Түрлі композитті материалдарды машина бөлшектерін жасауда пайдалану мәселесін шешу

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

ТҮРЛІ КОМПОЗИТТІ МАТЕРИАЛДАРДЫ МАШИНА БӨЛШЕКТЕРІН ЖАСАУДА ПАЙДАЛАНУ МӘСЕЛЕСІН ШЕШУ

Коппозиттік материалдар деп - компонеттер қасиеттерінен ажыратылатын, жаңа қасиеттерімен анық көрінетін шекарасы бар, химиялық құрамы бойынша ерекшеленетін екі немесе одан да көп компонеттерден жасалған материалдарды атайды. Композитті материалдардағы компонеттердің қасиеттері, өлшемдері, пішімдері мен орналасуы алдын - ала жобаланады және жасау процесі кезінде қалыптасады. Композитті материалды талшықты, қабатталған және дисперсті бөлшектермен беріктенген деп бөледі. Композитті материалдар көлеміндегі үздіксіз компонетті - матрица деп, үзбеліні - армирлеуші элемент деп атайды.

Армирлеуші элементтің геометриясына және олардың өзара орналасуына байланысты композитті материалдар қасиеттері барлық жағдайда - изотропты (дисперсті - беріктенген композитті материалдар) және әртүрлі - анизотропты болуы мүмкін.

Композициялық материалдың негізі болып, полимерлер, органикалық түтқырлар, күшейткіш дисперсті және әртүрлі үздіксіз талшықтармен беріктенген, белгілі бағыттар бойынша бағытталған композитті материалдарды толтырғыштар танылады. Қазіргі заманғы композиялық материалдардағы толтырғыштарды, тек түтқырдың ысырабын азайтатын және композиттің қүрылысын беріктендіретін қоспа ғана емес, сонымен қатар жүйе қүрылыстың пайда болуын басқаратын және материалдағы берілген қасиеттерді жобалауға мүмкіндік беретін компонент есебінде қаралады.

Композитті материалдар құрамына қарай: шыны талшықтармен армирленген композитті материалдарды - шыныпластиктер деп; металдық талшықтармен - металл пластиктер деп; бормен армирленгендерді - боропластиктер деп; көміртек талшықтармен - көміртек пластиктілер деп атайды.

Конструкциялық материалдар дайындау әдісі бойынша: сұйық және қатты фазалық әдісімен, тұну әдістерімен - тозаңдану және аралас әдістермен алынғандар деп бөлінеді.

Сұйық фазалық әдістерге арматураны полимермен немесе сұйық металмен қанықтыру, сонымен қатар бағытталған кристалдану жатады.

Қатты фазалық әдістерге - матрица ретінде ұнтақтар немесе жұқа табақшалар қолданылатын, компонеттер композитті материалдарға айналатын престеу, прокаттау, экскрузия, жарумен пісіру, соғу, сымдау, диффизиялық пісіру жатады.

Композитті материалдарды тұндырумен алғанда матрица талшықтарға тұздар ерітіндісінен, булы газды фазадан, плазмадан жағылады. Аралас әдістер бірнеше әдістердің жинақталуын қарастырады. Композитті материалдың құрамындағы әрбір компонент қандай материалдан жасалса да бастапқы қасиеттерін сақтайды. Матрица қызметі - бұйымға пішім беру, талшықты қышқылданудан және зақымданудан қоғау, талшықтарға күш беру. Композитті материалдың беріктігін, матрицаның иілгіштігі мен қаттылығын қамтамасыз ететін көптеген әдістер бар. Қаңқалы талшықты бағытта орнықтыру арқылы, композиттің беріктік көрсеткіштерін, майысқақтығын, температураға шыдамдылығын және басқа да қасиеттерін жақсартуға болады. Мұндай жағдайда композициялық материалдардың құрамын дұрыс есептеу керек және компоненттердің тиімді арақатынасын анықтаған жөн.

Талшықтар - ең жиі қолданылатын армирлеуші элемент - сыртқы жүкті көтереді. Олар төмен тығыздыққа, жоғары биікттікке және серпімділік модуліне, химиялық тұрақтылыққа және дайындау технологиясына, матрицадағы минималды ерігіштікке, фазалық түрлену жоқтығына ие болу керек. Талшықтар қасиеттері эксплуатация жағдайларында тұрақты болуы қажет. Талшықты композициялық материалдарды әр түрлі белгілерімен жіктеуге болады. Талшықты композитті материалдардан көпқабатты таспаларды, табақшаларды, сырық өзектерді, құбырларды, конструкциялық пішімдерді, құбырлар қалақшаларын, авиация мен ғарыш техникасын жасайды.

Ыстыққа берік композиттік материалдарды керамикалық және көміртекті талшықтармен беріктенген никель мен кобальт қорытпалар негізінде дайындайды, композитті материалдарды ауыр жүктелетін газ құбырлы қозғалтқыштар, жану камераларын, жылу экрандарын, ыстыққа тұрақты құбырларды жасауда қолданады.

Қолданылатын шикізаттың түріне, каңқалаудың сипаттамасына, матрица материалының өзгешелігіне полимерлі, темірлі, керамикалы, көміртекті, қаңқалайтын талшық түріне шыныпластиктер, боропластиктер және т. б. қарай бөлінеді.

Қаңқалайтын талшық, композициялық материалдар құрамында біркелкі тегіс қабатпен, өзара параллельді бағытта немесе ішкі себептерге байланысты және шатасып оралған, мысалы, тоқылатын арматура сияқты орналасуы мүмкін. Композициялық материалдың қаңқалаушы қүрастырушылары, тығыздық пен беріктікті қамтамасыз ететін материалдар, майда ұнтақталған ұнтақ, микроталшық түрінде болуы мүмкін. Майда ұнтақталған дисперсиялы толықтырғыштар барлық көлемге біркелкі таратылады.

Қазіргі кезде нанокристалдық материалдардың үш түрі бар: ультрадисперсті наноөлшемді ұнтақтақтар; компактты немесе көлемдік нанокристалдық материалдар; монокристалдық моноқабаттар (аса торлар) .

Нано құрылымының түзілу нәтижесінен жүретін процестер бұл - кристалдану, қайта кристалдану, қайта кристалдану, фазалық өзгерістер, жоғары механикалық күштер, интенсивті пластикалық деформация, аморфты құрылымның толық және жартылай кристалдануы.

Наносымдар мен наноталшықтар. Наносымдар электрондық микросызбалар үшін металды наносымдар, сонымен қатар, нүктелік нанобөлшектен, сатылы астардан булы фазадан конденсация әдісімен өсіреді астарлы материалдың беттік энергиясы абсорбаттың беттік энергиясынан жоғары болуын қажет етеді.

Жалпы композитті материалдардың технологиясы бірнеше сатыдан өтеді: дайындаманы қалыптау; ұнтақ себу (шашу) ; басқару (пултрузия) ; орау (намотка) ; престеу және т. б. (әртүрлі операцияларға байланысты) .

Қалыптау барысында мынадай әдістің ілгері баптаулы толтырғыштар пайдаланылады. Осы әдіс арқылы өнімнің биік бірыңғайлысы баянға кепілдендіріледі, және көрсеткіштері қадағаланады. Алайда бұйымның сапасы жұмысшының тәжірибесіне тәуелді болады.

Шыныпластикті қолмен қалыптау бірнеше этаптан тұрады:

Бірінші этап дайындық этапы деп аталады, үдеріс кезінде бұйым қалыпының беті тазартылады, кейін майдан тазарады және соңында қабаттарды ажырататын балауыз жағылады. Соңында бірінші кезеңнің қалып қорғаныстық - декоративтік қабатпен - гелькоутпен жамылады. Осы қабат арқылы келешек бұйымның сырт беті белгілі пішінге келеді, түсі беріліп және зиянды фактордың әрекетінен қорғайды, мысалы, су, ультракөгілдір және химиялық реагенттер. Көбінесе негізінде теріс қалыптарды дайын бұйымның өндірісі үшін пайдаланады. Кейін, гелькоут сияқты арнаулы қабаты суалады, калыптау аталатын кейінгі кезеңге деген ауысуға болады. Кейін шыныпластик төселіп, толтырғышпен толтырады. Қалыпқа смаланың көмегінсіз ақ толтырғыш біркелкі жайылады.

Соңғы кезеңді нығыздау немесе тығыздау деуге болады. Ламинатталған бетте ауа қалташалары қалмас үшін нығыздайды. Олар алмасақ, дайын бұйымның сапасында әсер етеді, сол себептен ламинаттап қатты нығыздау қажет, сосын бұйымды суытып және механикалық өңдеуге береміз, оның құрамына форманы бұрғылау, шеткі артық қалдықтарын кесу және т. б.

Бұл әдістің артықшылықтары: аз қаражатпен күрдері пішінді және үлкен өлшемде бұйымды алуға болады; бұйымның конструкциясы жеңіл өзгерісті оңай өзгертеді, ал жабдықтардың бағасы төмен; бұйымды жасау үшін кез келген матрица алына береді, бірақ ол өз пішіні мен қасиетін сақтауы керек.

Мынадай әдістің кемшіліктері: қол еңбегінің шығындары көп; бұйымды шығару (өндірімділік) тым төмен; бұйымның сапасы ұстаға байланысты; бұл әдіс аз сериалы шығарымға болады.

Ұсақ және орта сериялы өндіріс үшін тап мынадай әдіс бола береді. Ұнтақ шашу әдісінде қалыптау әдісіне қарағанда көп қасиеттері бар, жабдықтардың шығымын анықтауға тура келеді.

Арнаулы қондырғы қорғаныстық жабындыны және пластикті қоюға мүмкіндік береді. Соның арқасында байланыстырушы затының және материалды анықтау керек емес, сосын қол еңбегінің күші азаяды.

Ұнтақ себу (шашу) әдісінің артықшылықтары: шыныпластитен жасалған өнімдердің шығару жоғарылайды; шыныпластиктен жасалған өнімдердің сапасын бағылау тиімді және оңай болады; шыныпластиктен жасалған өнімнің сату бағасы төмендейді; шыныпластиктен жасалған өнімді шығару үшін, полиэфирлі шайыр (смола) мен шыны қанша керек болса сонша қолданылады, сондықтан қалдықтар азаяды; уақытты үнемдеу және т. б.

Орау (намотка) технологиясы дайындаманы шыныпластикпен: мұнай мен газға шыныпластикалық трубалар, химия өндірісіндегі шыныпластикалық цестерналарды орауға арналған.

Оралған дайындамалар әдеттегі әдіспен жасалғанға қарағанда бірқатар артықшылықтары бар: салмағы аз болса да беріктігі жоғары, ол тасымалдау кезінде өте тиімді болады; -40 тан +50 $℃$ та қолдану ыңғайлы; бөлшектерді біріктіру кезінде фланцты немесе муфталы біріктіруді қолданады.

Басқару (Пултрузия) әдісімен кезкелген профильдегі бөлшекті аламыз (цилиндрлі, бұрыштама, стерженьді, қорабшалы және т. б. ) . Бұл әдіспен аз уақыт ішінде көп өнім алуға мүмкіндік береді. Әдетте бұл әдісте эпоксидті шайыр, винилэфирлі шайыр, полиэфирлі шайрлар қолданылады. Бірақ кәзір шыныпластикте қолданылады. Пултрузия әдісі дайындаманы тарту арқылы жасалады. Пултрузия процесі жұмыта мынадай бөліктерге бөлуге бөлуге болады: біріктендіргіштің сіңіуі, пішінін ойша беру, қатуы және механикалық өңделінуі, созу, бөлу.

Кесте 1. Композитті материалдардың технологиялық ерекшеліктерінің қолдану аясы

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.