Восстановление деталей и сборочных единиц с помощью полимерных материалов

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ И СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ С ПОМОЩЬЮ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

При производстве, техническом обслуживании и ремонте машин получили широкое применение различные виды синтетических, полимерных, композиционных материалов и пластических масс на их основе. При этом используются физические и химические процессы взаимодействия ремонтных материалов с восстанавливаемыми деталями.

Методы восстановления деталей машин с применением анаэробных материалов

Анаэробные материалы представляют собой жидкие или вязкие композиции, способные длительное время оставаться в исходном состоянии и быстро утверждаться в зазорах между сопрягаемыми металлическими поверхностями при нарушении контакта с кислородом воздуха.

Способность анаэробных материалов заполнять микронеровности и микротрещины на рабочих поверхностях деталей, зазоры в сопряжениях деталей, фиксировать взаимное положение деталей с различными видами соединений (резьбовыми, фланцевыми, с гладкими поверхностями), быстрое отверждение с образованием прочного соединения, устойчивость к агрессивному влиянию окружающей среды (влаге, нефтепродуктам, перепаду температуры) обеспечили возможность создания качественно новой технологии ремонта автомобилей и строительно-дорожных машин.

Анаэробные герметики нашли широкое применение для пропитки пористого литья, сварных швов, прессованных изделий (рис.1), контровки, стопорения резьбовых соединений (рис.2), фиксации подвижных соединений (рис.3), уплотнения резьбовых швов и фланцевых соединений (рис.4).

Рис.1. Схема пропитки, устранения микропор сварных швов и микротрещин деталей

Рис.2. Схема контровки и герметизации резьбовых соединений

Анаэробные герметики не чувствительны к воздействию воды, минеральных масел, топлив, растворителей. Большинство этих материалов не токсичны, не оказывают отрицательного воздействия на окружающую среду и обеспечивают надежную антикоррозионную защиту уплотняемых деталей. Важнейшим преимуществом анаэробных герметиков является возможность их применения в сопряжениях деталей из любых материалов в различных сочетаниях при допусках от -0,2 до +0,6 мм. После отверждения они сохраняют десятилетиями высокие прочностные и усталостные характеристики, обеспечивают 100%-й контакт сопрягаемых деталей, выдерживают температуру от -60 до +250 °С и давление до 35 МПа.

Анаэробные материалы позволяют значительно повысить надежность конструкций. При установке подшипников на анаэробный герметик устраняются износ и фреттинг-коррозия на посадочных поверхностях (см. рис.3). Эти материалы обеспечивают герметичность и высокую прочность посадки подшипника на вал или посадочное гнездо. Подшипники можно фиксировать на валу с прочностью на срез до 30 Н/мм. При этом не возникает внутренних напряжений, которые неизбежны в случае применения нагревания для получения прессовых посадок. После выпрессовки подшипника, установленного с помощью анаэробного материала, посадочная поверхность остается чистой и при ремонте механизма достаточно повторно нанести герметик.

Рис.3. Схема фиксации, стопорения и герметизации подвижных соединений типа "вал-втулка"

Скорость отверждения анаэробных герметиков и время достижения максимальной прочности соединения зависит от температуры окружающей среды.

Рис.4. Схема уплотнения фланцевых соединений

Понижение температуры ниже 15 °С замедляет полимеризацию и вызывает необходимость применения специальных активаторов. Некоторые марки анаэробных герметиков способны полимеризоваться при температуре до -10 °С, что позволяет осуществлять ремонт машин в полевых условиях. На качество уплотнения оказывает влияние вид материала герметизируемого сопряжения, чистота поверхностей, контактирующих с анаэробным материалом, форма и размеры деталей, технология сборки, режимы отверждения и др.

По влиянию на скорость отверждения герметика в сопряжении материалы деталей условно делятся на активные (медь, сплавы меди, никель); нормальные (железо, углеродистые стали, цинк); пассивные (высокоуглеродистые стали, алюминий, титан и его сплавы, материалы с антикоррозионными покрытиями, пласт массовые изделия).

Для правильного выбора марки герметика необходимо учитывать вязкость состава и зазор между уплотняемыми деталями. Высоковязкий герметик трудно равномерно распределить в мало зазоре, а низковязкий не удерживается в большом зазоре и вытекает до момента отверждения.

Вязкость анаэробных материалов (табл.1) зависит от температуры окружающей среды: повышение температуры на 5...6 °С ведет к снижению динамической вязкости материала на 1500. 2000 МПа·с (рис.5). Используя это свойство анаэробных материалов, можно подобрать оптимальные параметры технологического процесса ремонта машины с учетом размеров зазоров и особенностей конструкции ремонтируемой сборочной единицы.