Диссертация (Сборка регулируемых цилиндрических клеевых соединений), страница 4

Проведенныеисследования ряда других зарубежных компаний позволяют утверждать, чтоприменение клеевых соединений позволяет в 2 – 2,5 раза снизить трудоемкостьсборки по сравнению с традиционными способами сборки, высвободить до34000человеко-часоввпроизводственномпроцессе,понизитьматериалоемкость конструкций до 10 %.

Следует также отметить, чтовнедрение клеевых технологий не требует высокой квалификации рабочих, апроцесс их обучения не требует больших временных затрат. С медицинскойточки зрения гигиенический сертификат для работы с большинством клеевыхкомпозиций, разработанных для машиностроения, не имеет ограничений. [6, 54,57]221.3. Технологический процесс сборки неподвижных клеевых соединенийОпытприменениясовременныхклеевыхкомпозицийпозволилсформировать, применимый для всех клеевых соединений технологическийпроцесс сборки.

Технологический процесс сборки клеевых соединений,независимо от сочетания склеиваемых материалов состоит из шести основныхэтапов: 1) Подготовка поверхности под склеивание, 2) Выбор и приготовлениеклея, 3) Нанесение клея, 4) Монтаж соединения, 5) Отверждение клея, 6)Контроль качества соединения. [36, 58, 67]1) Подготовка поверхности под склеивание является одним из самыхдлительных, трудоемких и ответственных из всех этапов технологическогопроцессасборкиклеевыхсоединений.Существуетрядтребований,предъявляемых к поверхностному слою изделий, подлежащих дальнейшейклеевой сборке: а) На поверхности деталей не должно быть дефектов, таких кактрещины, загрязнения, следы масла, так как они приводят к возникновениюконцентраторов напряжений в клеевом шве и дальнейшему разрушениюсоединения.

б) Поверхность деталей, под склеивание, должна быть очищена отзаусенцев, следов ржавчины, окалины, масла, остатков СОЖ, защитныхпокрытий. Максимально допустимая концентрация загрязнений, которая несказывается на адгезии, составляет от 0,01 до 1 мг на 1,5 см2 площадиповерхности. в) Механическую обработку поверхности под склеивание следуетпроводить не менее чем за 24 часа, чтобы предотвратить образование оксиднойпленки.г)Приналичиигальваническогопокрытия,ограничиваютсяобезжириванием поверхности.

Механическая обработка в данном случае непроизводится. [6, 8, 10, 29, 30, 36]Различают физическую и химическую обработку поверхностей поддальнейшую клеевую сборку.Физическая обработка включает следующие виды: 1)механическую(лезвийную;абразивную;обработкаметаллическойщеткой;песко-идробеструйную); 2)облучением (γ – лучами; УФ – лучами; ИК – лучами; ионная23бомбардировку); 3)ультразвуком; 4)статическим и высокочастотным разрядом;5)газопламенную; 6)сушку.Физической обработкой удаляют такие виды загрязнений, как: волокна,пыль, смазки, органические и неорганические пленки, адсорбированные газы,которые снижают качество клеевого шва. [36, 79, 82]Основнымкритериеммеханическойобработкиповерхностиподсклеивание считают показатель шероховатости поверхности.

При склеиваниицилиндрических поверхностей за рекомендуемую принимают шероховатостьRа=1,6…3,2 мкм. Так как такое значение способствует лучшему заполнениюзазора клеем и препятствует образованию концентраторов напряжений. [29, 36]В ряде случаев применяются следующие виды механической обработкиповерхностей под склеивание: 1) Обработка шлифовальной шкуркой, длязачистки крупногабаритных деталей толщиной менее 3 мм. Обработкушкурками проводят под углом 30...60° к кромке деталей в двух взаимноперпендикулярных направлениях; 2) Пескоструйная обработка, для приданияшероховатости типа «лунный пейзаж».

В данном случае наблюдаетсяповышение прочности клеевых соединений. Стоит учесть, что для еепроведения необходимы специальные помещения и оснастка, а на поверхностиобрабатываемого материала могут остаться мелкие частицы песка, которыенужно удалять продувкой воздухом, травлением, смыванием; 3) Дробеструйнойи дробеметной очисткой, при которой используют чугунную или стальнуюдробь размером 0,7...4 мм в зависимости от толщины металла. Такой способподготовки поверхности используют для подготовки к склеиванию деталей изсталей, алюминиевых сплавов, титана, вольфрама и молибдена, а обработкудеталей из коррозионностойкой и жаростойкой стали проводят стальнымпеском с содержанием кремния 14...20 %; 4) Гидродинамическим способомобработки очищают поверхность углеродистых сталей, покрытых ржавчиной,до металлического блеска, путем подачи струи воды при температуре воды50...60 °С за 60 с.24В некоторых источниках доказывают, что микронеровности, после пескои дробеструйной обработки, предпочтительнее, чем после лезвийной иабразивной, так как получается поверхность называемая «лунный пейзаж».Если применять пескоструйную обработку на последнем этапе подготовкиповерхности, то можно в два раза увеличить прочность соединения, однако,после этого на поверхности обнаруживается много загрязнений и дефектов,которые исключают получение качественного соединения.

Такие поверхностиподвергаюттщательнойхимическойподготовкиповерхностиметодыобработке.песко-иИз-затакойдробеструйнойсложнойобработкииспользуют, предпочтительнее при создании особо ответственных соединений.[36, 84, 92, 93, 100]Химическаяобработкавключаетследующее:1)обезжиривание(тампоном, поливом, распылением, опусканием в ванну, в аппарате Сокслета, впарахрастворителя);2)травление;3)фосфатирование;4)анодирование;5)Использование адгезионных грунтов.Химическая обработка поверхности требует наличия специального помещения.Наиболее распространенным способом химической обработки является процессобезжиривания,продолжительностькоторого,врядеслучаевможноуменьшить путем использования органических растворителей до 40 раз, атакже растворов ПАВ до 100 раз. Как отмечено в литературе, водные растворысинтетических моющих средств, обладают высокой обезжиривающей исмачивающей способностью и являются ингибиторами коррозии, а такжепригодны для очистки деталей из любых материалов, безопасны в работе.Также распространены следующие методы обработки: 1) Ионноплазменные способы обработки, которые позволяют наносить на поверхностьметалла покрытия, в том числе многослойные, например, из вольфрама, железа,меди, молибдена, никеля, титана, многокомпонентных сплавов и т.д.

Такиеслои могут быть сформированы в любой последовательности. 2) Обработкапучком электронов изделия, помещённого в вакуумную камеру, в результатечего поверхностный слой металла упрочняется на глубину до 1,5 мм. 3)25Анодное оксидирование, при котором на поверхности металла или сплава,образуется анодная пленка, что широко применимо при подготовке подсклеивание деталей из алюминиевых сплавов. 4) Нанесение адгезионноактивных грунтовок, для защиты поверхностей от потери активности или ееувеличения. Грунтование проводят не позднее чем через 30 мин послезавершенияпроцессаанодногоокисления,асушкузагрунтованнойповерхности производят при температуре 120 °С в течение 30 мин. [25, 20, 30]Передовые производители клеев, создают клеевые композиции длясоединения «умеренно замасленных» деталей. Такие клеи предназначены дляусловий крупносерийного производства.

[36, 78, 80, 84]Широкое распространение получило сочетание нескольких методовобработки поверхности: 1) Ультразвук и обезжиривание, при очистке деталейсложной формы, а также большого числа мелких деталей. Кроме того, приультразвуковой обработке происходит активация поверхности и повышение еешероховатости. 2) Механическая обработка и обезжиривание, является самымраспространенным сочетанием методов, причем обезжиривание проводят послемеханической обработки.

Если детали сильно замаслены, то обезжириваниепроводят и после механической обработки. [103, 104]2) Выбор и приготовление клея. Перед использованием клеевойкомпозиции, необходимо убедиться в его однородности и отсутствии осадка,так как в процессе хранения, в ней может измениться содержание входящих всостав функциональных групп полимеров, поэтому перед использованиемпроводятпроверкухимическогосоставклея.Контролюподвергаюттехнологические свойства клеев, такие как: жизнеспособность, концентрация,вязкость или текучесть. [36, 70, 72, 86]Дляпроизводственныхусловийпредпочтительнеевыбиратьоднокомпонентные клеи, которые уже приготовлены производителем клея.Многокомпонентные же клеи приходится готовить непосредственно передсборкой, что является ответственным процессом, так как не соблюдениемассовой пропорции может привести к ослаблению прочности шва. Главным26достоинством многокомпонентных клеев является их длительный срокхранения до смешивания компонентов.

[6, 36, 86]При приготовлении клеев важнейшими подготовительными операциямиявляются: разбавление; введение наполнителей, отвердителей; гомогенизация ивакуумирование. Важным свойством клея является его теплопроводность, дляувеличения которой в клеи вводят теплопроводящие наполнители, например,мелкодисперсную пудру из алюминия, нитрида бора, переработанного асбеста,двуокиси титана и других материалов. Количество наполнителя можетдостигать в клее 40 % от общей массы. Наполнители вводят с цельюповышения вязкости клея, чтобы уменьшить его расход. Наполнители такжеиспользуются для повышения прочности соединения, изменения цвета ипрозрачности клея, для придания клеям дополнительных свойств, например,тиксотропности. Исходя из вида клея, в качестве наполнителей выбираютметаллические, стеклянные, керамические и другие неорганические порошки сдиаметром частиц 20—25 мкм.

Важным условием при выборе наполнителяявляется совместимость, так как металл не должен образовывать с нимгальваническую пару. [7, 8, 36, 53, 78]При выборе клеевой композиции, следует обратить внимание, что клеи,служащие для соединения деталей цилиндрической формы, одновременноявляются герметиками и используются для герметизации сквозных отверстий.Это свойство позволяет уменьшить расходы на механическую обработкуповерхности по сравнению с традиционными конструкциями с глухимиотверстиями.Какпоказалмашиностроениианализприлитературы,сборкенаибольшеецилиндрическихраспространениесоединенийвполучилиоднокомпонентные анаэробные, акриловые и эпоксидные клеевые композиции.[6, 9, 36, 58]3) Нанесение клея. Нанесение клея по всей контактной поверхностидетали является оптимальным вариантом.