Диссертация (Сборка регулируемых цилиндрических клеевых соединений), страница 5

Однако, на практике, при сборкецилиндрических соединений существует несколько вариантов нанесения клея.27Во-первых, клей обычно наносят в виде непрерывного кольца на переднюючасть одной или двух деталей. На цилиндрические поверхности большой длинынаносят несколько таких колец. Во-вторых, клеевые композиции могут бытьнанесены на одну из цилиндрических деталей по спирали.

Количествонаносимой массы клея может составлять до 300 г/м2 и зависит вида клея исостояния склеиваемой поверхности. Для лучшего распространения клея поповерхности и удаления пузырьков воздуха, деталям необходимо придатьвращательноедвижение.Принанесенииклеевойкомпозицииставятследующие цели: достижение равномерного распределения клея и созданиеопределенной толщины клеевого слоя. Особенностью является то, что прибольших зазорах, более 0,1 мм, при использовании однокомпонентных клеев,его наносят ровным слоем только на одну из сопрягаемых поверхностей, адетали соединяют скручивающим движением, чтобы распределить анаэробныйматериал по всей зоне соединения.

В случае переходных посадок, клей наносятна обе поверхности по всей длине сопряжения, так как при запрессовкепроисходит частичное выдавливание клея из соединения. При использованиидвукомпонентных клеев, каждый компонент наносят на одну из сопрягаемыхповерхностей по всей ее длине.В литературе встречается утверждение, что чем меньше толщинаклеевого слоя, тем выше прочность клеевого соединения, так как в тонком слоеклея меньше внутренних напряжений, а оптимальная толщина составляет0,1...0,2 мм. [6, 36, 87]Выбирая способ нанесения клея, учитывают: габаритные размерысклеиваемыхповерхностей,типиоснащенностьпроизводства,производительность оборудования, состояние и свойства клея, а также видполучаемого соединения.

[36, 49, 59]При ручном способе нанесения жидких клеев используют валики,шпатели, кисти, тампоны, форсунки и т.д. В настоящее время производителиупаковывают жидкие однокомпонентные клеи в удобную эластичную тару,котораяснабженасопломдляегонанесения.Длякрупносерийного28производства существует большое количествомеханическихустройствдозирования и нанесения клея, например, автоматические дозаторы, которыевходят в состав линии для склеивания сложных изделий. Дозаторы кроменанесения клея, часто применяют при его приготовлении смешиванием. [2, 32,33, 36, 39]Для каждого клея существует рекомендуемая толщина, которую меняютвведением различных наполнителей, например при сборке цилиндрическихсоединений, для анаэробных клеев, оптимальная толщина составляет 0,1...0,5мм, а для эпоксидных клеев - 0,05…0,25 мм.

[6, 36]4) Монтаж соединения. Очень важно зафиксировать склеиваемые деталина время отверждения до тех пор, пока клей не получит начального значенияпрочности. Склеиваемые поверхности для соблюдения центрирования илисоостности, на начальной стадии полимеризации клея, прижимают с помощьюструбцин, прихватов или специальных приспособлений с определенной силой,сразу после соединения деталей. Если необходимо точное соблюдениесоосности сопрягаемых деталей, применяют вкладыши, которые фиксируютдетали в нужном положении.

По окончании склеивания остатки затвердевшегоклея на наружных поверхностях удаляют металлическими щетками, шаберами,наждачной бумагой или промывкой растворителями. [30, 36]Сборкацилиндрическихклеевыхсоединенийлегкоподдаетсяавтоматизации. Автоматизация клеевых соединений производится в трехслучаях – при необходимости обеспечения большой производительностисборки, при применении опасных для здоровья человека клеев и их отдельныхкомпонентов, при необходимости обеспечения точности сборки, которуюнельзя достичь в ручном режиме. [2, 32, 33, 36, 39]5) Отверждение клея. Жидкие клеевые композиции используют споследующей открытой выдержкой клеевого слоя. Выдержка являетсянеобходимым условием полимеризации для удаления летучих компонентов.Обычно этот процесс занимает 20 - 30мин.

Испарение растворителя можетпротекать как при повышенной, так и при комнатной температуре. [6, 52, 58]29Для ускорения процесса полимеризации варьируют таким параметром кактемпература, при увеличении которой наблюдается уменьшение вязкости клея,возрастание диффузии к поверхности, что способствует большей адгезии и какрезультат, сокращению времени полимеризации.

Однако, если температурывысоки, то прочность начинает снижаться из-за разрушения полимеров илинедостаточного времени для полного смачивания поверхности. Температуранагрева колеблется от комнатной до 300°С и задается с помощью специальныхустройств нагрева. [6, 54, 55, 56]6) Контроль качества склеивания. Неответственные детали контролируютвизуально или простукиванием, а ответственные подвергают испытаниям:неразрушающим и разрушающим.Неразрушающиеметодыконтроляоснованынаиспользованиирадиоактивного и рентгеновского излучения, акустического и ультразвуковогорезонанса,измерениитеплопроводностиголографии,электронноймикроскопии, электронной эмиссии, инфракрасного и лазерного излучения,измерении электросопротивления и диэлектрической проницаемости. Данныйвид испытания позволяет оценить состояние полученного соединения покосвенным факторам: пустотам в клеевом шве, напряженному состоянию шва,наличию включений, молекулярной направленности в шве и т.п.

[36, 100]Разрушающие испытания проводят на образце-представителе, которыйизготовляют по технологии общей для всей партии изделий. Такие испытанияподразделяются: на неравномерный отрыв - для жестких и эластичныхсоединений; на равномерный отрыв - для однородных материалов икомбинированных систем; на сдвиг при растяжении и при сжатии; надлительную динамическую и статическую прочность; на герметичность; натеплостойкость; на ползучесть; на долговечность.

Толщину клеевого слояконтролируют щупами, размер которого соответствует толщине первого. Внастоящее время наиболее совершенным методом контроля качества готовойпродукции считают использование ультразвуковых установок.30При разрушающем испытании следует обращать внимание на видразрушения клеевого соединения, так как по нему можно судить о соблюдениивсех требований к изготовлению изделия. Существует три вида разрушения: 1)адгезионное, когда разрушение клеевой шов разрушается по границе раздела«клей – субстрат».

Такое разрушение свидетельствует о неправильном выбореклея или о недостаточной подготовке поверхности (Рис. 1.8, а). 2) когезионное,при котором трещина проходит или по субстрату или по массе клея (Рис. 1.8,б). Такое разрушение свидетельствует о хорошей подготовке поверхности подсклеивание,правильномвыбореклеевойкомпозицииисоблюдениитехнологического процесса сборки в целом. 3) смешанное разрушение, прикотором трещина проходит через границу «субстрат – клей» произвольно (Рис.1.8, в).

Такой вид разрушения, характерен для пленочных металлоконструкцийи также свидетельствует о качественном соединении материалов. [36, 82]Рис. 1.8. Виды разрушений клеевых соединений: а - адгезионное;б - когезионное; в – смешанноеКлеевые соединения по-разному воспринимают сдвигающие, нормальныеили скручивающие нагрузки, поэтому конструкция клеевого соединениядолжна, исключать тот вид нагрузки, который негативно влияет наприменяемый клей, и обеспечивать максимальную площадь контакта.

Такимобразом, проектируя клеевое соединение, недостаточно правильно выбратьклей, необходимо также проанализировать конструкцию клеевого соединения.[12, 36, 76, 82]Методические подходы к выполнению технологического процесса сборкиклеевых соединений постоянно совершенствуется. В МГТУ им. Н.Э. Баумана31работы по рассматриваемой теме ведутся давно.

Так, например, в работеИгнатова А.В. «Исследование и разработка метода герметизации разъемныхсоединенийтермопластичнымиматериаламивмашиностроении»,рассматривается возможность уменьшения трудоемкости и себестоимостисборки неподвижных соединений с прокладками в условиях единичного,многономенклатурногопроизводства,путемпримененияадгезивныхтермопластичных прокладок, взамен твердых.

В данной работе особоевнимание уделено взаимосвязи между параметрами качества поверхностногослоя деталей и режимами сборки для обеспечения эксплуатационныххарактеристик соединения. Для сокращения времени отверждения прибегали киспользованию направленного потока воздуха комнатной температуры. Вданной работе выявлена оптимальная толщина прокладки из термопластичногоадгезива от 0,5 до 2мм, а также шероховатости поверхности под нанесение иответной поверхности. Однако для изучения особенностей заполнения зазоровтермопластичнымиитермореактивнымикомпозициями,необходимопроизвести дополнительные исследования.

[34]В работе Джафаровой Ш. И. «Технологическое обеспечение качестваизготовлениянаправляющихэлементовметаллорежущихстанковсиспользованием полимера» рассматривается проблема обеспечения качества иснижение трудоемкости изготовления направляющих элементов станков изполимера. В работе рассматриваются эффективные условия изготовленияданныхэлементов,такжепроведеноисследованиетехнологическихзакономерностей формирования отклонений формы и взаимного расположениянаправляющихповерхностей.Установленавзаимосвязьмеждугеометрическими отклонениями и условиями изготовления: конструктивнымиособенностями базовых деталей станков с направляющими элементами,толщинойполимерногослоя,режимамииспособамиизготовления.Разработана методика и технологические рекомендации для проектированияоперации изготовления направляющих элементов станков из полимера с учетомпогрешности их изготовления.

Выявлены доминирующие технологические32факторы:толщинаполимернойпрослойки,температурыиспособыотверждения, влияющие на образование указанных погрешностей. Полученныеэкспериментальные рекомендации основаны на выполнении соединений вгоризонтальной плоскости и характерны для двухкомпонентных клеевэпоксидиановой группы. В случае применения клеев другой группыотверждения, эти рекомендации требуют заметной корректировки и в рядеслучаев не применимы. [19]В работе Голицяна М.Н.

на тему: «Исследование и разработка способаавтоматизированнойсборкиклеевыхцилиндрическихсоединений»,рассматривается процесс автоматизации сборки клеевых цилиндрическихсоединений с применением анаэробных композиций. В работе рассматриваютсяметоды ориентирования деталей при автоматической сборке. Рассматриваетсявлияние перекоса, возникающего при сборке цилиндрических соединений напрочность соединения при различной величине зазора. Так при зазорахΔ=0,1…0,3 мм наличие эксцентриситета и угла перекоса снижает прочностьсоединения на 10…32%, в зависимости от марки клея. В работе такжеучитываются основные конструктивные параметры клеевого цилиндрическогосоединения: диаметр сопряжения, длина сопряжения и радиальный зазор, крометого учитывается погрешность положения сопрягаемых деталей. Однако вданной работе не рассматривались особенности формирования клеевого шва взависимости от вязкости клеевой композиции.