Файл: Детали из стеклопластика в судовом машиностроении..pdf

Для контроля содержания сухого остатка берут навеску 2—5 г испытуемого эпоксидного лака и помещают в термостат, имеющий температуру 100 ± 5° С. Лак сушат при этой температуре до по­ стоянного веса, затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают с точ­ ностью до 0,01 г.

Удельный вес эпоксидных лаков определяется с помощью стек­ лянного денсиметра типа Ш а (ГОСТ 1300—57).

Параметры пропитки. Пропитка стеклоткани связующим может быть осуществлена смолой или ее раствором. При использовании для пропитки смолы без растворителя композиции смол должны иметь невысокую вязкость, что достигается применением низковяз­ ких смол, пластификаторов либо разбавителей. Однако для этого метода пропитки характерны малая возможность механизации, токсичность производства. Кроме того, введение различных разба­ вителей и пластификаторов, как правило, приводит к снижению прочности и водостойкости стеклопластиков.

Пропитка стеклоткани раствором эпоксидной смолы и отверди­ теля в соответствующем растворителе позволяет механизировать эту операцию.

Пропитка стеклоткани связующим производится в специальных пропиточных машинах, оборудованных сушильными камерами с регу­ лируемой температурой. По конструктивному исполнению пропи­ точные машины подразделяются на две группы: вертикальные и. горизонтальные. Для пропитки стеклоткани более широко исполь­ зуются машины вертикального типа, при этом исключается прови­ сание полотна в шахте и связанное с ним неравномерное распределе­ ние связующего.

В процессе пропитки стеклоткани необходимо периодически (через каждые 60—70 м) производить контроль технологического процесса по следующим показателям: содержание связующего, со­ держание летучих, содержание растворимой части связующего.

С о д е р ж а н и е с в я з у ю щ е г о . При контроле содержа­ ния связующего берут навеску пресс-материала около 1 г, взвеши­ вают в тигле на аналитических весах и прокаливают в муфельной печи до постоянного веса.

Содержание связующего (в %) определяется по формуле

С ев = аі X 1 0 0 - - hаі. X С з —- сл, (6 )

где а± — навеска пресс-материала до сжигания, г; bt — навеска пресс-материала после сжигания, г; С3 — содержание замасливателя в стеклоткани, %; С„ — содержание летучих, % (см. формулу

(10)).

Для создания средств автоматического контроля содержания связующего был выбран для данного технологического процесса прямой метод измерения — метод материального баланса, исклю­ чающий многочисленное влияние таких факторов, как непостоянство электрофизических свойств связующего и стеклонаполнителя, изме­ нение геометрических размеров материала и т. д., присущих кос­

22

венным методам контроля [29]. Суть выбранного метода заключается в измерении количества связующего, унесенного участком ткани определенной, наперед заданной длины.

Содержание связующего в каком-либо участке пропитанной стеклоткани (в %) определяется соотношением

где РсВ— весовое содержание связующего; Ртк— вес участка стек­ лоткани.

При известной концентрации связующего Рсв = РпК, где Рп — вес пропиточного лака, унесенного из пропиточной ванны данным участком ткани; К — коэффициент концентрации пропиточного лака. >тк = gL, где g — вес погонного метра ткани; L — длина участка ткани.

С учетом последних выражений

Если длину L отрезка стеклоткани принять за единицу, то при постоянных в процессе пропитки концентрации связующего и веса метра ткани процентное содержание связующего в пропитанном материале будет определяться величиной веса пропиточного лака, унесенного из пропиточной ванны (Яп). На этом принципе была раз­ работана система автоматического контроля и регистрации про­

С о д е р ж а н и е р а с т в о р и м о й ч а с т и с в я з у ю ­ щ е г о . Для контроля растворимой части связующего берут образец пропитанной стеклоткани размером 100x100 мм, взвешивают на технических весах и помещают в ацетон (для материала СТЭР) или в спирто-ацетоновую смесь 1 : 1 (для материалов СТЭТ-1, СТЭТ-2, СТЭТ-3, СТЭТ-1-А, СТЭТ-З-А) на 15 мин, затем высушивают в тер­ мостате до удаления растворителя и вновь взвешивают.

Содержание растворимой части связующего (в %) определяется

где а 2— вес образца до растворения, г; Ь2— вес образца после растворения и сушки; г; Ссв — содержание связующего в образце, %.

С о д е р ж а н и е л е т у ч и х . При контроле содержания ле­ тучих берут навеску пресс-материала, взвешивают на аналитических весах и помещают в термостат при температуре 105° С на 30 мин.

Содержание летучих (в %) рассчитывается по формуле

23

П р и м е ч а н и е . І. В виде исключения допускается изготовление прессматериала с повышенным содержанием связующего до 40% и летучих до 1,8% для пресс-материала СТЭР и до 1,0% для пресс-материала СТЭТ-2. Стеклоткань, при ­ меняемая при изготовлении пресс-материала, должна иметь влажность не более 0,1%. Проверка влажности производится непосредственно перед пропиткой.

где а3— навеска пресс-материала до сушки; г; Ь3— навеска прессматериала после сушки, г.

Для контроля содержания летучих веществ неразрушающим методом используется прибор, состоящий из измерительного блока и соединенного с ним гибким кабелем датчика скользящего типа [13].

режимом сушки и высотой сушильной шахты. Скорость протяжки для каждой машины подбирается опытным путем, исходя из требо­ ваний обеспечения норм, указанных в табл. 6.

Определение скорости протяжки производится посредством за­ мера числа оборотов приемного валика тахометром и диаметра нама­ тываемого рулона. Скорость протяжки стеклоткани (в м/мин) рассчи­

24

Контроль и регулирование температуры в сушильной шахте осуществляются автоматически с помощью электронных потенцио­ метров типа ЭПП, серийно выпускаемых отечественной промышлен­ ностью. Электронные самопишущие потенциометры и уравновеши­ вающие мосты с записью на ленточной диаграмме предназначены для измерения, записи и регулирования электрических и неэлектри­ ческих величин (э. д. с., температуры и др.).

Потенциометры работают в комплекте с одной или несколькими термопарами стандартных градуировок или с одним или несколькими датчиками. Уравновешивающие мосты работают в комплекте с одним или несколькими термометрами сопротивления стандартных градуи­ ровок. Показания приборов отсчитываются при помощи указателя на шкале и записываются на ленточной диаграмме. В одноточечном приборе запись осуществляется точками и рядом с ними стоящими цифрами, указывающими номера датчиков.

Технологический режим прессования. Процесс прессования со­ стоит из раскроя, процесса укладки материала в пресс-форму, ре­ жима прессования.

Раскрой пропитанного материала производится вырезкой вручную. Для разметки используют шаблоны из листовых материалов (гетинакс, фанера, алюминиевые сплавы и др.). Для разрезки про­ питанной стеклоткани на ленты применяются станки различных конструкций [22].

При раскрое контролируются ориентация шаблонов относи­ тельно основы стеклоткани, точность вырезки заготовок по контуру шаблона, количество заготовок, общая навеска.

Шаблоны основных заготовок при наложении на стеклоткань должны ориентироваться так, чтобы осевая линия изделия совпадала с основой ткани. При этом отклонения не должны превышать ±10°. Шаблоны дополнительных и малых номеров основных заготовок

где /іш — толщина слоя прессуемой детали по данному шаблону (за­ дается чертежом раскроя); Д/г— толщина пропитанной стеклоткани; Ф — коэффициент упрессовки пресс-материала (определяется экс­ периментально).

Для определения коэффициента упрессовки из данной партии пресс-материала прессуется контрольный образец толщиной 5— 10 мм при удельном давлении 100 ± 10 кгс/см2 и замеряется его толщина. Величина коэффициента упрессовки рассчитывается по формуле

25

ГДе ho6— толщина контрольного образца; гіоб— количестйо за­ готовок стеклоткани в контрольном образце. Определенное расчетом количество заготовок далее корректируется на основании контроль­ ных отпрессовок.

При прессовании серийных деталей из одной партии пресс-мате­ риала заготовки комплектуются по общей навеске. Допускаемые отклонения по установленному весу не более ±3%, при этом кор­ ректировка навески должна производиться за счет равномерного из­ менения количества заготовок по каждому шаблону. При дробном числе корректировка осуществляется в шахматном порядке. При переходе на новую партию пресс-материала или при изменении от­ дельных его компонентов (смолы или стеклоткани) производится новое определение коэффициента упрессовки.

Степень уплотнения пресс-материала зависит в значительной степени от качества пропитки и от выбора технологического режима. Если пресс-материал при пропитке частично отвержден выше уста­ новленной нормы, то его текучесть при температуре размягчения резко падает. При этом наблюдаются значительно меньшее выделение смолы при подаче давления и повышенное содержание газовых вклю­ чений в изделии. Аналогичное явление имеет место также и при позд­ ней подаче давления в пресс-форму. Это приводит к появлению повы­ шенной пористости в изделиях.

Перед началом укладки материала проверяют состояние прессформы, навеску и порядок раскладки заготовок. Пресс-форму тща­ тельно очищают от остатков предыдущей запрессовки. На оформ­ ляющих поверхностях пресс-формы должно быть антиадгезионное покрытие на основе кремнийорганической смазки, например К-21 (МРТУ6-02-457—68). Качество смазки проверяется визуально. Сма­ занные поверхности должны быть гладкими и не иметь следов при­ липания пресс-материала. Смазка возобновляется через каждые 8—10 отпрессовок, а также во всех случаях, когда обнаруживаются следы нарушения или прилипания пресс-материала. Допускается в случае прилипания пресс-материала к металлу дополнительно покрывать оформляющие поверхности матрицы и пуансона кремнийорганическим вазелином марки КВ-3/10 (ГОСТ 15875—70).

Раскроенный пресс-материал взвешивают и раскладывают в по­ рядке, указанном в технологической карте. Заготовки перед уклад­ кой выдерживают на воздухе при температуре 20 ± 5° С в течение 30 мин для удаления сконденсировавшейся при хранении в холо­ дильнике влаги, а также для повышения эластичности стекло­ ткани.

К началу укладки матрицу пресс-формы нагревают до темпера­ туры 40—60° С. При очень «свежем»* материале температура матрицы устанавливается по нижнему указанному пределу, при подсушенном (вследствие нарушения пропитки или при длительном хранении) — по верхнему.

* «Свежий» материал — это мягкий эластичный стеклопластик. Лист пропитан­ ной стеклоткани легко сгибается при нормальной температуре.

26