Диссертация (1173118), страница 20
Текст из файла (страница 20)
ед.расплавы24Ударная вязкость, кДж/м2Разрушающее напряжениеКлеи-5-151-515-200,5-15-502-53-10Трудоемкость приготовле-110-50ния, отн. ед1Таблица 4.2 – Сравнительный технико-экономический анализ клеев-расплавов иэпоксидных клеевых материаловТип клеевого материалаПоказателиВремя приготовления клея,часКлей-расплавНе требуетсяЭпоксидный клей холодного отвержденияВ зависимости от массыклея от 0,2 до 1Время с момента склеивания до начала эксплуатации0,5клеевого соединения, часPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com24119Таблица 4.2 – ПродолжениеИнтервал рабочих температур, °СПредел прочности присдвиге, МПаОтносительное удлинение,%РемонтопригодностьСтоимость 1 кг клея, руб.-20 (-40)…+60(150)-30…+60(+90)в зависимости отв зависимости от типатипа клеяклея5-2010-17в зависимости отв зависимости от типатипа клеяотвердителя20-500,5-1ремонтопригодноне ремонтопригодно200-300300-800Так же, если сравнивать клеи-расплавы с термореактивными клеями, прииспользовании клеев-расплавов полностью отсутствуют отходы.
Они экологически безопасны и позволяют полностью автоматизировать процесс склеивания.Наилучшими адгезионными свойствами (табл. 4.3), а также наибольшимизначениями рабочих температур обладают клеи-расплавы на основе высокомолекулярных полиамидов и термоэластопластов.Еще одним преимуществом клеев-расплавов по сравнению с конструкционными клеевыми материалами является значительно меньшая чувствительность ктолщине клеевого шва.
Приведенные в табл. 4.3 значения прочности при сдвигеполучены при толщинах клеевого шва 0,2-0,5 мм. При увеличении толщины клеевого шва в 2-5 раз значения прочности при сдвиге уменьшатся не более чем на10%, тогда как для большинства термореактивных клеев, увеличение толщиныклеевого шва более чем в 5 раз против оптимального приводит к полной потерепрочности клеевого соединения.По сравнению с полимерными связующими [1, 95, 99], клеи-расплавы являются существенно более вязкими системами, например, вязкость расплава притемпературе текучести у клеев-расплавов изменяется в диапазоне 5000-30000PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com120МПа×с, тогда как для растворных полимерных связующих она составляет 0,01-1МПа×с, а для расплавных 0,5-10 МПа×с.Таблица 4.3 – Механические свойства клеевых соединенийХимическая природаполимераПрочность присдвиге, МПаОтносительное Температураудлинение, %размягчения,°С,алюминийсталь4-67-1050-15060-1108-1012-1820-50120-1702-33-4200-40050-802-34-5100-20050-70Полиуретан6-88-1050-30080-110Полиэфиры3-55-750-10070-90100-80080-150НизкомолекулярныйполиамидВысокомолекулярныйполиамидСополимеры этиленаи винилацетатаСополимеры метилметакрилатаТермоэластопласты5-10Таким образом, исходя из сказанного выше, можно сделать вывод о том,что клеи-расплавы обладают большими преимуществами по сравнению состандартными термореактивными клеями.
При использовании клеев-расплавовнет отходов, так как все излишки клея можно многократно измельчать и сноварасплавлять. В отличие от клеев на основе каучуков, клеи-расплавы несодержат в своем составе растворителя и поэтому пожаро- и взрывобезопасны ине токсичны. Преимуществом клеев-расплавов также является невысокаястоимость, которая, как правило, в несколько раз ниже, чем у конструкционныхэпоксидных клеев. Проведенный анализ клеев-расплавов показал, что они посвоим прочностным свойствам не уступают многим конструкционным клеям, аPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com121потехнологичностисущественноихпревосходят,ипоэтомумогутприменяться для ремонта элементов системы охлаждения двигателя дорожностроительных машин.4.2.Разработка технологических процессов на ремонт дорожностроительных машин с использованием клеев-расплавовКлей-расплав представляет собой не содержащую растворителей специальную плавкую композицию на основе термопластичного полимера, обладающую врасплавленном состоянии хорошими клеящими свойствами.
В процессе нагревания клей-расплав переходит из твердого состояния в жидкое, а при последующемостывании тонкий слой клея быстро переходит обратно в твердое состояние.Технологический процесс применения клеев-расплавов при ремонте элементов системы охлаждения двигателя дорожно-строительных машин выглядитследующим образом (рис.4.1):PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com122МойкаДефектовкаПодготовка поверхностиВыбор клеяНанесение клеяМонтаж соединенияОтверждение (затвердевание)Контроль качества ремонтаРисунок 4.1 – Технологический процесс применения клеев-расплавов при ремонтеэлементов системы охлаждения двигателя1.
Изначально необходимо провести подготовку поверхности перед дефектацией, то есть очистить поверхность от различных загрязнений. Это можетбыть механическая подготовка поверхности, которая включает в себя очисткусжатым воздухом или потоком воды.2. Дефектация. Для выявления дефектных мест в случае повреждениярадиатора системы охлаждения двигателя необходимо заглушить патрубки, ачерез один из патрубков подвести сжатый воздух под давлением: 1,0 кгс/см2для водяного радиатора и 4-5 кгс/см2 для масляного. После этого нужноопустить радиатор в ванну с водой.
По образующимся пузырькам приопускании радиатора в ванну с водой, можно обнаружить повреждениесердцевины и бачков радиатора. Так же это можно сделать нанесениеммыльной воды на предполагаемое место повреждения. Еще одним способомPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com123обнаружение повреждения является подвод воды под давлением через один изпатрубков. Тогда в месте трещины на бачке появятся капли воды. На этом этапеопределяется не только местоположение трещины, но и ее размеры.3.
Механическаяобработкатрещины.Послеопределенияместоположения и размеров трещины ее края засверливают сверлом диаметром3 мм, а трещину по всей длине разделывают под углом 60-70°, зависящем отфизических и геометрических свойств ремонтируемой детали, на глубину 2-3мм (при толщине стенки более 5 мм). При толщине стенки менее 2 мм, разделкутрещины не делают. Далее поверхность детали зачищают до металлическогоблеска на расстоянии 40 мм по обе стороны от трещины.4. Химическаяобработкатрещины.Обезжириваниеповерхноститрещины проводится растворителем, например, ацетоном. Данная операцияочень важна в процессе ремонта, так как при использовании клеев прочностьвосстановленного узла во многом зависит от качества подготовки поверхности.Присутствие грязи, легко отслаивающихся элементов краски, ржавчины,окислов, масла и влаги препятствует контакту клея с восстанавливаемойповерхностью.
Поэтому перед нанесением полимерных материалов оченьважно тщательно очистить и обезжирить поверхности ремонтируемой детали.5. Выбор клея-расплава осуществляется по алгоритму, представленномуна рисунке 4.2 [69]. Его отличительной особенностью (по сравнению стермореактивными клеями) является то, что технологические требованияявляются столь же важными, что и конструкционные, а так же среди основныхкритериев, по которому первоначально проводится выбор клея, являетсятемпературатекучести.Этосвязаносрядомограничений,которыенакладывают склеиваемые материалы.
Температура текучести в значительнойстепени определяется свойствами высокомолекулярного полимера и можетизменяться в очень широких пределах от 60 до 150°С и даже более. Если вкачестве склеиваемых материалов используются неметаллы, то в этом случаетемпература плавления клея не должна превышать их температуру плавленияили деструкции.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com124Предельно допустимые напряжения sпр (см. рис.4.2), которые возникают вклеевом соединении, не должны быть выше разрушающих. Данное требованиесохраняется для статических и динамических нагрузок, при одновременном воздействии не только температур, но и рабочих сред.
Экономические требования,например, стоимость (Ц), для клеев-расплавов, относятся к числу второстепенных, так как она не столь сильно отличается по сравнению с термореактивнымиклеями, один килограмм которых может стоить 300 руб. (например, эпоксидных)и 30000 руб. (например, акрилатных).6. Нанесение клея-расплава. Так же как и другие виды клеев, клеирасплавы наносятся на чистые обезжиренные поверхности. Кинетика процессанагрева (так же как и процесса охлаждения) зависит не только от свойств клея, нои от конструктивных особенностей клеевого соединения (масштабный фактор) итеплофизических свойств склеиваемых материалов.PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com125Выбор клея-расплаваРабочие температурынетТехнические требования:- склеиваемые материалы;- рабочие температуры (Т);- нагрузки (s);- рабочие среды;- долговечность;- технология нанесения;- стоимость (Ц).Т£ТплдаНагрузкинетs³sпрдаРабочие средынетs³sпрдаМасштабный факторнетs³sпрдаСтоимостьнетЦ£ЦпрдаКонецРисунок 4.2 – Алгоритм выбора клея-расплаваPDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com126Что бы усилить адгезию к склеиваемым поверхностям существует дваспособа активации: нагреванием или с помощью растворителя.
Активациянагреванием используется в том случае, если склеиваемые материалы могутвыдержать температуру, используемую при активации. Например, такой видактивации может использоваться для усиления адгезии к металлическимповерхностям. Активацию с помощью растворителя применяют в тех случаях,если склеиваемые поверхности представляют собой пористый материал, чтобырастворитель мог улетучиться.
Склеивание обычно проводят с применениемдавления.Клей-расплав наносится в расплавленном состоянии при повышенныхтемпературах. Эта температура отличается у разных клеев в зависимости отсостава клея. Помимо этого температура нанесения клея зависит от области егоприменения, то есть от условий, в которых данный клей будет работать вбудущем. Поэтому, можно сделать вывод, что температура является одним изважнейших показателей при выборе оборудования для нанесения клеярасплава. Так же кроме температуры большую роль при выборе оборудованияиграют способ нанесения клея, объемы производства, форма и размерыповерхности, на которую наносится клей-расплав и т.д.
На сегодняшний деньсуществует несколько способов нанесения клея-расплава: с помощью ручныхпистолетов, на специальных станках или в клеевых головках, встраиваемых вавтоматические и полуавтоматические линии.Основными типами машин для нанесения термопластичных клеев являются клеевые аппараты (ванны для расплава) и аппликаторы с поступательнойподачей (ручные пистолеты) (рис.4.3).PDF создан с пробной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com127а)б)Рисунок 4.3 – Внешний вид клеевого аппарата (а) и ручного пистолета (б) [118]Клеевые аппараты обеспечивают плавление твердого клея в резервуаре ипоследующую подачу его с помощью дозирующего насоса к нагретому соплуаппликатора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
