CC BY
3ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙВСТ АНАЭРОБНЫХ ГЕРМЕТИКОВ Тоиров И.Ж.
Тоиро Илхом Жураевич - кандидат технических наук,
доцент,
Каршинский инженерно-экономический институт, г. Карши, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье автором раскрыто основная причина нарушения неподвижности посадки приводящее к снижению долговечности подшипниковых узлов, способы восстановление и их недостатки, дано разъяснение предложенного нового способа восстановления с применением анаэробных герметиков и результаты теоретических исследований где показано, что долговечность зависит от физико-механических свойств этих герметиков. Также приведены методы исследования и полученные результаты, которые в свою очередь отражены на графиках.
Ключевые слова: подшипник, зазор, анаэробный герметик, температура, относительное удлинение, удельная работа, фторопластовая пластина, разрушающая напряжения.
Надежность машин зависит от надежности ее составных элементов. Среди последних важное место занимают подшипниковые узлы и зубчатые передачи. В конструкциях тракторов К-701 насчитывается 200, Т-150К-149, МТЗ-1025-143 подшипников качения [1].
Одной из причин отказа подшипниковых узлов является износ посадочных мест подшипников качения корпусных деталей и на валах. При износе посадочных мест увеличиваются зазоры между кольцами подшипников качения и сопрягаемых поверхностями корпусных деталей и валов, что приводит к перекосу осей валов, увеличению вибрации и динамических нагрузок. В результате снижается
долговечность подшипников качения, валов и других деталей.
При посадки подшипника 307 с зазором 0,1 мм его долговечность снижается в 1,5 раза, а зазором 0,2 мм - в два раза по сравнению с долговечностью при посадке с нулевым зазором [2]. Основной причиной снижения долговечности подшипнгика при увеличение зазора является возрастание нагрузки на центральное тело качения. Увеличением нагрузки с 1,1 до 1,75 кН долговечность подшипника снижается почти 3 раза.
Посадочные поверхности подшипников качения восстанавливают наплавкой, нанесением электролитических покрытий, электроконтактным напеканием и газоплазменным напылением порошков, установкой дополнительных колец и другими способами [3, 4, 5]. Большинству перечисленных способов присущи те или иные недостатки, из которых наиболее часто встречаются сложность технологического процесса, потребность в дорогостоящем технологическом оборудовании, низкая необходимость, высокая себестоимость, трудность механической обработки нанесенных покрытий. Перечисленные недостатки сдерживают широкое применение указанных способов восстановления.
Большинство перечисленных недостатков устраняются при восстановлении посадок подшипников качения анаэробными герметиками [4, 6]. Слой герметика исключает контакт и фреттинг-коррозию сопрягаемых металлических
поверхностей, позволяют значительно повысить долговечность неподвижных соединений.
Анаэробные герметики, представляющих собой многокомпонентные жидкие составы, способные длительное время оставаться в исходном состоянии без изменения свойств, быстро отверждаться при температурах 20...25°С и при нарушении контакта с кислородом воздуха [7].
Теоритические исследования показали, что долговечность неподвижных соединений, восстановленными анаэробными герметиками, зависить от физики -механические свойств
этих герметиков. Отсутствие в литературных источниках необходимых данных о физико-механических свойствах анаэробных герметиков обусловило проведение экспериментов по определению разрушающих напряжений, относительных удлинений, модуля упругости и работы разрыва.
Исследования деформационно-прочностных свойств анаэробных герметиков проводили по методике и на приборах института физической химии и электрохимии РАН А. Н. Фрумкина [8, 9].
Исследование физико-механических свойств анаэробных герметиков УГ-7, УГ-8, АН-6, АН-6В, АН-6К, АН-103 и АН-104 (2, 3, 4) производили на образцах толщиной 0,29.0,30 мм, шириной 5 мм и длиной 40 мм. Образцы отливали между двумя фторопластовыми пластинами, на одной из которых были профрезированы канавки шириной 5 мм и глубиной 0,3 мм. Для снижения времени отверждения в анаэробные герметики добавляли 0,1 % ускорителя- нефтената кобольта (НК-1). Отверждение герметиков производили в течение 24 ч при комнатной температуре.
Результаты исследования деформационно-прочностных свойств анаэробных герметиков, показывают, что они зависят от температуры отверждения.
На рис. 1 показаны разрушающие напряжения анаэробных герметиков УГ-7, УГ-8, АН-6, АН-6В, АН-6К, АН-103 и АН-104, отвержденных при температуре 20° С. Прочность анаэробных герметиков различных марок колеблется в широком интервале значений. Так, разрушающие напряжения у герметиков УГ-7 и УГ-8 составляют 33,1 и 34,7 МПа, а у АН-6 и АН-6В соответственно 21,9 и 22,7 МПа. Наибольшие разрушающие напряжения имеет герметик АН-6К (36,2 МПа), наименьшие - герметик АН-104 (10,3 МПа). Разрушающие напряжения герметика АН-6К превышают разрушающие напряжения АН-104 в 3,5 раза, АН-103 - в 2,4 раза и АН-6 - в 1,2 раза.
Рис.1. Разрушающие напряжения анаэробных герметиков.
Результаты исследования относительных удлинений анаэробных герметиков показаны на рис.2. Герметики УГ-7, УГ-8, АН-6, АН-6В и АН-6К имеют сравнительно низкие относительные удлинения.
Лучший по этому показателю герметик АН-6К имеет относительно удлинения в 1,8 раза выше по сравнению с герметиком УГ-7, в 1,6 раза выше по сравнению с герметиком УГ-8 и в 1,5 раза выше по сравнению с АН-6.
Исследования показали, что деформационно-прочностные свойства анаэробных герметиков также зависят от температуры отверждения. Влияние температуры отверждения на разрушающие напряжения ар, относительные удлинения £р и удельную работу при разрыве ар анаэробного герметика АН-103 показано на рис. 3.
Рис.2. Относительное удлинения анаэробных герметиков.
В температур отверждения 20...120°С наблюдается интенсивное увеличение разрушающих напряжений. Например, разрушающие напряжения герметика АН-103, отвержденного при 80°С, в 1,3 раза, а отвержденного при 120°С в 1,7 раза больше, чем отвержденного при 20°С.
Максимальные относительные удлинения герметик АН-103 имеет при температуре отверждения 20°С. С увеличением температуры отверждения относительные удлинения снижаются. Например, относительные удлинения образцов, отвержденных при 60°С, снижаются с 98 до 57%, то есть в 1,7 раза, а образцов, отвержденных при 120°С - при с 98 до 36%, то есть в 2,7 раза по сравнению с относительными удлинениями образцов, отвержденных при 20°С.
С увеличением температуры отверждения анаэробных герметиков удельная работа при разрыве снижается. Максимальная удельная работа при разрыве наблюдается у образцов, отвержденных при 20°С. Например, удельная работа при разрыве у образцов, отвержденных при 60°С, снижается в 1,2 раза, а при 120°С - в 1,5 раза.
1
чЧ\ М" Р ЛН-6Г 1 1 1 1 ¡т
Рис.3. Удельные работы при разрыве анаэробных
герметиков.
С увеличением температуры отверждения изменяются физико-механические свойства анаэробных герметиков, так как возрастает степень сшивания, уменьшается пластифицирующий вклад концевых групп, растет жесткость полимера. Поэтому с увеличением температуры отверждения возрастают разрушающие напряжения, уменьшаются относительные удлинения и удельная работа при разрыве.
Заключение
Таким образом, исследования деформационно-прочностных свойств анаэробных герметиков показали, что у анаэробных герметиков в зависимости от режима отверждения разрушающие напряжения, относительные удлинения и удельная работа при разрыве колеблются в широких пределах. Это объясняется тем, что в процессе отверждения при высоких температурах увеличивается глубина полимеризации, в результате которой повышается густота физической и химической сеток, что способствует увеличению жесткости полимера.
Список литературы
1. Курчаткин В.В. Восстановление посок подшипников качения сельскохозяйственной техники полимерными материалами. Дисс. ...докт. техн. наук. Москва, 1989. 407 с.
2. Иванов А.И. и др. Взаимозаменяемость в ремонте и эксплуатации машин. М.: Колос, 1969. - 320с.
3. Ибелдаев Б. Долговечность подшипников качения сельскохозяйственной техники с посадками, восстановленными герметиком 6Ф.- Дисс. .канд. техн. наук. Москва, 1986. 159 с.
4. Ли Р.И. Технологии восстановления и упрочнения деталей автотракторной техники. Липецк, ЛГТУ, 2014. 379 с.
5. Ли Р.И. Восстановление неподвыжных соединений подшипников качения сельскохозяйственной техники полимерными материалами, Дисс. .докт. техн. Москва, 2001. 340 с.
6. Масино М.А. Исследование износов и методика определения коэффициентов восстановления корпусных деталей автомобилей. // Автомобильная промышленность.
1973. №8. С. 19-22.
7. Составы анаэробные уплотняющие(герметики). Клей акриловые: Каталог. Черкассы. 1988. 22 с.
8. Санжаровский А.Т. Методы определения механических и адгезионных свойств полимерных покрытий. - М.: Наука,
1974. - 115 с
9. ГОСТ 14236-81. Пленки полимерные. Метод испытания на растяжение. М.: Изд-во стандартов, 1982. 10 с.
10. Ли Р.И. Восстановление неподвыжных соединений подшипников качения сельскохозяйственной техники полимерными материалами, М.: 2001.
