Повышение эффективности восстановления неподвижных соединений подшипников качения сельскохозяйственной техники полимер-полимерными композициями - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наукПленки акрилового адгезива АН-105 и композиции на его основе, клеевые соединения подшипников качения с деталями, выполненные акриловым адгезивом АН-105 и композицией на его основе. Деформационно-прочностные свойства пленок акрилового адгезива АН-105 и композиции на его основе, прочность, теплообразование, виброактивность и долговечность клеевых соединений подшипников качения с деталями, выполненных акриловым адгезивом АН-105 и композицией на его основе. Методика исследования представлена теоретическими исследованиями на основе теории прочности и долговечности полимерных композиционных материалов, экспериментальными исследованиями полимеризации, теплового баланса, виброактивности, деформационно-прочностных свойств и долговечности клеевых соединений акрилового адгезива АН-105 и композиции на его основе. результаты экспериментальных исследований процесса полимеризации, деформационно-прочностных свойств пленок и клеевых соединений акрилового адгезива Ан-105 и композиции на его основе, прочности и долговечности неподвижных соединений подшипников качения с деталями, выполненных акриловым адгезивом Ан-105 и композицией на его основе, теплового баланса, виброактивности и долговечности восстановленных подшипниковых узлов; Заключается в теоретическом обосновании повышения деформационно-прочностных свойств и долговечности эластифицированных ПКМ, уменьшения теплообразования и виброактивности, увеличения долговечности подшипниковых узлов, восстановленных эластифицированными ПКМ, определении оптимального состава полимер-полимерной композиции на основе адгезива АН-105, исследовании деформационно-прочностных свойств, теплообразования, виброактивности и долговечности клеевых соединений «подшипник-деталь», выполненных адгезивом АН-105 и композицией на его основе.Определен оптимальный состав полимер-полимерной композиции на основе адгезива АН-105: акриловый адгезив АН-105 - 100 масс. ч.; эластомер Ф-40 - 12 масс. ч. Удельная работа деформации при разрыве пленок композиции на основе адгезива АН-105 превышает на 43,9% аналогичный показатель не наполненного адгезива АН-105 и составляет 4,62 МДЖ/м3. Исследованиями установлено, что прочность клеевых соединений полимер-полимерной композиции на основе адгезива АН-105 зависит от толщины клеевого шва. Максимальная допустимая толщина клеевого шва при восстановлении неподвижных соединений адгезивом АН-105 составляет 0,125 мм, а композиции на его основе - 0,15 мм. Подшипниковый узел, восстановленный полимер-полимерной композицией на основе адгезива АН-105 имеет меньшую амлитуду вибрации, благодаря уменьшения модуля упругости при введении эластификатора.

1. Теоретическими исследованиями установлены условия совместимости полимеров. Использование в качестве наполнителя раствора эластомера способствует образованию однородной фазы в виде полимерной матрицы и равномерно распределенного в ней эластомера. Эластификация «жесткого» полимера повышает его ударную прочность, выносливость, уменьшает теплообразование и амплитуду деформации при циклическом нагружении. Уменьшение модуля упругости приводит к снижению виброактивности, контактных напряжений и повышению долговечности подшипников качения.

2. Определен оптимальный состав полимер-полимерной композиции на основе адгезива АН-105: акриловый адгезив АН-105 - 100 масс. ч.; эластомер Ф-40 - 12 масс. ч. Введение раствора эластомера Ф-40 повышает деформационно-прочностные свойства материала и клеевых соединений. Удельная работа деформации при разрыве пленок композиции на основе адгезива АН-105 превышает на 43,9% аналогичный показатель не наполненного адгезива АН-105 и составляет 4,62 МДЖ/м3. Удельная работа деформации при аксиальном сдвиге клеевых соединений композиции на основе адгезива АН-105 превышает на 70% аналогичный показатель соединений не наполненного адгезива АН-105 и составляет 4,76 МДЖ/м3. При введении эластификатора повышаются упругие свойства адгезива АН-105 и снижается модуль механических потерь. Модуль механических потерь адгезива АН-105 составляет 2,313 МПА. Модуль механических потерь композиции на основе адгезива АН-112 меньше на 54% и составляет 1,067 МПА.

3. Исследованиями установлено, что время отверждения композиции составляет 3; 2,5 и 2 ч при температурах 20; 30 и 40 ОС, соответственно.

4. Исследованиями установлено, что прочность клеевых соединений полимер-полимерной композиции на основе адгезива АН-105 зависит от толщины клеевого шва. Максимальную прочность 19,6 МПА имеют клеевые соединение с толщиной клеевого шва 0,05 мм. Прочность с увеличением толщины клеевого шва до 0,1 и 0,15 мм снижается до 18,47 и 16,8 МПА соответственно. Введение эластификатора увеличивает выносливость, и соответственно долговечность восстановленных подшипниковых узлов при циклических нагрузках. Максимальная допустимая толщина клеевого шва при восстановлении неподвижных соединений адгезивом АН-105 составляет 0,125 мм, а композиции на его основе - 0,15 мм.

5. При эластификации «жестких» полимеров существенно снижается теплообразование в клеевом шве. Температура деталей подшипникового узла, восстановленного композицией на основе адгезива АН-105 до 7ОС ниже по сравнению с ненаполненным адгезивом. Подшипниковый узел, восстановленный полимер-полимерной композицией на основе адгезива АН-105 имеет меньшую амлитуду вибрации, благодаря уменьшения модуля упругости при введении эластификатора. Амплитуда вибрации подшипникового узла восстановленного композицией на основе адгезива АН-105 составляет 0,974; 0,984 и 0,998 мм при нагрузках 9,9; 15,8 и 20,0 КН соответственно, что на 4,1; 5,9 и 9% меньше чем у ненаполненного адгезива.

6. Введение эластификатора в «жесткий» полимер приводит к большей деформации желоба наружного кольца, увеличению площади пятна контакта с нагруженными телами качения, повышению коэффициента распределения нагрузки и снижению контактных напряжений. Долговечность подшипника при восстановлении неподвижных соединений полимер-полимерной композицией на основе адгезива АН-105 составила при циклическом нагружении 186,72 млн. об., что в 4,4 раза превышает расчетную и на 15% выше чем у ненаполненного полимера.

7. На основе результатов исследований разработана технология восстановления неподвижных соединений подшипников качения полимер-полимерной композицией на основе акрилового адгезива АН-105, которая внедрена в ОАО «Большие Избищи» Данковского районов Липецкой области. Годовой экономический эффект от внедрения новой технологии составил около 240 тыс. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: Бутин, А.В. Восстановление полимер-полимерной композицией и неразрушающий контроль неподвижных соединений подшипников качения сельскохозяйственной техники [Текст] / Ли Р.И., Бутин А.В., Шипулин М.А. // Вестник МИЧГАУ. -2010. - №1. - С. 181-185.

Бутин, А.В. Перспективные полимерные и полимер-полимерные композиционные материалы для сборки подшипниковых узлов при изготовлении и ремонте техники [Текст] / Ли Р.И., Бочаров А.В., Бутин А.В., Шипулин М.А. // Клеи. Герметики. Технологии. - №5, 2011 г., С. 28 - 33.

Бутин, А.В. Повышение эффективности акрилового адгезива АН-105 при восстановлении неподвижных соединений подшипников качения [Текст] / Ли Р.И., Щетинин М.В., Бутин А.В., Шипулин М.А. // Вестник МИЧГАУ. - 2011. - №1 Ч. 1 - С. 214-217.

Бутин, А.В. Увеличение деформационно-прочностных свойств акрилового адгезива АН-105 при введении эластификатора Ф-40 [Текст] / Ли Р.И., Бутин А.В. // XIII международная научно-производственная конференция: Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения. - Белгород, 2009. - Изд-во Белгородской ГСХА. С. 199.

Бутин, А.В. Повышение деформационно-прочностных свойств акрилового адгезива АН-105 при введении эластификатора [Текст] / Ли Р.И., Бутин А.В., // XV международная научно-практическая конференция: Повышение эффективности использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции - Новые технологии и техника для растениеводства и животноводства. ГНУ ВИИТИН. - Тамбов.: Изд-во Першина Р.В., 2009. С. 587-591.

Бутин, А.В. Повышение деформационно-прочностных свойств жестких полимеров при введении эластификатора [Текст] / Ли Р.И., Бутин А.В. // Инженерное обеспечение инновационных технологий в АПК: сб. науч. тр. Междунар. науч. практ. конф. 4-5 мая 2009 г. - Мичуринск: Изд-во Мичуринского ГАУ. - 2009. - С. 40 - 44.

Бутин, А.В. Клей для соединения однородных изделий из металла, стекла, пластмасс и керамики [Текст]: Патент на изобретение №2418025 РФ Заявл. 29.05.2009 / Ли Р.И., Кондрашин С.И., Бутин А.В., Шипулин М.А. // Опубл. 10.12.2010. - Бюл. №34.

Бутин, А.В. Деформационно-прочностные свойства полимер-полимерной композиции для восстановления неподвижных соединений подшипников качения сельскохозяйственной техники [Текст] / Ли Р.И., Бутин А.В. // Инженерное обеспечение инновационных технологий в АПК: сб. науч. тр. Междунар. науч. практ. конф. 13-14 мая 2010 г. - Мичуринск: Изд-во Мичуринского ГАУ. - 2011. - С. 169 - 174.

Бутин, А.В. Технология восстановления неподвижных соединений подшипников сельскохозяйственной техники полимер-полимерной композицией на основе адгезива АН-105 [Текст] / Ли Р.И., Бутин А.В., Шипулин М.А. // XVI международная научно-практическая конференция: Повышение эффективности использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции - Новые технологии и техника для растениеводства и животноводства. ГНУ ВИИТИН. - Тамбов.: Изд-во Першина Р.В., 2011. С. 230-232.

Бутин А.В. Перспективные полимер-полимерные и нано-полимерные композиционные материалы для соединений деталей при изготовлении и ремонте машин [Текст] / Ли Р.И., Кондрашин А.В., Бутин А.В., Шипулин М.А. // XV международная научно-производственная конференция: Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения. - Белгород.: Изд-во Белгородской ГСХА, 2011. С. 207.

Размещено на .ru