Технические науки/3. Отраслевое машиностроение

А.В. Игнатов, к.т.н.

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Россия

ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ

Клеевые соединения можно классифицировать по функциональному признаку на силовые соединения и герметичные соединения. Силовые соединения – соединения, созданные на основе клеев, главной задачей которых является обеспечение прочных адгезионных связей между субстратами, которые образуются в приграничном слое. Герметичные соединения – соединения, созданные на основе герметиков, главной задачей которых является обеспечение прочных когезионных связей в клеевом шве. Прочных адгезионных характеристик от таких составов не требуется. Силовые клеевые соединения можно разделить на герметичные и негерметичные.

На основе большинства конструкционных клеев возможно создавать прочные и герметичные соединения, которые относятся к неразборным, например, акрилатные, эпоксидные композиции. Негерметичные соединения, в свою очередь, можно разделить на два подкласса – со слабыми когезионными связями и соединения, где указанные связи разрушаются в результате выбранного технологического процесса сборки. К первому относятся соединения, в которых применяются клеи, обеспечивающие высокие адгезионные свойства соединения, но не позволяющие рассчитывать на когезионные характеристики (например, некоторые виды кремнийорганических и силикатных клеев). Ко второму подклассу относятся соединения, с использованием клеев, которые могут обеспечивать на ряду с высокими адгезионными и когезионные свойства соединения. Технологический процесс сборки таких соединений вызывает разрушение когезионных связей, а нередко и местное разрушение адгезионных связей в клеевом шве. Обычно к таким клеевым соединениям относятся комбинированные, например, клеесварные соединения, что позволяет значительно повысить коррозионную стойкость сварного шва, улучшить характеристики циклической стойкости и статической прочности.

Долгое время считалось, что все клеевые соединения относятся к неразборным. Прогрессивное развитие клеевой индустрии, разработка новых технологий сборки клеевых соединений, позволяет говорить о необходимости значительной модернизации такой классификации, введения новых понятий, отражающих современную действительность. Современные исследования, в том числе проведенные на кафедре «Технологии машиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана, однозначно показывают стабильную возможность создания разборных герметичных клеевых соединений. Таким образом, герметичные клеевые соединения можно классификационно разделить на неразборные и разборные.

Герметичные неразборные клеевые соединения – соединения, при создании которых используют герметики с ярко выраженными когезионными свойствами и слабыми адгезионными (например, силиконовые, некоторые виды анаэробных составов), где через пограничный слой образуются адгезивные связи, не обладающие конструкционной прочностью. Передача силовой нагрузки обеспечивается конструктивными решениями (например, болтового или бугельного соединения). Разборка такого соединения не требует значительных сил. Клеевое соединение в этом случае разрушается.

Герметичные разборные клеевые соединения следует разделить на два подкласса – восстанавливаемые и разъемные. Восстанавливаемые соединения – соединения, при создании которых используют клеевые составы, способные восстанавливать разрушенные когезионные связи определенное количество раз (например, так называемые «жидкие прокладки»), при необходимости передавать силовые нагрузки соединения усиливают с помощью резьбовых, бугельных или других конструкционных решений. Герметичные разъемные клеевые соединения – соединения, основанные на применении специального технологического процесса сборки с традиционными клеевыми составами и обычно требует разработки специальной оснастки. В машиностроении они встречаются при герметизации резьбовых, корпусных и фланцевых соединений. Отличительной особенностью рассматриваемых соединений является то, что привлечение современных технологий сборки клеевых соединений позволило открыть перспективные возможности нового применения у широко известных клеевых композиций.

Применение разъемных клеевых соединений в настоящее время можно условно разделить на два направления – использование разделительных сред и специальных технологических решений. При использовании разделительных сред клеевой состав наносят лишь на одну деталь, а на ответную - разделительную среду. Монтаж соединения при этом осуществляют до начала этапа отверждения клея. Такие соединения позволяют многократную разборку.

Технологические процессы сборки клеевых соединений с использованием специальных технологических решений очень разнообразны, в его основе лежит разработка технологических решений на основе исследования перспективных возможностей выбранного клеевого состава, позволяющего многократную разборку. При разработке специальных технологических решений могут быть применены специфические условия осуществления одного или нескольких этапов, технологического процесса сборки клеевых соединений. Так, например, при использовании силоксановых каучуков, сначала производят отверждение клеевого состава, а затем монтаж соединения.

Предложенная классификация вобрала в себя все востребованные в настоящее время клеевые соединения в машиностроении. Ее развитие поможет в изучении и совершенствовании технологии сборки клеевых соединений.

Литература:

1. Игнатов А.В. Применение клеев при сборке изделий в машиностроении: Учебное пособие. — М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. — 43 с.

2. Пат. 2198741 (РФ). Способ нанесения клеевого слоя на поверхность детали и установка для его осуществления / А.В. Игнатов // Изобретения. – 2003. – № 5.