Застосування полімерних матеріалів при відновленні деталей, ТО та ТР автомобіля

Загальні відомості

При ремонті машин полімерні матеріали набули широкого застосування. Вони мають великий діапазон позитивних властивостей:

хороші фрикційні та антифрикційні якості
достатня міцність
масло-, бензо- та водостійкість
збереження форми деталі
здатність витримувати певне навантаження та температуру
простота відновлення та виготовлення деталей та ін.

Володіючи цінними фізико-механічними властивостями, полімерні матеріали дозволяють знизити трудомісткість ремонту та технічного обслуговування машин на 20-30% і скоротити витрату дефіцитних матеріалів (чорного та кольорового металу, зварювальних та наплавних матеріалів, припою тощо) на 40-50% . До недоліків полімерних матеріалів можна віднести зміну їх властивостей залежно від терміну служби (старіння), порівняно низьку твердість, міцність втоми і теплостійкість.

Для використання при ремонті машин рекомендовані такі полімерні матеріали: полікапроамід (капрон), поліетилен, полістирол, поліамід, волокнит, епоксидні смоли, синтетичні клеї, герметики, анаеробні полімерні матеріали та ін. Промисловість випускає спеціальні аптечки та набори полімерних матеріалів для ремонту.

Використання полімерних матеріалів не вимагає складного обладнання та високої кваліфікації робітників. Воно можливе в умовах спеціалізованих ремонтних підприємств, у майстернях, а також у польових умовах.

Застосування епоксидних композицій при відновленні деталей

Епоксидні смоли у чистому вигляді використовують дуже рідко. У ремонтній практиці застосовують епоксидні склади, що є багатокомпонентними системами. Найважливішимперевагою композиції перед полімерами є їх підвищена жорсткість і міцність, стабільність розмірів, підвищена в'язкість ударна, регульовані фрикційні та інші властивості. Однак не можна досягти всіх цих властивостей в одній композиції.

Крім епоксидної смоли, до складу композиції в залежності від призначення можуть входити пластифікатори, наповнювачі, затверджувачі, прискорювачі затвердіння, пігменти та інші компоненти.

Пластифікатори зменшують крихкість та стійкість до різкої зміни температури, але зменшують теплопровідність. Як пластифікатор найчастіше використовують дибутилфталат.

Наповнювачі вводять для підвищення фізико-механічних властивостей, зниження внутрішніх напруг, що виникають внаслідок різниці коефіцієнтів лінійного розширення металу та полімеру. Наповнювачі поділяють на сполучні (склотканина, тканини) та порошкоподібні (залізний порошок, алюмінієва пудра, цемент, тальк, графіт та ін.).

Як затверджувач епоксидних смол частіше використовують поліетиленполіамін.

Епоксидні композиції є універсальним ремонтним матеріалом. Їх застосовують для закладення тріщин, раковин, пробоїн, відновлення рухомих та нерухомих сполучень, склеювання деталей. Склад композиції залежить від необхідних властивостей та умов роботи. Для закріплення втулок, кілець, вертрів при відновленні з використанням додаткових ремонтних деталей застосовують композицію без наповнювачів. На 100 частин (за масою) епоксидної смоли ЕД-16 беруть 10 частин дибутилфталату та 12 частин поліетиленполіаміну. При закладенні тріщин, пробоїн, відновленні місць під підшипники в композиції вводять наповнювачі.

Приготування композиції ось у чому. Епоксидну смолу у тарі розігрівають до температури 70-80°С, відливаютьнеобхідну кількість посудини, додають пластифікатор і перемішують двокомпонентний склад. Потім, якщо необхідно, вносять наповнювач, попередньо висушений протягом 2-3 годин при температурі 100-120°З ретельно перемішують склад. Затверджувач додають перед вживанням композиції.

Приготовлену композицію слід використовувати протягом 20-25 хв.

Закладення тріщин і пробоїн

Епоксидні композиції використовують для загортання тріщин у корпусних деталях, що не проходять через отвори під втулки, посадкові місця під підшипники, різьбові отвори, довжиною не більше 200 мм. Після визначення розмірів тріщини її краї засвердлюють свердлом діаметром 3 мм, а тріщину по всій довжині обробляють під кутом 60-70°, на глибину 2-3 мм (при товщині стінки понад 5 мм). Якщо товщина стінки менше 2 мм, обробку тріщини не роблять. Поверхню деталі зачищають до металевого блиску з відривом 40 мм з обох боків від тріщини і знежирюють ацетоном. Приготовлений склад наносять на поверхню та ущільнюють шпателем. Для закладення дрібних тріщин (до 20 мм) використовують композицію без наповнювача. При відновленні чавунних деталей з пробоїнами та тріщинами довжиною понад 20 мм застосовують наступний склад. На 100 частин (за масою) смоли ЕД-16 беруть 15 частин дибутилфталату, 120 частин залізного порошку та 11 частин поліетиленполіаміну. Для відновлення корпусних деталей з алюмінієвих сплавів замість залізного порошку як наповнювач використовують алюмінієву пудру (25 частин).

Тріщину довжиною 20-150 мм на корпусних деталях або баках крупним планом епоксидної композиції, армованої склотканини або технічною бязью. Перша накладка з тканини має перекривати тріщину на 20-25 мм по обидва боки, а друга перекривати першу на 10-15 мм. Після нанесенняпершого шару епоксидної композиції накладають першу накладку та прикочують роликом. На поверхню накладки наносять тонкий шар композиції та накладають другу накладку, яку теж прикочують роликом. На другу накладку знову наносять шар композиції та залишають для затвердіння.

Мал. Варіанти закладення тріщин: а - епоксидним складом; б - епоксидним складом, армованим склотканиною; в - епоксидним складом та металевою накладкою.

Тріщини на корпусних деталях довжиною понад 150 мм закладають за допомогою накладки. з листової сталі товщиною 1,5-2,0 мм. Зачищені поверхні деталі, накладки та гвинтів покривають епоксидною композицією.

Затвердіння композиції проводять при температурі 18-20 С протягом 72 год. Допускається проводити затвердіння при температурі 20 С протягом 12 год, а потім по одному з наступних режимів: при 40 С - 48 год; при 60 С» - 24 год; при 80 С» - 52 год; при 100 С» - 3 год.

Пробоїни в корпусних деталях, бачках радіаторів, паливних баках крупним планом накладенням латок внахлестку із застосуванням епоксидних композицій. При невеликих пробоїнах накладку виготовляють зі склотканини. Тонкостінні деталі відновлюють накладенням накладки з листової сталі. Пробоїни в корпусних деталях крупним планом постановкою внахлестку металевої накладки на гвинтах. Сталева накладка може бути закріплена за допомогою епоксидної композиції, що проникає додаткові свердління.

Відновлення посадкових отворів

Епоксидні композиції застосовують при ремонті нерухомих пар деталей типу корпус - підшипник, корпус - втулка, якщо зазор у сполученні не перевищує 0,1 мм. Перед нанесенням композиції поверхні отвору, що сполучаються в корпусі, втулки (підшипника) зачищають і знежирюють. Після просушування наносятькомпозицію (без наповнювача) на підготовлені поверхні шаром завтовшки не більше 0,5 мм. Через 10-15 хв втулку (підшипник) запресовують в отвір і проводять затвердіння по одному з наведених вище режимів.

Склеювання деталей синтетичними клеями

Для склеювання застосовують клеї ВС-ЮТ та типу БФ, 88Н та ін. Клей ВС-ЮТ використовують для приклеювання накладок до гальмівних колодок та дисків зчеплення. Крім того, його можна використовувати для склеювання металів, склотекстолітів та інших матеріалів. Режим затвердіння: тиск притискання поверхонь, що склеюються - 0,2-0,4 МПа, температура - 175-185°С, тривалість - 1,5-2,0ч.

Клеї БФ-2, БФ-4, БФ-6 застосовують для склеювання металів, деревини та ін.

Клей БФ-6 дає більш еластичні з'єднання, тому його застосовують для склеювання фетру, повсті, тканин та інших матеріалів. Режим склеювання: тиск - 0,5 - 1,0 МПа, температура - 140-160 ° С, тривалість - 1,0 - 1,5 ч. Клей БФ-52Т використовують для тих же цілей, що і клей ВС-ЮТ.

Для склеювання гум та гуми з металом застосовують клей 88Н.

Поверхні, що підлягають склеюванню, очищають від забруднень та старих полімерних матеріалів. Металеві поверхні зачищають до металевого блиску та знежирюють ацетоном або бензином. Після сушіння деталей наносять шар клею товщиною 0,10-0,15 мм на поверхні, що склеюються і витримують при кімнатній температурі протягом 10-15 хв. Потім наносять другий шар клею та просушують деталі. Закінчення сушіння перевіряють на відлип. До клею прикладають гумовий брусок, очищений ацетоном. Якщо він не прилипає, склеювані поверхні накладають одна на одну і стискають спеціальними пристроями. Деталь разом із пристроями поміщають у спеціальну шафу для термообробки (затвердінняклейового складу) і витримують протягом 40 хв. Для зменшення залишкової напруги в клейовому з'єднанні деталі охолоджують разом з шафою до температури 80-100°С, а потім на повітрі до температури 20-25°С протягом 2-3 годин і знімають з пристроїв.

За такою технологією приклеюють фрикційні накладки на гальмівні колодки та диски.

Застосування еластомерів при відновленні посадок

Ремонт підшипникових вузлів часто полягає у відновленні початкових натягів. Порушення посадки сприяє зминання нерівностей поверхонь при запресовуванні та знятті підшипників і внаслідок прокручування кільця підшипника при роботі машини. Для відновлення посадкових місць під підшипники в отворах і на валах, а також під втулки та шестерні при зношуванні не більше 0,06 мм застосовують еластомери ГЕН-150(B) або 6Ф.

Технологічний процес включає наступні операції: приготування розчину, зачищення та знежирення зношених поверхонь, нанесення розчину на підготовлені поверхні, термічна обробка та збирання вузлів. Розчини готують за наступною рецептурою: одна частина (за масою) еластомеру ГЕН-150(B) та 6,2 частини ацетону; або 2 частини еластомеру 6Ф, 5 частин ацетону та 5 частин етилацетату.

Розчин еластомеру наносять на поверхню деталі у витяжній шафі пензликом. Не допускається перекриття шарів при нанесенні розчину. Товщина плівки одного шару дорівнює 0,01 мм. Деталь з покриттям витримують 20 хв, а потім поміщають для термообробки в шафу. Термообробка проводиться при температурі 120 С протягом 30 хв. Кожен наступний шар перед отриманням необхідної товщини наносять після термообробки попереднього. Перед складанням поверхню деталі, покритої еластомером, змащують графітним мастилом, що охоплює деталь підігрівають дотемператури 120-140 °С.