Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ состояния вопроса, цель и задачи исследований 10
1.1 Долговечность подшипниковых узлов сельскохозяйственной техники 10
1.2 Способы восстановления посадочных мест подшипников качения сельскохозяйственной техники 12
1.3 Исследование потребительских свойств полимерных материалов, используемых для восстановления неподвижных соединений подшипников качения 24
1.3.1 Исследование процессов отверждения полимерных материалов 24
1.3.2 Исследование теплостойкости полимерных материалов 27
1.3.3 Исследование деформационно-прочностных свойств полимерных материалов 29
1.4 Вопросы долговечности неподвижных соединений подшипников, восстановленных полимерными материалами 32
1.4.1 Исследование долговечности неподвижных соединений подшипников, восстановленных полимерными материалами 32
1.4.2 Напряженное состояние полимерного покрытия в процессе эксплуатации подшипникового узла 38
1.5 Выводы. Цель и задачи исследований 44
2 Теоретические вопросы исследования долговечности неподвижных соединений подшипников качения восстановленных полимерными материалами 48
2.1 Долговечность восстановленных неподвижных соединений при циклическом нагружении и критерии подобия 48
2.2 Напряженное состояние клеевого шва в соединении «подшипник- корпус» 56
3 Методика экспериментальных исследований 68
3.1 Общая методика исследований 68
3.2 Методика исследования процесса полимеризации адгезиваАН-105 70
3.3 Методика исследования теплостойкости адгезива АН-105 72
3.4 Методика исследования деформационно-прочностных свойств пленок адгезива АН-105 77
3.5 Методика исследования прочности клеевых соединений, выполненных адгезивом АН-105 80
3.6 Методика исследования долговечности неподвижных соединений, восстановленных адгезивом АН-105 81
4 Результаты экспериментальных исследований и их анализ 88
4.1 Исследование процесса полимеризации адгезива АН-105 88
4.2 Исследование теплостойкости адгезиваАН-105 90
4.3 Исследование деформационно-прочностных свойств пленок адгезива АН-105 93
4.4 Исследование прочности клеевых соединений, выполненных адгезивом АН-105 96
4.5 Исследование долговечности неподвижных соединений, восстановленных адгезивом АН-105 99
5 Реализация результатов исследований и их технико-экономическая оценка 115
5.1 Реализация результатов исследований 115
5.2 Расчет экономической эффективности восстановления неподвижных соединений подшипников качения адгезивом АН-105 в ЗАО «Агрофирма имени «15 лет Октября» Лебедянского района
Липецкой области 117
Общие выводы 121
Список использованных литературных источников
- Исследование потребительских свойств полимерных материалов, используемых для восстановления неподвижных соединений подшипников качения
- Напряженное состояние клеевого шва в соединении «подшипник- корпус»
- Методика исследования деформационно-прочностных свойств пленок адгезива АН-105
- Исследование деформационно-прочностных свойств пленок адгезива АН-105
Введение к работе
Восстановление изношенных деталей является основным резервом снижения затрат на ремонт. Стоимость восстановленных деталей значительно ниже стоимости новых, и это позволяет значительно снизить затраты на ремонт сельскохозяйственной техники. Кроме того, известны перспективные технологические процессы восстановления, обеспечивающие деталям повышенный послеремонтный технический ресурс и соответственно повышение надежности узлов, агрегатов и машины в целом [1... 18]. Доктор технических наук Черноиванов В.И. отмечает — одной из приоритетных задач в развитии системы технического сервиса является развитие восстановления изношенных деталей, как альтернативы расходу новых на обслуживание стареющего парка машин, что позволит снизить затраты на поддержание техники в работоспособном состоянии [19].
Подшипники качения относятся к категории многочисленных элементов конструкций машин. По данным Института исследования товародвижения и конъюнктуры оптового рынка ОАО "ИТКОР" в 2000 году общий объем производства подшипников всех типов в России составил 256,6 млн. штук, что на 18,4% превосходит объем производства 1999 года, произошло увеличение объемов продаж подшипников качения как на отечественном рынке, так и зарубежным партнерам. Динамика объемов производства подшипников качения по годам представлена на рисунке 1.1.
Как видно из диаграммы (рисунок 1.1), максимальное падение объема производства за прошедшие 5 лет произошло в кризисном 1998 году (184 млн. штук), в 1999 году производство возросло на 17,9%, по сравнению с предшествующим годом, в 2000 году продолжился рост общего объема производства, при этом темпы роста производства превысили уровень прошлого года.
Увеличение объема продаж подшипников качения на отечественном рынке объясняется ростом спроса на них предприятиями тех подотраслей
машиностроения, которые используют подшипники качения для производства собственной продукции.
1Э98г Годы
[побьем производства I
Рисунок 1.1- Динамика объемов производства подшипников качения всех типов в России по годам
Большинство этих подотраслей в 2000 году увеличило объемы производства продукции по сравнению с 1999 годом. Так, за 2000 год объем производства увеличился в электротехнической промышленности - на 30,1%, в металлургическом машиностроении - на 30,2%, в подъемно-транспортном машиностроении - на 42,0%, в автомобильной промышленности - на 3,3%, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении - на 48,4%, машиностроении для легкой и пищевой промышленности - на 9,5%, железнодорожном машиностроении - на 7,4.
По данным исследовательской группы Info Mine, несмотря на рост в промышленности в целом и в машиностроении в отдельности, увеличение транспортных средств и объемов перевозок, в России в последние годы наблюдается тенденция к спаду производства подшипников. В 2005 году производство их составило лишь 162 млн. шт. Экспорт снижается и составил в 2004 г. 39,8 млн. шт. Импорт увеличивается и составил в 2004 г. 48,6 млн. шт.
«Кажущееся» потребление колеблется в пределах 185...215 млн. шт., составив в 2005 г. около 200 млн. шт. При этом уменьшение доли производства компенсируется возрастающими объемами импорта.
Затраты на замену подшипников качения в течение всего срока службы трактора могут достигать 30% его стоимости [20]. Отказы подшипниковых узлов ведут к простоям техники, потерям сельскохозяйственного сырья и увеличению себестоимости сельскохозяйственной продукции. В связи с растущими потребностями предприятий всех отраслей, повышение долговечности подшипниковых узлов, снижение себестоимости ремонта, путем восстановления посадочных мест подшипников, является важной актуальной народнохозяйственной задачей, решение которой позволит повысить надежность техники, значительно снизить расходы, связанные с ее техническим обслуживанием и ремонтом.
Одной из основных причин, приводящих к отказу подшипников качения, является износ посадочных мест подшипников. Основной причиной износа посадочных мест подшипников качения являются фреттинг-коррозия.
Посадочные места подшипников качения восстанавливают установкой дополнительных деталей, наплавкой, нанесением электролитических покрытий, электроконтактным напеканием порошков, электроконтактной приваркой стальной ленты и другими способами [21...28]. Перечисленные способы имеют общие недостатки: сложность технологического процесса, потребность в дорогостоящем технологическом оборудовании, необходимость механической обработки восстанавливаемых поверхностей, высокую трудоемкость, энергоемкость и себестоимость. Способы восстановления не предотвращают фреттинг-коррозию - основную причину износа посадочных мест подшипников качения.
Способы восстановления неподвижных соединений подшипников качения полимерными материалами лишены вышеуказанных недостатков. Способы восстановления полимерными материалами полностью предотвращают появление фреттипг-коррозии и многократно повышают долговечность
неподвижных соединений. Себестоимость восстановления неподвижных соединений нанесением покрытий из герметика 6Ф ниже по сравнению с наплавкой в 11,4 раза, с железнением - в 9,4 раза [8].
При восстановлении посадочных мест подшипников полимерными материалами, из-за упругой деформации наружного кольца, снижается коэффициент неравномерности распределения нагрузки между телами качения. Наличие полимерного покрытия, приводит к увеличению деформации поверхности желоба подшипника в зоне контакта с нагруженными телами качения. В результате увеличивается площадь пятна контакта и снижается напряжение в зоне контакта. При этом, долговечность подшипника 7205 с покрытием ВК-50 в 1,95, герметика 6Ф в 2,33 раза превышает расчетную. Долговечность подшипника 205 с покрытием ВК-50 в 4,1, герметика 6Ф в 5,43 раза превышает расчетную [12].
Химическая промышленность постоянно выпускает новые полимерные материалы, которые отличаются широким спектром потребительских свойств. Это создает основу для разработки высокоэффективных технологических процессов восстановления, обеспечивающих дальнейшее повышение долговечности подшипниковых узлов сельскохозяйственной техники.
Настоящая работа посвящена совершенствованию методов исследования полимерных материалов и разработке технологии восстановления неподвижных соединений подшипников качения с.х. техники адгезивом АН-105.
В диссертации проведены исследования перспективного акрилового адгезива АН-105, разработана технология восстановления, которая внедрена в ЗАО «Агрофирма имени «15 лет Октября» Лебедянского района Липецкой области.
Работа выполнена на кафедре «Технология обслуживания и ремонта машин и оборудования» Мичуринского государственного аграрного университета в соответствии с госконтрактом № 4337 р/6733 по теме «Разработка конструкции металлополимерных подшипников качения повышенной долговечности», финансируемым Фондом содействия развитию малых форм пред-
приятии в научно-технической сфере (программа "СТАРТ " 2006 года, приложение А) и планом госбюджетных научно-исследовательских работ Мич-ГАУ на 2006...2010 годы по теме № 14 «Разработка технологий восстановления и упрочнения деталей с.х. техники и технологического оборудования по переработке и хранению с.х. продукции».
Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на:
научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, докторантов и аспирантов Мичуринского государственного аграрного университета в 2006...2008 гг.;
Международной научно-практической конференции «Перспективы организации и технологии ремонта техники в АПК», РГАЗУ (г. Балашиха), 2007 г.;
Всероссийской научно-практической конференции «Инновационное развитие агропромышленного комплекса и лесного хозяйства», КазГАУ (г. Казань), 2007 г.;
Международной научно-практической конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения», БелГСХА (г. Белгород), 2007 г.;
Международной научно-практической конференции «Перспективные технологии и технические средства в АПК», МичГАУ (г. Мичуринск), 2007 г.;
- Международной научно-практической конференции «Современные про
блемы технического сервиса в агропромышленном комплексе», МГАУ
(г. Москва), 2007 г.;
Международной научно-практической конференции «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей», ГОСНИТИ (г. Москва), 2008 г.
заседании кафедры «Технология обслуживания и ремонта машин и оборудования» МичГАУ в 2008 г.
Публикации. По результатам выполненной работы опубликовано 7 печатных работ, в том числе две статьи в изданиях, рекомендованных ВАК
РФ, получено положительное решение ФИПС от 30.06.2008 г. на выдачу патента по заявке № 2007102186/20(002333) от 22.01.2007 «Стенд для испытания подшипников качения на долговечность», МПК G01M 13/00 (2006/01) (приложение Б).
Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 44 рисунка, 9 таблиц, библиографию из 143 наименований.
На защиту выносятся:
критерий подобия и метод исследования усталостной долговечности неподвижных соединений подшипников качения, восстановленных полимерными материалами;
уточненная математическая модель напряженного состояния клеевого шва в соединении «подшипник-корпус» при радиальном нагружении восстановленного подшипникового узла;
результаты экспериментальных исследований теплостойкости и деформационно-прочностных свойств пленок АН-105, прочности и долговечности неподвижных соединений подшипников качения с деталями, выполненных адгезивом АН-105;
технология восстановления неподвижных соединений подшипников качения сельскохозяйственной техники адгезивом АН-105 и технико-экономическая эффективность разработанной технологии восстановления.
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследование потребительских свойств полимерных материалов, используемых для восстановления неподвижных соединений подшипников качения
Теплостойкость является важной эксплуатационной характеристикой полимерного материала, которая определяет верхнюю допустимую температуру применения.
Для определения теплостойкости используют методики, основанные на измерении упругопластических и вязкопластических свойств полимерного материала в диапазоне температур или модуля упругости [8, 72, 73, 100, 101].
Наблюдается снижение модуля упругости с повышением температуры и установлено, что температура теплостойкости составляет 65 и 100 С для ГЭН-150(В) и герметика 6Ф соответственно.
В работе [12] при исследовании теплостойкости феноло-каучукового адгезива ВК-50 использовали метод определения температуры размягчения по Вика при испытании в воздушной среде. Эксперимент продолжался до тех пор, пока не было зафиксировано внедрение трех инденторов в испытуемые образцы на глубину 1 мм. За температуру теплостойкости приняли температуру размягчения полимерного материала ВК-50 Т.геПл - 99 С (рисунок 1.10).
В виду того, что теплостойкость полимерного материала является важной эксплуатационной характеристикой полимерного материала, характеризующей пригодность материала к использованию в диапазоне температур эксплуатации, необходимо на начальном этапе выбора перспективных полимерных материалов исследовать этот показатель. 1.3.3 Исследование деформационно-прочностных свойств полимерных материалов
Долговечность неподвижных соединений, восстановленных полимерными материалами, зависит от деформационно-прочностных свойств полимеров [8, 12,72].
Одни материалы имеют более высокую прочность и относительно низкую деформацию, тогда как другие материалы наоборот - более высокую деформацию и относительно низкую прочность. Авторы предлагают выбор полимерных материалов осуществлять по удельной работе разрушения. Чем больше значения удельной работы разрушения, тем выше значения долговечности материала при динамическом нагружении.
В работе [73] проводили исследование физико-механических свойств анаэробных герметиков УГ-7, УГ-8, АН-6, АН-6В, АН-6К, АН-103 и AH-I04.
Герметики УГ-7 и УГ-8 имеют высокие разрушающие напряжения, достигающие 34,7 МПа (рисунок 1.11). Рисунок 1.11 - Разрушающие напряжения анаэробных герметиков а, МП а I Минимальные разрушающие напряжения имеют образцы, полученные из анаэробного герметика АН-104, максимальные — из герметика АН-6К. Раз-рушащие напряжения герметика АН-6К превышают разрушающие напряжения герметика АН-104 в 3,91 раза, АН-103 в 2,44 раза и АН-6 в 1,65 раза. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что анаэробные герметики имеют широкий диапазон разрушающих напряжений.
Относительные удлинения анаэробных герметиков представлены на рисунке 1.12. Лучший по этому показателю герметик АН-6К имеет относительные удлинения в 1,83 раза выше по сравнению с герметикой УГ-7.
Более высокие по сравнению с перечисленными герметиками относительные удлинения имеют герметики АН-103 и АН-104. Относительные удлинения герметика АН-103 в 18,49 раза, а герметика АН-104 в 24,15 раза выше относительных удлинений герметика УГ-7. Данные свидетельствуют о том, что деформация анаэробных герметиков изменяется в достаточно широком диапазоне.
Удельная работа разрыва анаэробных герметиков показана на рисунке 1.13. Рисунок 1.13— Удельные работы разрушения анаэробных герметиков
Минимальную работу разрыва имеет герметик УГ-7, максимальную -герметик АН-103. При этом максимальная удельная работа отличается от минимальной в 31,57 раза. Таким образом, удельная работа разрыва различных марок анаэробных герметиков колеблется в более широком интервале значений по сравнению с разрушающими напряжениями и относительными удлинениями.
Выводы
Исследования деформационно-прочностных свойств новых полимерных материалов крайне важны и их результаты имеют большую ценность, так как они дают предварительную информацию о долговечности исследуемого материала при динамическом нагружении и позволяют обоснованно выбрать полимерный материал для восстановления.
Напряженное состояние клеевого шва в соединении «подшипник- корпус»
Теоретический анализ в разделе 1.4.2 показал, что предложенная модель в работе [12] не в полной мере описывает напряженное состояние полимерной оболочки при радиальном нагружении. Нами предложена уточненная модель напряженного состояния полимерной оболочки при радиальном нагружении [117].
Определим деформации и напряжения, возникающие в клеевом шве, в зоне деформации кольца в направлении малой оси эллипса j (рисунок 2.1)
Кривая DjC представляет собой деформированный участок полимерного слоя при действии радиальной нагрузки Р. Вдоль малой оси эллипса j в полимерном слое имеют место деформации растяжения. Уравнение кривой DjC в полярных координатах можно представить в виде [12, 118] ro = ccosg0, (2.13) где г є - полярный радиус; 0 - полярный угол, 9 = 0 ... р ; с — коэффициент, который зависит от величины радиальной нагрузки Р; g - коэффициент, который зависит от деформации растяжения вдоль малой оси эллипса. Р — радиальная нагрузка; R — радиус от оси до наружного кольца подшипника; G — полярный угол; г е - полярный радиус; ААЬ ВВ] — деформация полимерного слоя по внутреннему контуру напротив центрального и первого боковых тел качения, вдоль большой оси эллипса f соответственно; DD] — деформация полимерного слоя вдоль малой оси эллипса j
Рисунок 2.1 — Деформация наружного кольца подшипника с полимерным слоем при радиальном нагружении:
Определим малую полуось эллипса], коффициенты с и g. Площадь круга, описываемого наружным кольцом подшипника, определяют по формуле SKp = 7rR2, (2.14) где R — радиус наружного кольца подшипника по внутреннему контуру.
Площадь эллипса в который деформируется наружное кольцо подшипника при радиальной нагрузке Р, можно определить по формуле [119] SM = nf h (2.15) где f и j - большая и малая полуоси эллипса. Приравняли формулы (2.14) и (2.15) и подставив формулу (1.1) получили j=R2/f =R2/(R + u0) (2.16) Перемещение наружного кольца подшипника вдоль малой оси эллипса следует определять по формуле ue = o = R-j (2.17) Подставив в формулу (2.17) выражение (2.16) получили u0 = 0 = R uo/(R + uo) (2.18) При полярном угле 8 = 0, полярный радиус г э = с cos g Э = с. В то же время из рисунка 2.1 следует, что re = R-Ue = o следовательно c = R-ue = o (2.19)
Примем допущение, что деформация наружного кольца подшипника при полярном угле 8 = р равна нулю. Тогда г є = с cos g P = R (2.20) Подставив в формулу (2.20) вместо коэффициента с выражение (2.19) получили R = (R-ue = o)cosgp Соответственно получено выражение g=[arccosR/(R-u0 = o)]/P (2.21) Уравнение (2.13) после преобразований имеет вид re = (R-ue = o)cos{e [arccosR/(R-u э=0)]/р} (2.22)
Определим относительную деформацию растяжения полимерного покрытия в радиальном направлении.
Рассмотрим деформацию элемента ABCD полимерного покрытия (рисунок 2.2). Если и - радиальное перемещение стороны AD элемента ABCD при растяжении, то при полярном угле 0 радиальное перемещение стороны ВС должно быть равно [120]
Методика исследования деформационно-прочностных свойств пленок адгезива АН-105
Деформационно-прочностные свойства пленок адгезива АН-105 оценивали прочностью при одноосном растяжении пленок о р з относительным удлинением Єр и удельной работой деформации при разрыве пленок %р [12].
Образцы представляли собой пленки адгезива АН-105 прямоугольной формы 60 20 1,0 мм. Расчетная длина образца составляла 40 мм. В качестве подложки при изготовлении пленок использовали пластину 75x40x3 мм из фторопласта-4. Прямоугольную форму и геометрические размеры пленки обеспечивали при помощи рамки-трафарета 80x35x1 мм из стали 3. Внутренние размеры рамки - 70x23 мм. Рамку накладывали на фторопластовую пластину и заполняли ее, нанося послойно АН-105 волосяной кистью № 5. Каждый слой полимерного покрытия просушивали в течение 0,25 ч.
После заполнения рамки, поверхность покрытия формовали фторопластовой пластиной, с целью обеспечения равномерной толщины полимерной пленки. После отверждения образцы кондиционировали в течение 16 ч. при стандартной атмосфере 23 С [130]. Затем лезвием отсекали по внутреннему контуру рамки границы пленки по длине и ширине, удаляли рамку с подлож ки и полимерную пленку с поверхности фторопластовой подложки. Толщину образцов измеряли по методу А [131]. Предельные отклонения размеров образцов не превышали по длине и ширине ±0,1 мм.
Испытания образцов осуществляли на разрывной машине ИР 5047-50 (рисунок 3.7) с одновременной записью диаграммы "нагрузка-деформация". Масштаб нагрузки М:1мм = 1,6 Н, масштаб деформации М1:1 [132].
Скорость нагружения при испытаниях была постоянной и составляла 5 мм/мин. С учетом того, что скорость распространения волн составляет 30...50 м/с в высокоэластических и около 1000 м/с в стеклообразных полимерах [133], принятая скорость нагружения обеспечивала равномерное распределение напряжений по образцу. Прочность при разрыве пленок ар определяли по формуле [12] FP гр= , (3.2) Ан где Fp - растягивающая нагрузка в момент разрыва пленки, Н; Ац - начальное поперечное сечение образца, мм. Относительное удлинение при разрыве пленки є р определяли по формуле Л1о ер= 100, (3.3) 1о где 1 о - начальная расчетная длина образца, мм; Д1о - изменение расчетной длины образца в момент разрыва, мм. Работу деформации при разрыве пленок А определяли как площадь, ограниченную кривой "нагрузка-деформация" и осью абсцисс на диаграмме.
Удельную работу деформации при разрыве пленок %р определяли как част ное от величины работы деформации А на объем полимерной пленки V = 1,61 10"6м3.
Образцами являлись клеевые соединения АН-105 внутренних колец подшипников 209 с валами. Валы изготовили из стали 45 (рисунок 3.2). Шероховатость посадочной поверхности Ra 0,63 [132]. После шлифования валы подвергли термической обработке по режимам, приведенным в разделе 3.2.
Диаметральный зазор в соединении до склеивания обеспечивали шлифованием валов. Для обеспечения соосности деталей клеевого соединения использовали специально разработанные и изготовленные центрирующие приспособления (рисунок 3.3).
Отверждение соединения с толщиной клеевого шва h = 0,1 мм проводили в течение 24 ч при температуре 20 С (через 0,5 ч центрирующее приспособление разбирали, так как к этому времени клеевое соединение достигает транспортировочной прочности).
Испытания образцов проводили на разрывной машине ИР 5047-50 (рисунок 3.7) с одновременной записью диаграммы "нагрузка-деформация". Масштаб нагрузки М:1мм=1,6Н, масштаб деформации Ml :1. Скорость нагружения при испытаниях была постоянной и составляла 50 мм/мин. Касательное напряжение сдвига т определяли по формуле [12] r=Fc/AH, . (3.4) где Fc - усилие сдвига, Н; Ан - площади клеевого шва, м2. Относительное удлинение клеевого шва при сдвиге є рассчитывали по формуле яп Б=100 (Д10/1О), (3.5) где 1 о — начальная длина клеевого шва, мм; А10 — изменение длины клеевого шва до момента сдвига, мм.
Работу деформации при разрушении клеевых соединении А определили как площадь, ограниченную кривой "нагрузка-деформация" и осью абсцисс на диаграмме. Удельная работа деформации при разрушении клеевых соединении ас была рассчитана как частное от значения работы деформации А на объем клеевого шва.
Исследование деформационно-прочностных свойств пленок адгезива АН-105
Исследование прочности клеевых соединений при аксиальном сдвиге имеет важное значение, так как прочность в дальнейшем в значительной мере обеспечивает неподвижность восстановленного соединения.
На рисунке 4.9 представлена зависимость прочности клеевых соединений при аксиальном сдвиге т от времени отверждения t. Адгезив АН-105 ха рактеризуется, в отличие от рассматриваемых ранее анаэробных герметиков марок Анатерм и Унигерм, высокой скоростью отверждения и набора прочности. Уже через 0,5 ч при температуре отверждения 20 С клеевые соединения имеют прочность 1,2 МПа, что вполне достаточно для транспортировки последних. Как поясняли в разделе 4.1 (рисунок 4.1) в течение стадии моно-литизации скорость отверждения герметика изменяется, поэтому диэлектрическая проницаемость и прочность х изменяются по нелинейной зависимости. Через 4 ч образуется сшитый полимер, прочность достигает 12,2 МПа и подшипниковый узел пригоден к эксплуатации. Дальнейшее отверждение до 24 ч не приводит к значительному росту прочности. За 20 часов прочность повышается на 1,8 МПа. Изменение прочности х также и диэлектрической проницаемости (рисунок 4.1) происходит по линейной зависимости.
На следующем этапе эксперимента исследовали зависимость прочности клеевых соединений при аксиальном сдвиге X от толщины клеевого шва h (рисунок 4.10).
Максимальную прочность т = 16,34 МПа имеют клеевые соединение с толщиной клеевого шва 0,05 мм. Прочность с увеличением толщины клеевого шва до 0,075 и 0,10 мм понижается до 14,75 и 14,2 МПа соответственно.
Зависимость имеет нелинейный характер. Снижение прочности можно объяснить масштабным фактором. Чем больше толщина клеевого шва, то есть объем полимерного материала, тем больше вероятность появления в нем пор, микротрещин и других дефектов, являющихся причиной снижения прочности.
Выводы
Адгезив АН-105 отличается от исследованных ранее анаэробных гер-метиков марок Анатерм и Унигерм, более высокой скоростью отверждения и набора прочности. Через 0,5 ч при температуре отверждения 20 С клеевые соединения имеют прочность 1,2 МПа, что вполне достаточно для транспортировки последних.
Прочность клеевых соединений зависит от толщины клеевого шва и составляет 16,3; 14,75 и 14,2 МПа при толщине клеевого шва 0,05; 0,075 и 0,1 мм соответственно.
Цель исследований заключалась в изучении следующих вопросов: - как изменяется долговечность неподвижных соединений, восстановленных адгезивом АН-105, в зависимости от толщины клеевого шва; - определение максимальной допустимой толщины клеевого шва при различных значениях циклической радиальной нагрузки на испытываемый подшипниковый узел; - проверка воспроизводимости эксперимента; - получение экспериментальной зависимости критерия подобия от амплитуды напряжений и получение эмпирической формулы с оценкой погрешности; - проверка адекватности формулы критерия подобия (2.12) на основе проведения контрольного эксперимента.
На начальном этапе эксперимента объектом исследования являлась долговечность неподвижных соединений подшипников 207, восстановленных адгезивом АН-105. Подшипниковые узлы нагружали радиальными нагрузками: 20,0; 15,8; 12,8 и 9,9 кН.
Оценку воспроизводимости эксперимента производили по критерию Кохрена. Определили табличное значение коэффициента Кохрена Число степеней свободы: - числителя Vi= 3 — 1 =2; - знаменателя v2 = N = 3, где N - число строк (опытов), N = 3. При уровне значимости Р = 0,05, GT = 0,871 Gp = 0,4667 GT = 0,871. Гипотеза об однородности и дисперсии принимается, так как экспериментальные данные не отвергают гипотезу (Gp GT).
В таблице 4.3 представлена долговечность неподвижных соединений подшипника 207 с различной толщиной клеевого шва при циклической радиальной нагрузке на подшипник 12,8 кН.
При уровне значимости Р = 0,05, GT = 0,871 Gp = 0,4815 GT = 0,871. Гипотеза об однородности и дисперсии принимается, так как экспериментальные данные не отвергают гипотезу (Gp GT).
Результаты исследований представлены на рисунках 4.11.. .4.14 В соответствии с формулой (2.2) и рисунком (1.18), а также данными работ [8, 14, 79, 80], долговечность неподвижного соединения уменьшается с увеличением толщины клеевого шва. Зависимость, построенная в полулогарифмических координатах, имеет нелинейный характер (рисунок 4.11). Подобные зависимости называют кривыми Веллера.
