Диссертация (Сборка регулируемых цилиндрических клеевых соединений), страница 11

На этапе монтажа соединения необходимо подобрать исполнительноеустройство для фиксации соединения, которое должно позволять производитьрегулировку и фиксацию соединения в требуемом положении. Разработанныйметод позволяет регулировать положение вала относительно втулки взависимости от технических требований к изделию. Величина зазора клеевогосоединения может варьироваться благодаря возможности регулирования поуглу наклона, по положению сопрягаемых деталей и смешанно.

Точностьизмерений определяется техническими требованиями на изготовление, прианализе которых подбирается соответствующая измерительная оснастка.4.2. При серийной сборке цилиндрических соединений для обеспечениятребованияперпендикулярностиосиохватываемойдетали,кторцуохватывающей, нужно использовать дополнительную оснастку, например,эталонные втулки, сопряжение по которым будет обеспечивать требуемыехарактеристики.

При этом втулка не должна мешать подаче клеевойкомпозиции, так как ее соприкосновение с торцем базовой детали будетосуществляться после заполнения зазора клеем. Свободная посадка междуторцем втулки и торцем базовой детали, позволит регулировать положениеохватываемой детали в плоскости, перпендикулярной ее оси.

При этом64обеспечивается свободное перемещение охватываемой детали в зазоресоединения. Указанное перемещение позволяет обеспечивать регулировкуположения охватываемой детали в процессе сборки до истечения временижизнеспособностиклея.Такимобразом,обеспечиваетсярегулировкаположения охватываемой детали относительно охватывающей в плоскостиперпендикулярной оси охватываемой детали и по углу поворота охватываемойдеталиотносительноееоси,дляобеспеченияотклоненияотперпендикулярности оси охватываемой детали к торцу охватывающей детали.4.3.

Новый метод позволяет производить сборку деталей в вертикальномположении, которое является наиболее выгодным при поточной и единичнойсборке. Поток воздушной среды, исключающий вытекание клеевой композициинеобходимо подавать снизу в созданный при сопряжении зазор. Подача клеевойкомпозиции в случае единичного производства может осуществлятьсясамотеком или с использованием средств механизации, как указано выше. Вслучае серийного производства подача клея осуществляется с помощьюдозирующих устройств, что обеспечит нагнетание клея в зону сборки сизбыточным давлением. [43, 45]4.4.

В зависимости от оснащенности производства, условий сборки игабаритовизделиянеобходимовыбратьподходдляреализациитехнологического процесса сборки регулируемых цилиндрических клеевыхсоединений:а)длямалогабаритныхизделий,предпочтительнопроизводитьрегулирование взаимного положения сопрягаемых деталей за счет вала. Самусборкунеобходимопроизводитьпоследующимэтапам:сопряжениесобираемых деталей в требуемом положении; заливка создаваемого зазораклеевой композицией; регулирование положения сопрягаемых деталей.б) для сборки крупногабаритных изделий, рекомендуется производитьрегулирование взаимного положения сопрягаемых деталей за счет корпуснойили габаритной детали. Сборку в данном случае необходимо производить по65следующимэтапам:сопряжениедеталей;регулированиевзаимногорасположения деталей в соединении; заливка зазора клеевой композицией.5)Отверждение клея.5.1. Процесс отверждения может протекать как при повышенной, так ипри комнатной температуре. Для ускорения отверждения клеевой композициизачастую прибегают к использованию дополнительных устройств нагрева.Нагревание приводит к снижению вязкости клея и сокращению времени егоотверждения.

Температура должна подбираться исходя из рекомендацийзавода-производителя, так как чрезмерное ее увеличение приведет кразрушению клеевого шва. Кроме того, необходимо обеспечить равномерныйнагрев соединения по всему зазору, чтобы избежать локальных внутреннихнапряжений.5.2. Клеи, отверждаемые при условии отсутствия кислорода воздуха,например анаэробные составы и некоторые акриловые, необходимо применятьв малых зазорах. При применении таких составов в увеличенных зазорах, более0,2 мм, необходимо увеличивать вязкость клея. Для ускорения процессаотверждения необходимо обеспечить контакт с металлами активной группы,таким как медь и ее сплавы, кобальт, марганец, никель, железо или применитьактиваторы, способствующие ускорению этого процесса в конкретныхусловиях сборки.5.3.

Клеи, отверждаемые при контакте с влагой воздуха, напримерцианоакрилатныеинекоторыеполиуретановыеклеевыесоставы.Использование данных составов требует открытой выдержки после нанесениядля запуска процесса отверждения. При отсутствии открытой выдержки клейможет затвердеть лишь по периферии соединения, что приведет к снижениюпрочности соединения. Рекомендуется применять при зазорах не более 0,1 мм,в противном случае прибегать к использованию более вязких составов даннойгруппы отверждения.5.4.Клеи,отверждаемыеприиспаренииилипринудительномвысушивании дисперсионной среды, которая входит в их состав, например:66растворители, спирты, вода.

К таким клеям относят: каучукосодержащие иполиуретановыеклеи,клеинаосновелатексов,поливинилацетата,поливинилового спирта, канифоли, клеи на основе элементоорганическихсоединений и т.д. Использование данных составов требует открытой выдержкиили применения устройств нагрева.5.5. Клеи отверждаемые при воздействии ультрафиолетового облучения,например акриловые составы УФ - облучения.

Использование данных составовтребует применение устройств подачи ультрафиолетового облучения – ламп, атакже, чтобы одна из деталей соединения была выполнена из материалапропускающего УФ - лучи. Данная группа клеев отверждается в зазоре междуплотно прилегающими частями.5.6. Клеи отверждаемые при наличии веществ, запускающих химическиереакции, что свойственно в основном для двухкомпонентных составов, когдапроцесс отверждения начинается после смешивания компонентов.

К такимклеевым составам относят: эпоксидные и полиэфирные клеевые композиции,клеи на основе каучуков, полиуретанов и т.д. Перемешивание рекомендуетсяпроизводить непосредственно перед применением. Рекомендуемые зазоры дляданной группы отверждения сильно колеблются и могут формироваться взависимости от требований к изделию. [6, 36]6) Контроль качества соединения:6.1. Способ контроля качества соединения определяется степеньюответственности соединения, а также типом производства. В случае контролянеответственных деталей достаточно оценить качество сборки визуально.Ответственные детали необходимо подвергать более строгому контролю:неразрушающему или разрушающему. В условиях единичного производствачаще прибегают к неразрушающим видам контроля, которые производятоценку качества по косвенным факторам: пустотам, включениям, молекулярнойнаправленности и т.д.В условиях серийного производства проводят разрушающие испытанияна образцах - представителях, выбранных из партии.676.2.

При разрушающих испытаниях ответственных соединений, особоевнимание необходимо уделить виду разрушения клеевого соединения. Такразрушение соединения по границеклей - металл свидетельствует онарушении технологии сборки клеевого соединения и плохой подготовкеповерхностей под склеивание. Разрушение при соблюдении технологическогопроцесса сборки должно происходить или по массе клея или смешанно как помассе металла, так и клея. [36, 48, 62]Выводы по главе 21.Разработаноригинальныйметодсборкирегулируемыхцилиндрических клеевых соединений, позволяющий обеспечить регулированиев процессе сборки, как по углу, так и по перемещению в зазоре соединения.2.

Выявлено, что течение клея по кольцевому зазору осуществляется вламинарном режиме. Расход клеевой композиции определяется по формуле 3(2.1): Q=12(1+1,5 2 )=, при соосном расположении и по формуле (2.2): э =Q 3 (1+1,5 2 )12при эксцентриситете.3. Шероховатость поверхностного слоя, при ламинарном течении клеевойкомпозиции, не оказывает влияния на потери напора по длине. Однакошероховатостьвлияетнасмачиваемостьповерхностидеталиклеем.Рекомендованные значения шероховатости для цилиндрических клеевыхсоединений лежат в пределах Ra = 1,6…3,2 мкм.4.

Разработана методика проектирования технологического процессасборки регулируемых цилиндрических клеевых соединений позволяющаяснизить трудоемкость и себестоимость сборки, а также перерасход клеевойкомпозиции.68ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССАСБОРКИ РЕГУЛИРУЕМЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КЛЕЕВЫХСОЕДИНЕНИЙ3.1. Анализ современных клеевых композиций для сборкицилиндрических соединений в машиностроенииСовременные клеевые композиции, согласно данным указанным вкаталогах производителей, способны выдерживать до 50 МПа на сдвиг присборке металлических деталей, что позволяет успешно использовать их длясборки изделий в машиностроении.

Проведя анализ современных клеевыхкомпозиций,применяемыхдлясборкицилиндрическихсоединенийвмашиностроении, было отмечено, что наибольшее распространение получилианаэробные и эпоксидные клеевые составы. В качестве исследуемыхматериалов были выбраны клеевые композиции таких производителей какLoctite, Permabondи НИИ полимеров им. Каргина. Проанализировавэксплуатационные и физико-механические параметры изделий с применениемклеевых соединений в машиностроении, выявлено, что граничные зазоры,используемые для сборки цилиндрических соединений, лежат в пределах от0,03 до 0,5 мм.

Использование анаэробных клеевых составов для склеиванияметаллических деталей с зазором требует отсутствие воздуха. При этом, какуказывалось в параграфе 1.3. показатель шероховатости поверхности подсклеивание должен лежать в пределах Ra 1,25…3,2 мкм.Как указано в рекомендациях производителя клеевых композиций Loctite присклеивании деталей с зазором, для более равномерного распределения продуктапоклеевой поверхности детали необходимослегка провернуть друготносительно друга. Если требуется соблюдение точного центрирования илисоосности, на начальной стадии полимеризации клея применяют фиксациюдеталей.

При этом позиционирование деталей допускается только сразу после69их соединения. В противном случае это может привести к нарушениюсформированной полимерной цепочки и снижению конечной прочностисоединения.Длядемонтажасоединения,производителирекомендуютуменьшать прочность соединения путем нагрева его до 250 °С. [6, 54, 55, 56]Проводимое в работе исследование связано с определением оптимальныхрежимов сборки, обеспечивающих требуемое качество получаемых соединенийи исключающих перерасход клеевой композиции. Для решения задачи поизучениютехнико-эксплуатационныхпоказателейрегулируемыхцилиндрических клеевых соединений и выявлению необходимых режимовсборки требуется проведение большого количества экспериментов. Для наборабольшой статистической базы необходимо обеспечить такой клеевой материал,который позволяет местное регулирование взаимного положения деталей вклеевомсоединении.Поэтомубылоприняторешениеиспользоватьимитационный материал вместо клеевой композиции, так как клеи имеютограниченноепроведениявремяжизнеспособности.экспериментальногоИмитационныйисследованиябылматериалсозданнадляосновеорганического клейстера, который позволяет исключить возможность быстрогоотверждения, и обладает способностью придания ему необходимой вязкости.Клеевые композиции, исходя из рекомендаций, встречающихся всовременной литературе, и градациях заводов-производителей объединяются в3 группы в зависимости от показателя вязкости.

Рассматриваемые группывключают в себя: композиции низкой вязкости (от 2 до 1000сСт), среднейвязкости (от 1000 до 2000сСт) и высокой вязкости (от 2000 до 5000сСт).Однако для проведения экспериментального исследования и полученияболее точных характеристик, появилась необходимость разработки болеежесткой классификации. Таким образом, применяемые в машиностроении клеибыли разбиты на 8 подгрупп, в соответствии с которыми подбиралсяимитационный материал (Таблица 2).