Диссертация (Сборка регулируемых цилиндрических клеевых соединений), страница 14

3.14.Рис.3.14. Зависимость величины давления воздушного потока от создаваемогозазора для композиций высокой вязкости: от 2000 до 2500 сСт: 1 –экспериментальный график, 2- аппроксимированный графикДля композиций 3 группы 7 подгруппы вязкости величина давлениявоздушного потока для сборки соединения лежит в пределах P= 2,3…6,5см.вод.ст.89б) Режимы сборки для подгруппы 8, полученные экспериментально иобработанные отражены в Таблице 9.Таблица 9.Режимы сборки композиций вязкостью 2500-5000 сСтВеличина давления воздушного потокаЗазор,мм1 изм.,см.вод.ст.2 изм.,3 изм.,см.вод.ст. см.вод.ст.СреднееСреднеезначение,значение,см.вод.стПа0,15101511121176,80,2512141513,671340,5При проведении эксперимента обнаружено, что увеличение давленияприводит к выдавливанию клеевой композиции (Рис.

3.15, а), а чрезмерноеувеличение давления приводит к образованию воздушной полости в клеевомшве (Рис. 3.15, б). Выявленные режимы сборки показывают заполнениеклеевого зазора без потеков и полостей.аРис.3.15.Негативныерезультатыбпроведениякомпозицией высокой вязкостиэкспериментасклеевойс= 2500…5000 сСт, при величинезазора δ=0,15 мм: а) выдавливание, б) образование полостиВ программе Advanced Grapher был осуществлен регрессионный анализэкспериментальных данных. В результате получена зависимость: P(δ)= 13.4δ+10, отражающая взаимосвязь величины давления воздушного потока от90создаваемого зазора для композиций 3 группы 8 подгруппы вязкости, графикизображен на Рис. 3.16.Рис.3.16. Зависимость величины давления воздушного потока от создаваемогозазора для композиций высокой вязкости: от 2500 до 5000 сСт: 1экспериментальный график, 2- аппроксимированный графикДля композиций 3 группы 8 подгруппы вязкости величина давлениявоздушного потока для сборки соединения лежит в пределах P=12…13,7см.вод.ст.В результате проведенного исследования, можно заключить, что дляклеев высокой вязкости, лежащих в диапазоне от 2000 до 5000сСт, дляудерживания состава в создаваемом при сборке цилиндрических соединенийзазоре от 0,125 до 1 мм, определена величина давления в диапазоне от 2,3 до13,7 см.вод.ст.Для рассмотренных величин зазоров величина давления воздушногопотока не превышает 13,7 см.вод.ст., что может быть обеспечено от любогоисточникаподачидавления.Всепредставленныеграфикиимеютпараболический характер, что позволяет заключить, что с увеличением зазорамежду соединяемыми деталями увеличивается и давление воздушного потока,необходимого для удерживания клеевого состава.

Погрешность сходимостиданных не превышает 4,3%.Экспериментально установлено, что режимы подачи воздушной средынапрямую зависят от вязкости клеевой композиции и зазора соединения. [41]913.3.2. Экспериментальное выявление параметров сборки соединений склеевыми композициями при условии варьирования зазораДля решения задачи по проектированию методики сборки регулируемыхцилиндрическихклеевыхсоединенийитехнологическойотработкеконструкции регулируемых цилиндрических клеевых соединений, былапроизведена серия экспериментов с анаэробной клеевой композицией Loctite638.

По параметрам, исследованным в разделе 3.3.1., проводился экспериментпри варьировании зазора.Для реализации эксперимента были изготовлены экспериментальныеобразцы из стали 45 с шероховатостью поверхностного слоя Ra=2,5мкм.Втулки изготовлены с одинаковым наружным размером Ø55H14 мм.ВнутреннийразмеротверстиявтулкиØ38-0,05мм. Для экспериментаизготовлено шесть валов из стали 45 таким образом, что в результатесоединения с втулкой 1 вала, образуется зазор – 0,1мм, 2 вала – 0,2 мм, 3 вала –0,3 мм, 4 вала – 0,4 мм, 5 вала – 0,5 мм, 6 вала – 0,7 мм. Длина сопряжения вовсех образцах составляла 11мм.Перед склеиванием поверхность каждого из образцов подвергаласьобезжириванию ацетоном, а затем сушке в течение 15 минут.

После сушкиобразцы закреплялись на экспериментальной установке, описанной в параграфе3.2, в зону сборки подавалась рекомендуемая величина давления, полученная вразделе 3.3.1. Эксперимент проводился при температуре окружающей среды 20°С. Температура воздушного потока, подаваемого в зону сборки через насадкусоставляла 25 °С. Температура определялась с помощью спиртовоготехнического термометра.Эксперимент проводился в следующей последовательности: на оправкупоз. 3 экспериментальной установки устанавливалась стальная втулка поз.

2,вал поз. 1 устанавливался в отверстие втулки, создавая требуемую величинузазора. Соосность вала относительно втулки обеспечивается вывереннойпланкой поз. 8, угол наклона втулки относительно вала выставляется 0°. В92образованный между соединениями зазор с помощью насадки поз. 4, снизу взону сборки подавалось известное давление воздушного потока, определенное вразделе 3.3.1. для композиций низкой вязкости 1 группы 3 подгруппы 0,3…2,4см.вод.ст.После подачи давления в зону сборки подавалась клеевая композиция.Клеевая композиция распределялась вручную самотеком по кольцевойтраектории. Заполнение клеем зазора определялось визуально (Рис.

3.17.).абРис. 3.17. Сборка регулируемых цилиндрических клеевых соединений: а –сборка соединения с клеем Loctite 638 при выявленных режимахсборки, б – варианты выполнения соединенияПри склеивании образцы фиксировались на экспериментальной установкев течение 30 минут. После выдержки на установке, детали хранились безприменения средств стабилизации положения деталей 48 часов при комнатнойтемпературе.После отверждения клея образцы подвергались испытанию на сдвиг наразрывной машине ИР 5143-200 (Рис. 3.18).93абвРис.

3.18. Испытания изделия на сдвиг на разрывной машине ИР 5143-200: а фронтальный вид на установку, б – зона сборки, в – образец послеразрушенияПосле разрушения соединения образцы нагревались в муфельной печи(Рис. 3.19.) при температуре 450°С в течение 25 минут, для удаления клеевойкомпозиции с поверхности образцов. Серия экспериментов повторялась 3 раза.а94бРис. 3.19. Удаление клеевой композиции в муфельной печи: а – температурныйрежим печи при удалении клея, б – вид экспериментальных образцовпосле удаления клеевой композицииПолученные результаты экспериментального исследования отражены вТаблице 10.Таблица 10.ВеличинаМаксимальная сила распрессовки, кНСредняя сила, кНзазора, ммЭксп.

1Эксп. 2Эксп. 30,13528,430,231,20,2273129290,3272527,526,50,42124,52222,50,51617,51616,50,71312,512,612,7Исходя из полученных данных, высчитывалось значение усилия на сдвигсд по следующей формуле:сд =ср,(3.1)где ср .- среднее значение максимальной силы, приложенной дляразрушения соединения, Н, S- площадь сопряжения вала, мм2. [88, 100]95При δ=0,1 мм, сд =при δ=0,3 мм, сд =δ=0,5 мм, сд =165001295,3Посредством31200265001302,21309= 27МПа; при δ=0,2 мм, сд == 20МПа, при δ=0,4 мм, сд == 12,8МПа; при δ=0,7 мм, сд =программыAdvanced127001288,3Grapher290001305,6225001298,7= 22МПа,= 18МПа, при= 10МПа.былосуществленрегрессионный анализ экспериментальных данных.

В результате полученазависимость: σ (δ) =2.8 δ2 -27.1 δ +27.1, отражающая взаимосвязь прочности насдвиг от создаваемого зазора при рекомендуемых условиях сборки для клеевойкомпозиции Loctite 638, график изображен на Рис. 3.20. Погрешностьсходимости данных не превышает 1,98%.Рис. 3.20. Зависимость прочности на сдвиг клеевой анаэробной композицииLoctite 638 с вязкостью ν=250 сСт от создаваемого зазора: 1экспериментальный график, 2- аппроксимированный графикИсходя из полученных данных можно заключить, что прочностьсоединения напрямую зависит от зазора. При увеличении зазора прочностьсоединения снижается по представленной зависимости.Полученные результаты исследования показали, что при использованииразработаннойметодики,можнопроизводитьсборкуцилиндрическихсоединений при регулировании взаимного положения сопрягаемых деталей.96Полученныезначенияпредъявляемымксоответствуютнеподвижнымтехническимцилиндрическимтребованиям,соединениямвмашиностроении.

[42, 45]3.4. Разработка методики сборки регулируемых цилиндрических клеевыхсоединений на основе эмпирических зависимостейВ результате проведенного экспериментального исследования, возможно,внести уточнения и дополнения в методику, представленную в параграфе 2.4.На этапе 2 - Выбор и приготовление клея, можно внести следующиерекомендации:порезультатамэкспериментальныхисследований,существующие клеевые композиции были разбиты на 8 подгрупп взависимости от вязкости клеевой композиции (см. Таблицу 2 параграф 3.1.).При выборе клеевого состава необходимо проанализировать, к какой изпредставленных групп он относится, для возможности подбора режимов сборкисоединения. Так, например, анаэробная композиция Loctite 638 относится кклеевым композициям низкой вязкости 3 подгруппы, Анатерм 111 относится кклеям средней вязкости 6 подгруппы и т.д.

[54, 55, 56]Данная таблица упрощает поиск рекомендуемых режимов сборки длярегулируемых цилиндрических клеевых соединений.На этапе 3 – Нанесение клея: при автоматизации работ и подаче клеячерез сопло дозатора под давлением, необходимо произвести корректировкуполученных данных на величину этого давления, по формуле:Pнов= Qвыявленное+Pдополнительное,(3.2)где Qвыявленное - выявленное значение величины давления воздушногопотока, Pдополнительное – давление подачи клея при использовании дозатора.На этапе 4 – Монтаж соединения:1) При сборке регулируемых цилиндрических соединений в вертикальномположении,необходимообеспечитьравномерностьзаполнениязазорасоединения и исключить вытекание клея.