количества ремонтируемых деталей в партии. Однако нуж но иметь в виду, что величина оптимальной партии, кроме себестои мости, определяется масштабом производства.
И
Рис. 224. Зависимость штучной себестоимости ремонта от количества деталей в партии
Если деталь может быть отремонтирована двумя способами, то их экономичность можно сравнить графически (рис. 225).
Точка пересечения кривых А\ и Л2 на графике характеризует ко личество деталей в партии, при котором себестоимость их ремонта будет равна.
Если количество деталей в партии меньше Х и то себестоимость ремонта будет меньше при втором способе. Первый способ обеспе чивает более низкую себестоимость ремонта, когда партия деталей больше Х х.
Графический способ экономической оценки позволяет опреде лить более рентабельный способ ремонта для данного производства.
