Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Восстановление отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров двигателей комбинированным способом : На примере блока цилиндров двигателя КамАЗ-740 Грузинцев Алексей Петрович

Восстановление отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров двигателей комбинированным способом : На примере блока цилиндров двигателя КамАЗ-740
<
Восстановление отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров двигателей комбинированным способом : На примере блока цилиндров двигателя КамАЗ-740 Восстановление отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров двигателей комбинированным способом : На примере блока цилиндров двигателя КамАЗ-740 Восстановление отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров двигателей комбинированным способом : На примере блока цилиндров двигателя КамАЗ-740 Восстановление отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров двигателей комбинированным способом : На примере блока цилиндров двигателя КамАЗ-740 Восстановление отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров двигателей комбинированным способом : На примере блока цилиндров двигателя КамАЗ-740
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Грузинцев Алексей Петрович. Восстановление отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров двигателей комбинированным способом : На примере блока цилиндров двигателя КамАЗ-740 : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.03.- Саранск, 2002.- 161 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-5/855-2

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования 10

1.1. Характерные износы и дефекты блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания 10

1.2. Анализ технологических методов восстановления отверстий коренных опор блоков цилиндров 13

1.3. Существующие подходы к обоснованию свойств полимерных материалов для восстановления изношенных деталей и их соединений 20

1.4. Цель и задачи исследования 25

2. Теоретические основы исследования 29

2.1. Структурный анализ и определение размерных погрешностей поверхностей деталей, восстановленных полимерными покрытиями 29

2.2. Обеспечение точности поверхностей деталей, восстановленных комбинированием электроискрового и полимерного покрытия 35

2.3. Разработка математической модели деформационного поведения полимерных материалов в восстановленном подшипниковом соединении блока цилиндров 42

3. Методические основы исследования 54

3.1. программа исследования 54

3.2. Методика микрометражных исследований 55

3.3. Методика исследования физико-механических и реологических свойств полимерных композиционных материалов 57

3.4. Методика определения линейной усадки композиции при ее полимеризации 64

3.5 Методика выбора режимов нанесения электроискровых поьфытий... 65

3.6. Методика эксплуатационных испытаний 69

4. Результаты исследований 75

4.1. Результаты исследования технического состояния отверстий коренных опор блоков цилиндров, поступающих в ремонт 75

4.2. Реологические характеристики разнонаполненных полимерных композиций 82

4.3. Результаты исследования режимов нанесения электроискровых покрытий 94

4.4. Результаты математического моделирования процесса деформирования полимерного покрытия в восстановленном подщипниковом соединении блока цилиндров 100

5. Разработка технологического процесса восстановления отверстий коренных опор блоков цилиндров двигателей камаз комбинированным способом 104

5.1. Обоснование составов полимерных композиций и размеров калибрующих оправок для восстановления изнощенных поверхностей отверстий 104

5.2. Технологический процесс восстановления посадочных отверстий коренных опор блока цилиндров комбинированным способом 108

5.3. Результаты эксплуатационных испытаний отремонтированных двигателей 114

5.4. Расчет экономической эффективности внедрения разработанного технологического процесса в производство 115

Общие выводы и рекомендации 121

Литература 125

Приложения 138

Введение к работе

Решение проблемы повышения долговечности отремонтированных двигателей в значительной мере определяется обеспечением качества восстановления их блоков цилиндров. Однако ремонтные предприятия сталкиваются с большими техническими и технологическими трудностями при восстановлении данных деталей, особенно в вопросе обеспечения размерной и геометрической точности, микро- и макрогеометрии поверхностей отверстий коренных опор, а также пространственных отклонений их обш;ей оси относительно технологических баз корпусной детали.

С другой стороны применяемые методы восстановления посадочных отверстий, особенно чугунных блоков цилиндров, зачастую не удовлетворяют требованиям по качественным критериям нанесенных покрытий.

Перспективным направлением в ремонтном производстве, в частности для восстановления чугунных деталей, является применение метода электроискровой наплавки (ЭИН), который позволяет наносить на поверхности деталей различные износостойкие покрытия без существенного изменения в структуре основного материала. Однако опыт применения ЭИН для восстановления отверстий коренных опор блоков цилиндров двигателей показал, что электроискровые покрытия даже после механической обработки не удовлетворяют тем достаточно жестким требованиям по шероховатости, которые предъявляются к поверхности опор.

В последнее время для восстановления отверстий корпусных деталей все чаще применяют различные полимерные материалы, которые позволяют не только обеспечить требования по точности и качеству покрытия без применения доводочных методов механической обработки, но и значительно повысить их фреттинг-коррозионную износостойкость.

Но применение данных методов восстановления ограничивается толщиной наносимой полимерной пленки из-за ее технологической усад- ки в процессе полимеризации и возможных значительных упругих и пластических деформаций в процессе эксплуатации детали.

Перспективным направлением повышения размерной точности и качества поверхности восстановленных отверстий коренных опор блоков цилиндров является комбинирование вышеприведенных методов, однако реализация такого способа восстановления сдерживается из-за отсутствия соответствуюш;их теоретических разработок и практических рекомендаций.

Целью исследования является разработка научных и технических основ восстановления отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров дизельных двигателей комбинированием электроискровой наплавки с применением металлополимерных композиций.

Объект исследования - изношенные поверхности отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров дизельных двигателей.

Для реализации поставленной цели в работе решены следующие задачи исследования: провести структурный анализ технологических и эксплуатационных погрешностей поверхностей деталей, восстановленных комбинированием электроискровой наплавки и полимерного покрытия; разработать математическую модель и соответствующий программный комплекс, позволяющие прогнозировать изменение точностных параметров корпусной детали, восстановленной комбинированным способом; исследовать реологические и технологические свойства разнона-полненных полимерных композиций, выявить существующие закономерности и разработать принципы управления этими свойствами; провести математическое и физическое моделирование несущей способности комбинированного покрытия восстановленного блока ци- линдров, определить оптимальные составы композиций и режимы электроискровой наплавки; исследовать техническое состояние блоков цилиндров двигателей, поступивших в ремонт, выявить характерные дефекты и причины их возникновения; разработать новый ресурсосберегающий технологический процесс с оснасткой для восстановления отверстий коренных опор блоков цилиндров, провести эксплуатационные испытания отремонтированных двигателей, внедрить разработки в производство, оценить их экономическую эффективность.

Научная новизна работы состоит: в проведении структурного анализа технологических и эксплуатационных погрешностей поверхностей корпусных деталей, восстановленных комбинированными покрытиями; в разработке математической модели, адекватно описывающей деформационное поведение электроискрового и полимерного комбинированного покрытия восстановленного отверстия коренной опоры блока цилиндров; в получении реологических и технологических характеристик и констант полимерных композиций на основе модифицированного анаэробного герметика ускоренного отверждения Анатерм-бВ с наполнителями из талька и железного порошка; в обосновании режимов электроискровой наплавки поверхности коренной опоры для создания основы полимерного покрытия; в определении на основе математического и физического моделирования, а также технологических расчетов составов полимерных композиций для восстановления коренных опор блока цилиндров двигателя КамАЗ-740.

Практическая ценность исследований заключается в: - определении характерных дефектов коренных опор блоков цилин дров двигателей КамАЗ-740, их статистических характеристик и причин возникновения; - разработке нового ресурсосберегающего технологического про цесса восстановления поверхностей отверстий коренных опор блока ци линдров двигателя КамАЗ-740 комбинированием электроискровой на плавки и металлополимерного покрытия с комплектом технологической оснастки, позволяющим обеспечить необходимую размерную, геометри ческую и пространственную точность восстановленных поверхностей и повторно использовать часть деталей, ранее подлежащих выбраковке.

Новизна и научно-технический уровень разработок подтверждены патентом РФ, участием в региональных, межвузовских и республиканских выставках. Разработанные технологические процессы восстановления отверстий коренных опор блока цилиндров двигателя КАМАЗ-740 внедрены в Учебно-научно-производственном центре по разработке и внедрению новых технологий Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарева, государственном предприятии Республики Мордовия «Автоколонна № 13 84».

Результаты исследований использованы в учебном пособии для вузов, а также в учебном процессе Института механики и энергетики Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарева.

Основные результаты исследований доложены на семинарах, конференциях, советах и т.д.: ежегодных Огаревских чтениях, проводимых в Мордовском госуниверситете (Саранск, 1999-2001 г.); конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов Мордовского госуниверситета (Саранск, 1999-2002ГГ.); всероссийской научно-практической конференции «Организационные, философские и технические проблемы современных машиностроительных производств» (Рузаевка, 2000 г.); республиканской научно-практической конференции «Роль науки в развитии хозяйственного комплекса республики» (Саранск, 2001г.); межрегиональной выставке-ярмарке сельскохозяйственных машин (Саранск, 2001 г.); международной научно-технической конференции «Новые методы ремонта и восстановления деталей сельскохозяйственных машин» (Саранск, 2001 г.); расширенном заседании кафедры механизации переработки сельскохозяйственной продукции Мордовского госуниверситета имени Н.П. Огарева (Саранск, 2 0 0 2 г).

Работа выполнена на кафедре механизации переработки сельскохозяйственной продукции Института механики и энергетики Мордовского ордена Дружбы народов государственного университета имени Н.П. Огарева в рамках договора, заключенного по итогам Республиканского конкурса инновационных проектов (Постановление Правительства Республики Мордовия №142 от 5 апреля 2001 г.) тема 53/34-01.

На защиту выносятся следующие положения: математическая модель деформационного поведения комбинированного электроискрового и полимерного покрытия, нанесенного на поверхность изношенных отверстий коренных опор блоков цилиндров двигателей; теоретические предпосылки и результаты экспериментальных исследований реологических и технологических свойств разнонаполненных полимерных композиций, а также качественных и точностных свойств электроискровых покрытий; результаты исследования технического состояния блоков цилиндров двигателей КамАЗ-740, поступивших в ремонт; новый технологический процесс восстановления поверхностей отверстий коренных опор блока цилиндров двигателя КамАЗ-740 комбинированием электроискровой наплавки и металлополимерного покрытия.

Анализ технологических методов восстановления отверстий коренных опор блоков цилиндров

В настоящее время для восстановления изношенных поверхностей блоков цилиндров разработано значительное количество способов, чаще всего основанных на сварочно-наплавочных мероприятиях, на нанесении гальванических покрытий и полимерных материалов, установке дополнительных деталей (рис. 1.1).

Основная трудность реализации способов восстановления связана с механической обработкой поверхностей деталей. Согласно ремонтно-технологической документации допуски на размеры, шероховатость поверхности, геометрические и пространственные отклонения параметров восстановленной корпусной детали в основном должны строго соответствовать аналогичным параметрам новых деталей. Однако ремонтное

Производство в настоящее время оснащено в больщинстве своем универсальным металлорежущим оборудованием, имеющим класс точности ниже оборудования завода-изготовителя, и зачастую, не в состоянии выполнить данные технические требования.

Среди методов восстановления отверстий коренных опор блока цилиндров наибольшее распространение на ремонтных предприятиях получил метод, который основан на растачивании в нормальный размер отверстий коренных опор со смещением их оси на 0,15...0,20 мм к верхней привалочной плоскости [38]. Предварительно производится фрезерование плоскости разъема крышек на 0,4...0,5 мм. Наряду с явными преимуществами, этот метод имеет ряд существенных недостатков: требуется высокоточное специализированное оборудование (агрегатно-расточные станки), не обеспечивается заданная техническими условиями точность формы гнёзд коренных опор, которая должна составлять 2/3 допуска на их размер, не обеспечивается заданная техническими условиями шероховатость восстановленных гнёзд коренных опор, которая должна составлять в среднем Ка - 0,63 мкм.

Для восстановления гнёзд коренных опор с провернутыми вкладышами применяют чугунные полукольца, которые устанавливают на заклепках или штифтах в предварительно расточенные гнёзда. Затем полукольца растачивают в нормальный размер [39]. Этот способ отличается высокой сложностью и трудоемкостью реализации, требует специального сложного оборудования и не получил широкого распространения.

Для восстановления гнезд коренных опор с аварийным износом, полученным в результате провертывания вкладышей коренных подшипников, используются способы наплавки различных материалов в частности контактная приварка стальной ленты [40, 41, 42], контактная приварка металлических порошков.

Отличительной особенностью наплавочных способов является нагрев детали до высокой температуры, что приводит к короблению блоков, изменению кристаллической решетки материала, возникновению микротрещин, к тому же нанесенный материал имеет физико-механические свойства, значительно отличающиеся от исходного материала восстанавливаемой корпусной детали. Способы с использованием наплавки отличаются также высокой трудоёмкостью работ, низким уровнем механизации процесса, отсутствием простого и эффективного технологического оборудования. К таким способам относятся ручная газовая наплавка латунью марки Л-62, чугунными электродами марок АНЧ-1, ЦЧ-3 или ЦЧ-4, полуавтоматическая наплавка проволокой ПАНЧ-11 в среде углекислого газа [41].

Сущность контактной приварки стальной ленты заключается в том, что на изношенную поверхность детали, после предварительной обработки, накладывают стальную ленту и приваривают её контактной шовной сваркой [15, 40, 43]. Однако этот способ обладает существенными недостатками: приваренные ленты из сталей 10, 20, ЗОХГСА обладают низкой обрабатываемостью, что ведёт к пониженной стойкости режущего инструмента и значительным трудностям в обеспечении заданной точности обработки восстанавливаемых гнёзд коренных опор и качества их поверхности.

Хорошие перспективы в условиях поточного восстановления корпусных деталей определенной номенклатуры имеет контактный способ приварки металлических порошков на изношенную поверхность посадочного отверстия [44, 45]. Однако для условий единичного и мелкосерийного ремонтного производства из-за значительных капитальных вложений применение данного метода восстановления является проблематичным.

Несмотря на многообразие различных способов нанесения электролитических покрытий (местное осталивание, осталивание в проточном электролите и т.д.), ни один из них не нашел широкого практического применения для восстановления отверстий коренных опор блоков цилиндров. К недостаткам этих способов можно отнести высокую сложность подготовки поверхности детали к нанесению покрытия, плохую обрабатываемость покрытий механическим способом, недостаточную прочность сцепления с основным материалом, низкую стабильность процесса и особенно экологическую вредность.

Обеспечение точности поверхностей деталей, восстановленных комбинированием электроискрового и полимерного покрытия

В процессе работы двигателя в результате действия значительных эксплуатационных нагрузок происходит изнашивание поверхностей посадочных отверстий. При этом износы, как правило, колеблются в значительных пределах, и могут достигать, особенно в случае проворачивания коренных вкладышей коленчатого вала изнашивания, более 1 мм на диаметр. Применение в этом случае металлополимерных композиций для восстановления поверхностей посадочных отверстий сдерживается ограничениями, накладываемыми толщиной полимерной пленки.

Как было отмечено в п. 2.1, технологическая усадка композиции Аз в процессе ее полимеризации находится в прямой зависимости от толщины наносимой полимерной пленки и оказывает существенное влияние на размерную и геометрическую точность восстановленной детали (2.2). Поэтому необходимо строго регламентировать толщину пленки наносимого полимерного покрытия компенсацией значительной части износа отверстия путем предварительного нанесения на поверхность детали металлического подслоя (матрицы). Причем этот подслой должен выдерживать действие эксплуатационных нагрузок, быть однородным по структуре, иметь достаточно качественную поверхность и легко обрабатываться режущим инструментом. Анализ существующих методов восстановления деталей сварочно-наплавочными способами показал (Глава 1), что применение электроискровой наплавки (ЭРШ) для нанесения металлопокрытий является самым оптимальным при восстановлении посадочных отверстий чугунных корпусных деталей.

Процесс электроискровой наплавки основан на использовании действия импульсного электрического разряда, проходящего между электродами в газовой среде. При этом происходит преимущественное разруще-ние материала электрода (анода) и перенос продуктов эрозии на поверхность детали (катод). Длительность импульса разряда при ЭИН составляет 10" Хи 10 с. Электрические схемы (рис.2.1.) современных генераторов тока для ЭИН позволяют в достаточно больших пределах варьировать значения тока (от 0,5 А до 110 А) и напряжения (от 30 В до 95 В) при этом энергия единичного искрового разряда изменяется от 0,054 Дж до 9,2 Дж.

Преимущественный перенос материала анода на катод осуществляется при условии [93]: Коэффициент переноса разрушенного материала электрода С„ определяется экспериментально, как отношение привеса восстанавливаемой детали Лш к весу унесенного с поверхности электрода Атл материала.

Толщину электроискрового покрытия Ь, образованного на единичной поверхности 8 можно определить по формуле:

На рисунке 2.2 а показана характерная кривая увеличения толщины наплавленного слоя в зависимости от времени обработки. На этой кривой можно выделить три участка времени. На участке I происходит интенсивное увеличение толщины наплавленного качественного слоя, на участке II происходит замедление прироста толщины качественного наплавляемого слоя с перегибом в точке 1нас- После этого на участке III происходит частичное разрушение наплавленного слоя. Таким образом в какой то момент времени 1нас происходит достижение максимальной ЬЛах толщины качественного наплавленного слоя.

Очевидно, что такое поведение кривой напрямую связано с изменением коэффициента переноса материала эродированного электрода на поверхность детали (рис.2.2 б). При их сопоставлении видно, что на участке I происходит закономерное снижение массы перенесенного материала электрода в единицу времени. На участке II коэффициент переноса материала постепенно стабилизируется и затем на участке III резко падает до отрицательных значений, так как происходит контакт электрода с наплавленным слоем только по вершинам, которые постепенно начинают разрушаться.

Как правило, увеличение толщины электроискрового покрытия на участке II сопровождается снижением его сплошности, увеличением величины перепада между впадинами и выступами наплавленного слоя ме талла.

Методика исследования физико-механических и реологических свойств полимерных композиционных материалов

Для реализации разработанной математической модели несущей способности полимерной пленки в восстановленном подщипниковом соединении необходимо знать ряд физико-механических и реологических констант материала, в частности мгновенный модуль упругости, значения начальной и конечной вязкости, времени релаксации, константы старения и вязкого течения и др.

Вязкоупругие и термомеханические свойства полимерных материалов исследовались по модернизированной методике, предложенной в работе [26]. Полимерный образец, представляющий собой цилиндр диаметром 12±0,1 мм и высотой 15±0,1 мм, изготавливали в поливинилхлоровой пресс-форме при нормальных условиях полимеризации материала. Высоту и диаметр образцов измеряли с помощью толщиномера ТН 10 60 Т ГОСТ 11358-74 с ценой деления щкалы 0,01 мм, диапазоном измерения 10-20 мм и контактным усилием 30±2 г. С целью обеспечения однородного поля деформаций торцы образцов смазывали силиконовым маслом.

Полимерные образцы подвергали сжатию в оправке (рис. 3.2), при этом фиксировали деформацию образца, величину, скорость и время приложения нагрузки, температуру испытания.

В качестве нагружающего устройства в условиях одноосного сжатия использовали модернизированный твердомер ТП, способный создавать значительную регулируемую осевую нагрузку, снабженный нагревательным устройством, системой регулирования и контроля температуры. Продольную деформацию образца фиксировали с помощью индукционного датчика перемещений с погрешностью измерения ±0,5 мкм, сигнал от которого подавали на усилитель и, далее, на светолучевой осциллограф НО 71.6М. (рис. 3.2). Поперечная величина деформации образца замерялась индикаторной скобой с точностью ±0,002 мм при свободном (без матрицы) нагружении образца. Для осуществления мгновенного на-гружения плечо силового привода прибора было снабжено упором 8.

В зависимости от исследуемых характеристик полимерного материала постоянное нормированное усилие сжатия на образец осуществляли с помощью грузов, размещенных на нагрузочной штанге силового привода твердомера, переменную же нагрузку создавали нормированным истечением воды в контейнер, подвешенный на ту же штангу.

Для обеспечения гарантированной величины перемещения пуансона полимерный образец устанавливали на опорный элемент 4 (рис. 3.2), Величину нагрузки на пуансон 1 выбирали так, чтобы мгновенная деформация образца не превышала 10% его начальной высоты.

Нагревательный элемент 5 устанавливали на матрицу 2. Задание температурного режима и его регулирование осуществляли с помощью термопары ТХК-2488 ТУ 25-7363.041-89 с рабочим диапазоном температур от - 40С до + 375 0 и номинальными статическими характеристиками преобразования Е, класс допуска 1 по ГОСТ Р5043-92 (предел допускаемых отклонений ±1,5 С), милливольтметра для измерения и регулирования температуры типа Ш4541 ГОСТ 9736-80 с допускаемой погрешностью показаний от нормирующего значения ±1,0% и реле промежуточного серии РП-21 ТУ 16-523.593-80.

Составы полимерных композиций для исследований подбирали согласно априорной информации, полученной от сотрудников ДФГУП «НИИ химии и технологии полимеров имени А.К. Каргина». За основу был взят анаэробный герметик ускоренного отверждения Анатерм-бВ (ТУ 6-01-1215-79). В качестве наполнителей использовались тальк (ГОСТ 19729-84), железный порошок (ТУ 48-08-09-7-75), минеральная вата (ГОСТ 17854-79). Влияние вида и концентрации наполнителей на изменение деформационных свойств полимерных композиций оценивали с применением теории планирования эксперимента. В табл.3.1 представлены уровни варьирования переменных факторов.

После нагрева образцов до заданной температуры в течение контрольного времени (20 мин), упор 8 нагружающего рычага твердомера резко выдергивали, в результате чего реализовывалось мгновенное на-гружение образца. Процесс деформирования образцов регистрировался с помощью светолучевого осциллографа. По истечении заданного (из условия ограничения деформации образца не более 15-20%) времени испытания образец извлекали из матрицы и после отдыха в течение 12 часов измеряли его высоту.

Обработку результатов эксперимента осуществляли по следующей схеме, учитывая ряд положений теории упругости и пластичности.

Реологические характеристики разнонаполненных полимерных композиций

Для определения величины деформируемости полимерных композиционных материалов, приготовленных на основе анаэробного герметика ускоренного отверждения Анатерм-бВ, согласно методике, изложенной в п. 3.3 были проведены исследования их реологических характеристик.

На рис. 4.4 представлены первичные кривые нагружения разнона-полненных полимерных композиций, полученные в результате усреднения данных испытаний трех образцов для каждого типа нагружения и аппроксимированные с использованием пакета прикладных программ Microsoft Office 2000.

Анализ графических зависимостей показывает, что на деформационных кривых достаточно четко выделяются три характерных участка поведения полимерных композиций. Это участок упругой (мгновенной) деформации (при t 0), участок высокоэластичного состояния (при 0 t 1000 с) и участок вязкого течения (при t- co). Вид кривых, представленных на рис. 4.4, позволяет характеризовать процесс деформирования данных полимерных материалов как нелинейный, с меняющейся скоростью деформации. Анализируя полученные первичные кривые нагруже-ния можно сделать вывод, что с увеличением температуры испытания происходит увеличение пластической деформации, меняется ее интесив-ность в сторону увеличения у всех полимерных композиций. Это явление можно объяснить увеличением подвижности полимерных цепочек при увеличении температуры, а также снижением прочности химических связей. При этом можно отметить, что состав с содержанием бронзовой пудры имеет более высокую деформационную способность при всех исследуемых значениях температуры, что подтверждает предположение об изменении прочности химических связей в полимерной композиции в зависимости от присутствия различных наполнителей. Полимерная смесь, содержащая минеральную вату, хотя и в меньшей степени деформируется при низких температурах в сравнении с другими композициями, однако имеет очень низкую конечную вязкость при температуре 110С, что объясняется видимо наличием пор в структуре композиций из-за пузырьков воздуха, которые несут на себе волокна минеральной ваты.

На рис. 4.5 приведены зависимости мгновенного модуля упругости от температуры испытания для различных составов полимерных композиций. Как уже отмечалось при анализе первичных кривых нагружения, с

З еличением температуры мгновенный модуль упругости закономерно снижается. Из анализа рис. 4.5 видно, что происходит постепенное сближение кривых при увеличении температуры и практически их слияние

Выявить закономерность изменения мгновенного модуля в зависимости от состава и концентрации наполнителей в первом приближении не представляется возможным. Это связано с тем, что, согласно [113], величина данного параметра слагается из двух компонент

Характерно, что хотя модуль Е и зависит от структуры материала, однако эта зависимость касается только величины Еоо, поскольку величина Ех определяется степенью поперечного сшивания, не реагируя заметно на другие особенности структуры полимера. Чем больше плотность упаковки макромолекул, тем больше число цепей в единице объема, тем больше величина составляющей Еоо Однако, увеличение плотности упаковки, по-видимому, должно увеличивать и время релаксации материала, а следовательно и значение .

С другой стороны, введение активных наполнителей, способных образовывать химические связи с полимерными цепочками, может или повысить жесткость композиции, или же уменьшить плотность упаковки цепей, особенно при нерегулярном чередовании таких наполнителей. К тому же громоздкие наполнители, образуя надмолекулярную структуру, уменьшают способность макромолекул к перемеш,ению, неизбежно увеличивая размеры сегмента. Уменьшение плотности полимерной композиции может сопровождаться уменьшением величины сил сцепления между макромолекулами. Вследствие этого может снизиться значение Еоо , а величина Ел; может уменьшиться вследствие увеличения подвижности кинетических сегментов при ослаблении межмолекулярного взаимодействия. В итоге общая величина мгновенного модуля упругости может изменяться в ту или иную сторону.

Начальная вязкость полимерной композиции, в определенной мере характеризующая процесс ее высокоэластической деформации, однозначно снижается с увеличением температуры испытания (рис. 4.6). При Т « 65 С происходит сближение кривых 1 и 2, затем они постепенно расходятся, что можно объяснить наличием дефектности структуры образцов, которая в большей степени проявляет себя при высоких температурах (выше 80С). Состав «Анатерм-бВ - 100 м.ч., тальк - 15 м.ч., железный порошок - 5 м.ч.» имеет значения начальной вязкости выше, чем составы содержащие бронзовую пудру с меньшим содержанием талька (табл. 4.5). При увеличении концентрации талька в композиции должно происходить увеличение конечной вязкости за счет увеличения трения между частицами наполнителя, что и подтверждается при анализе кривых зависимости конечной вязкости полимерных композиционных смесей от температуры испытания и концентрации наполнителей (рис. 4.6). Увеличение температуры испытания приводит к снижению конечной вязкости полимерной композиции.

Похожие диссертации на Восстановление отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров двигателей комбинированным способом : На примере блока цилиндров двигателя КамАЗ-740