Восстановление деталей, полимерными материалами — Техническое Обслуживание и Ремонт Автомобилей

Все большее применение в ремонтном про­изводстве находят полимерные материалы. Сущность процесса заключается в том, что на изношенные металлические поверхности дета­ли наносятся тонкослойные пластмассовые по­крытия. Нанесение покрытий осуществляют на­пылением. Применяют газопламенное, вихревое или вибрационное напыление. Материала­ми служат полимеры, которые подразделяются на три большие группы: пластики, эластомеры и волокна.

При ремонте находят применение в основ­ном пластики. Они подразделяются на термо­пласты и реактопласты. Из термопластов при напылении применяют амидопласты (полиами­ды). Полиамиды — твердые термопластические полимеры, плавящиеся при высокой температу­ре. По механической прочности и износостой­кости они превосходят все другие виды пласт­масс. Наибольшее применение получили поли­амидные смолы марок П-54, П-68, П-548, АК-7, поликапролактам (капрон) и отходы капрона. Капрон используют для восстановления под­шипников скольжения, шеек валов и пальцев, а также для изготовления втулок и в качестве декоративных и антикоррозийных покрытий. Из реактопластов широкое распространение получили эпоксипласты, связующими которых являются эпоксидные смолы. В ремонтном про­изводстве наибольшее применение имеют эпок­сидные смолы ЭД-5 и ЭД-6. Их используют для изготовления различных паст, которыми выравнивают вмятины в металлических обшив­ках кузовов; для приготовления клеевых ком­позиций при заделке трещин в корпусных де­талях, а также для клеевых составов, при по­мощи которых приклеивают, например, фрик­ционные накладки к тормозным колодкам и ведомым дискам сцепления.

При заделке трещин и восстановлении от­верстий в корпусных деталях применяют клее­вые композиции, состав которых указан в табл. 12.

12. Состав эпоксидного клея в весовых частях

Составы № 1 и 4 применяют при ремонте чугунных деталей, № 2 — стальных, № 3 — алюминиевых, а № 5 — пластмассовых дета­лей.

Подготовка корпусной детали к заделке трещин осуществляется в такой последова­тельности. По концам трещины сверлят отвер­стия диаметром 3 мм. Разделывают ее при по­мощи шлифовального круга. Металлической щеткой зачищают поверхность корпусной де­тали вдоль трещины-и по обе стороны ее на расстоянии 10—15 мм.

Затем трещину и зачищенный участок обез­жиривают бензином или ацетоном и насухо вытирают. Наносят тонкий слой клея, втирая его в трещину и по обеим сторонам от нее на ширину 10—15 мм. После небольшой выдерж­ки (3—6 мин) наносят второй слой. По окон­чании заклеивания деталь выдерживают при комнатной температуре 20—24 ч до полного отверждения клея. Срок выдержки можно уменьшить, если корпусную деталь нагреть. Например, при нагреве до 60°С продолжитель­ность отверждения составляет 4—5 ч.

Широкие трещины длиной более 400 мм за­делывают заплатами из сетчатой стеклоткани. Рекомендуется устанавливать не более четы­рех заплат. Первую заплату шириной 15— 20 мм кладут на эпоксидный клей, предвари­тельно внесенный при помощи шпателя в раз­деланную канавку. Заплата пропитывается клеем и уплотняется прикатыванием специаль­ным роликом. Аналогично накладываются и остальные заплаты.

Клеевой композицией можно заделывать трещины в блоках двигателя, картерах сцепле­ния, коробок передач, редукторов, корпусах водяных и масляных насосов, крышках карте­ра сцепления и коробок передач и других де­талях.

Ремонт деталей полимерными материалами (пластмассами) прост, экономичен и надежен. Ими можно наращивать поверхности для создания натяга в соединении или износостойкого покрытия, заделывать трещины и пробоины, склеивать детали, выравнивать поверхности, герметизировать соединения, надежно закрывать поры в любых деталях, даже в труднодоступных местах. Клеевые составы и пластмассы в ряде случаев успешно заменяют сварку и пайку, хромирование и осталивание, а иногда являются единственно возможными средствами восстановления.

Поделитесь этой страницей с друзьями!

Восстановление изношенных деталей полимерными материалами

Содержание страницы

• 1. Ремонт корпусных деталей, имеющих трещины и пробоины, эпоксидными композициями
• 2. Крепление фрикционных накладок к деталям синтетическими клеями

По данным ГОСНИТИ применение полимерных материалов при ремонте машин снижает трудоемкость работ на 20…30 %, себестоимость на 15…20 %, а расход металлов при этом сокращается на 40…50 %.

Полимерные материалы условно делят на термореактивные и термопластичные.

Термопластичные полимеры способны многократно размягчаться при нагреве и твердеть при охлаждении. Физико-механические свойства при этом меняются незначительно.

Термореактивные полимеры, в отличие от термопластичных, в растворителях не растворяются и при нагреве остаются твердыми до полного термического разложения. Различное поведение полимеров обусловлено межмолекулярными силами. В термопластичных полимерах при нагреве Ван-дерВаальсовы силы ослабляются и материал становится мягким и пластичным. Термореактивные полимеры дополнительно имеют ковалентные связи между молекулами, благодаря чему при нагреве материал остается твердым.

1. Ремонт корпусных деталей, имеющих трещины и пробоины, эпоксидными композициями

При ремонте корпусных деталей (корпус редуктора, крышка редуктора, блок-картер, головка блока двигателя, корпус коробки передач и др.) и трубопроводов, имеющих трещины и пробоины, используют композиции на основе эпоксидных смол.

Эпоксидные смолы марок ЭД-14, ЭД-15, ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22 представляют собой вязкие жидкости, которые получают из дифенилолпропана и эпихлоргидрина . Отверждение смол происходит под действием отвердителей, которые вводят непосредственно перед использованием смол.

Различают отвердители холодного отверждения (температура отверждения от 16 до 20 °C) и горячего отверждения (температура отверждения от 100 до 200 °С). К первому классу относятся амины (полиэтиленполиамин и др.) и низкомолекулярные полиамиды (Л-18, Л-19, Л-20 и др.). Наибольшее распространение получил отвердитель холодного отверждения – полиэтиленполиамин.

Отвержденные эпоксидные смолы находятся в стеклообразном состоянии, обладают хрупкостью и низкой ударной прочностью. Для улучшения этих свойств в состав смол вводят пластификаторы: дибутилфталат, диоктилфталат, трикрезилфосфат и др. Наиболее широко используют дибутилфталат.

С целью улучшения физико-механических свойств, повышения теплостойкости, теплопроводности и снижения стоимости композиции в эпоксидные смолы вводят наполнители. К ним относятся: железный, чугунный и алюминиевый порошки, графит, асбест, цемент и др. материалы.

Качество эпоксидных покрытий во многом определяется их составом, приведенным в табл 1.

Таблица 1. Состав эпоксидной композиции

Необходимо точно выдерживать концентрацию компонентов композиции. Эпоксидную композицию приготовляют на рабочем столе с вытяжным шкафом ОП-2076-ГОСНИТИ. Тару с эпоксидной смолой нагревают в термошкафу или в емкости с горячей водой до температуры 60…80 °С в течение 15 мин, после чего производят отбор необходимого количества смолы в ванночку. Согласно составу композиции в отобранную смолу добавляют пластификатор – дибутилфталат. Смесь тщательно перемешивают стеклянной или деревянной палочкой в течение 5…8 мин.

При необходимости в смесь небольшими порциями вводят наполнитель, тщательно перемешивая ее в течение 8…10 мин. Приготовленную композицию можно хранить длительное время.

Перед применением в композицию добавляют небольшими порциями отвердитель, производя перемешивание в течение 5 мин. После введения отвердителя эпоксидная композиция должна быть использована в течение 20…25 мин.

Заделку трещин чугунных и стальных деталей производят составом Б, деталей из алюминиевых сплавов – составом В (табл 1).

В зависимости от длины трещины восстановление деталей производят различным образом. При длине трещины до 20 мм определяют ее границы лупой 8…10-кратного увеличения. В концах трещины рассверливают отверстия диаметром от 2,5 до 3 мм. При толщине детали более 1,5 мм, вдоль трещины с помощью крейцмейселя снимают фаску под углом 60…70° и глубиной 1…3 мм (рис 1, а). На расстоянии 40…50 мм по обе стороны трещины поверхность детали зачищают до металлического блеска и обдувают сжатым воздухом. Поверхность трещины и зачищенный участок обезжиривают тампоном, смоченным в ацетоне, с последующим просушиванием в течение 8…10 мин. Затем обезжиривание и просушивание повторяют.

Восстанавливаемую деталь 1 (рис 1, б) устанавливают таким образом, чтобы поверхность с трещиной 2 находилась в горизонтальном положении.

Рис 1. Схема заделки трещин: 1 – деталь; 2 – трещина; 3 – слой эпоксидной композиции; 4, 6 – накладки из стеклоткани; 5 – ролик; 7 – металлическая накладка; 8 – болт

Приготовленный состав наносят шпателем на поверхность трещины и зачищенный участок детали.

Трещины длиной 20…150 мм заделывают аналогичным образом, дополнительно укладывая на нанесенную эпоксидную композицию 3 накладку 4 из стеклоткани, которая перекрывает трещину со всех сторон на 20…25 мм. Затем накладку прикатывают роликом 5, наносят на ее поверхность тонкий слой состава, накладывают вторую накладку 6 (рис 1, в) с перекрытием 10…15 мм, прикатывают роликом и наносят окончательный слой эпоксидной композиции.

Заделку трещин длиной более 150 мм (толщина стенки детали более 4 мм) производят эпоксидной композицией с наложением металлической накладки и закреплением ее болтами. Накладку 7 вырезают из листовой стали толщиной 1,5…2 мм. Размеры накладки должны обеспечивать перекрытие трещины на 40…50 мм. Вдоль трещины сверлят отверстия диаметром 6,8 мм с межцентровым расстоянием 60…80 мм. Затем нарезают в отверстиях резьбу 1М8×1. В накладке сверлят отверстия диаметром 10 мм, центры которых должны отстоять от краев на расстоянии не менее 10 мм. Поверхность детали и накладки зачищают до металлического блеска и обезжиривают ацетоном с последующим просушиванием в течение 8…10 мин.

Отверждение эпоксидной композиции проводят по режимам, приведенным в табл 2. Склеиваемые поверхности детали и накладки покрывают тонким слоем композиции, устанавливают накладку на деталь и вворачивают болты, резьбовые поверхности которых были предварительно покрыты тонким слоем состава.

Ремонт корпусных деталей с пробоинами производят эпоксидными композициями с наложением металлических накладок заподлицо и в нахлестку.

При заделке пробоины заподлицо (рис 2, а) изготавливают накладку из листовой стали толщиной 0,5…0,8 мм, которая должна перекрывать пробоину на 10…20 мм. Острые кромки пробоины притупляют, поверхность детали вокруг нее на расстоянии 10…20 мм зачищают до металлического блеска и обезжиривают ацетоном с последующим просушиванием в течение 8…10 мин.

Рис 2. Схема заделки пробоин: 1, 6 – металлическая накладка; 2, 5 – слой эпоксидного состава; 3 – проволока; 4 – накладка; 7 – болт

К центру накладки 1 крепят проволоку 3 диаметром 0,3…0,5 мм и длиной 100…150 мм. По контуру пробоины из стеклоткани изготавливают накладку 4. После вторичного обезжиривания и просушивания обработанных поверхностей деталей на поверхность металлической накладки 1 наносят тонкий слой эпоксидной композиции. Накладку 1 устанавливают под пробоину и крепят проволокой 3. Затем на нее укладывают накладку 4 из стеклоткани, которую прикатывают роликом, наносят эпоксидную композицию и укладывают вторую накладку из стеклоткани с последующим прикатыванием роликом. После заполнения пробоины по всей толщине стенки корпусной детали накладками из стеклоткани, на поверхность последней наносят слой стеклоткани, на поверхность последней наносят слой эпоксидной композиции 2 и производят его отверждение.

Таблица 2. Режим отверждения эпоксидной композиции

В случае заделки пробоины с наложением металлической накладки внахлестку (рис 2, б) ее изготавливают из листовой стали толщиной 1,5…2 мм. Размеры накладки 6 должны обеспечивать перекрытие пробоины на 40…50 мм. В ней сверлят отверстия диаметром 10 мм, с расстоянием между центрами по периметру пробоины 50…70 мм. Расстояние центров отверстий от краев накладки должно составлять 10 мм. В детали сверлят отверстия диаметром 6,8 мм и нарезают в них резьбу 1М8×1.Острые края пробоины притупляют. Металлическую накладку и поверхность детали вокруг пробоины на расстоянии 40…80 мм зачищают до металлического блеска. Обработанные поверхности обезжиривают, просушивают и наносят на них тонкий слой эпоксидной композиции 5. Накладку устанавливают на пробоину и заворачивают болты 7, резьбовая поверхность которых предварительно была покрыта эпоксидной композицией. После отверждения производят зачистку подтеков и наплывов и проверяют качество восстановления.

2. Крепление фрикционных накладок к деталям синтетическими клеями

Приклеивание фрикционных накладок к дискам сцепления и тормозным колодкам вместо крепления заклепками, имеет ряд преимуществ. Значительно снижается трудоемкость восстановления, фрикционные накладки более полно используются по толщине, экономятся цветные металлы.

С этой целью используют синтетические клеи BC-10T и БФТ-52. Старые фрикционные накладки удаляют, диски сцепления зачищают до металлического блеска с помощью шлифовальной машины или дробеструйной установки.

Склеиваемые поверхности обезжиривают ацетоном и просушивают на воздухе 10 мин. Затем наносят слой клея ВС-10Т толщиной от 0,1 до 0,2 мм и выдерживают на воздухе не менее 5 мин. Окончание сушки определяют по прилипанию резинового бруска. Брусок не должен прилипать к нанесенному клеевому слою.

Тормозные колодки с фрикционными накладками соединяют при помощи струбцин, а с ведомым диском сцепления в специальном приспособлении (рис 3). Оно состоит из основания 1, направляющей трубы 2, болта 3 с гайкой 4 и динамометрического ключа 5. Между собранными дисками 6 устанавливают промежуточные кольца 7.

Динамометрическим ключом создают на склеиваемых поверхностях давление 0,1 МПа. Не допускается смещение фрикционных накладок относительно диска более 0,5 мм. Собранный узел устанавливают в сушильный шкаф и выдерживают при температуре 180 ± 5 °С в течение 40 мин. Затем охлаждают в шкафу до температуры от 70 до 100 °С, после чего узел с приспособлением вынимают и охлаждают на воздухе до температуры от 30 до 40 °С. Приспособление разбирают, зачищают подтеки и наплывы клея.

Рис 3. Приспособление для приклеивания фрикционных накладок сцепления: 1 – основание; 2 – направляющая труба; 3 – болт; 4 – гайка; 5 – динамометрический ключ; 6 – диск; 7 – кольцо

Качество склеивания проверяют внешним осмотром и остукиванием. Звук, должен быть ровным без дребезжания. Торцевое биение диска более 0,5 мм и коробление более 1 мм не допускаются. В противном случае производят проточку на токарно-винторезном станке. Клееные изношенные накладки удаляют резцом на токарном станке или выдерживают в печи при температуре 350 °С и времени от 5 до 6 ч. , с последующим простукиванием молотком.

Просмотров: 965

Полимерный материал может восстанавливать травмированные органы и ткани человека

полимеры

СМЕНИТЬ ТЕМУ

Главная » Полимеры и мягкие материалы » Новости » Полимерный материал может восстанавливать травмированные органы и ткани человека

22 августа 2018 г.
| Лори Дональдсон

Пористый полимерный материал из коллагена и хитозана (фото: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого)

Российские исследователи создали новый тип полимерного материала, который может найти применение в тканевой инженерии и клеточной трансплантации. Поскольку тканевая инженерия считается ключевой областью медицинских исследований, ученые Российской академии наук, Санкт-Петербургского государственного медицинского университета и Санкт-Петербургского политехнического университета разработали пористый трехмерный материал из коллагена и хитозана, который может помочь восстановить части тканей. кость потеряна из-за травмы или болезни.

Использование искусственных органов для трансплантации становится все более важным при разработке новых медицинских процедур, успех которых в некоторой степени зависит от биосовместимых и биорезорбируемых полимерных материалов. Здесь команда разработала способ производства биосовместимых материалов, которые стимулируют восстановление естественных тканей, а также разработали средства для регулирования времени резорбции материалов, поскольку жизненно важно, чтобы недавно имплантированные материалы не распадались до того, как новая ткань сформирован.

Как сообщается в журнале Cell and Tissue Biology [Попрядухин et al. биол. клеточной ткани. (2018) DOI: 10.1134/S1990519X18030094], эти уникальные высокопористые 3D-матрицы цилиндрической формы можно имплантировать в поврежденную ткань печени, кости или сосуды, насыщенные клетками этих органов. Поскольку коллаген и хитозан биосовместимы, организм не отторгает их как инородные тела. Со временем матрица разлагается, и искусственная ткань заменяется натуральной тканью.

«Мы не обманываем природу, мы просто помогаем ей справиться с медицинской проблемой» Владимир Юдин

Как сказал исследователь Владимир Юдин, «Мы не обманываем природу, мы просто помогаем ей справиться с медицинской проблемой» проблема.В настоящее время специалисты спорят о том,что лучше использовать имплантат или восстановить орган.Человек с искусственным органом должен всю оставшуюся жизнь принимать лекарства,чтобы организм не отторг его.Это не относится к выращенной ткани из человеческих клеток».

Из доклинических исследований было продемонстрировано, что полная резорбция матрикса происходит только через шесть недель после их имплантации в ткань печени и через три недели после имплантации в мышечную ткань животных, при этом окружающие ткани не изменены и не повреждены. В то же время сам материал также начал разлагаться, и по мере резорбции матриксного коллагена было обнаружено образование соединительной природной ткани и кровеносных сосудов. Кроме того, были изготовлены покрытия для ран, шовные нити и протезы сосудов, эффективность которых в доклинических испытаниях in vivo была доказана.

Поделись этой новостью

Текущие исследования

Новый многофункциональный каркас с фототермическим управлением для клинического лечения остеосаркомы и регенерации тканей , Zhiwei Liao, Gaocai Li, Xiangmei Liu, Shuilin Wu, Cao Yang

News

Новая хирургическая клейкая лента может заклеивать раны

Исследователи разработали хирургическую липкую ленту, которая может восстанавливать утечки и разрывы в желудочно-кишечном тракте и других тканях и органах.

14 февраля 2022 г.

Ученые разрабатывают уникальные материалы для восстановления поврежденных органов и тканей

Тканевая инженерия — будущее медицины. В рамках Проекта 5-100 в Лаборатории полимерных материалов для тканевой инженерии и трансплантологии Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) созданы уникальные полимерные материалы медицинского назначения для восстановления травмированных органов человека.

Специалисты лаборатории разработали трехмерный пористый материал из коллагена и хитозана, аналога костной ткани. Используя этот материал, исследователи могут восстановить части кости, утраченные в результате травмы или болезни.

По мнению ученых, это совершенно новое направление медицины не только в России, но и во всем мире. Терминология еще не определена. В настоящее время их называют «имитирующими» материалами, поскольку они обманывают тело. В поврежденную ткань печени, кости или сосуды вживляют полимерную матрицу, насыщенную клетками этих органов. Поскольку материалы изготовлены из биосовместимых компонентов (хитозан и коллаген), организм обманывается и не отторгает инородный предмет. Со временем матрица разлагается, и искусственная ткань заменяется натуральной тканью.

«Мы не обманываем природу, мы просто помогаем ей справиться с медицинской проблемой. В настоящее время специалисты спорят о том, что лучше использовать имплантат или восстановить орган. Человек с искусственным органом должен принимать лекарства для остальных жизни, чтобы организм не отторгал ее. Это не относится к ткани, выращенной из клеток человека», — поясняет заведующий лабораторией Владимир Юдин.

Разработка искусственных органов для трансплантологии является актуальным приоритетом современной медицины. Успешное развитие этого направления во многом зависит от создания биосовместимых и биорезорбируемых полимерных материалов. Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета не только разработали технологию создания биосовместимых материалов, стимулирующих восстановление естественных тканей, но и сумели регулировать время рассасывания материалов. Очень важно, чтобы имплантированные материалы не распались до того, как сформируется новая ткань.

Результаты доклинических исследований показали, что через определенный промежуток времени объемная губка, внедренная в кость, начинает покрываться натуральной костной тканью, а сам материал разлагается. Кроме того, разработанную коллагеновую губку исследовали как в тканях печени, так и в мышечной ткани — материал также стимулировал восстановление естественной ткани органов.