|
Пластмассовые конструкции
Методы соединения пластмассовых деталей.
При соединении деталей из стеклопластика трудно получить простые и прочные стыки.
Как уже отмечалось, полиэфирные и эпоксидные смолы относятся к термореактивным материалам. Поэтому детали, изготовленные на их основе, сваривать нельзя. В основном прочность деталей из стеклопластика обеспечивается армирующим материалом, т. е. стекловолокнами. Следовательно, при соединении деталей из стеклопластика нужно добиваться прочного соединения армирующих материалов. Соединить же в районе стыка огромное количество тонких стеклянных нитей, конечно, практически очень трудно. Для соединения пластмассовых конструкций применяют следующие способы:
1) склеивание;
2) формование;
3) механические способы.
Склеивание.
Детали из стеклопластика сравнительно хорошо склеиваются с деревом, сталью и с пластмассовыми деталями, хуже с алюминием и его сплавами.
Для повышения прочности клеевых швов их обычно выполняют внахлестку, так как при этом увеличивается поверхность склеивания. Склеивание производится полиэфирными или эпоксидными смолами.
Чтобы получить клеевые швы высокой (Прочности, необходимо тщательно подготавливать кромки. Поверхности, предназначаемые для склеивания, должны быть зачищены, с них должны быть удалены загрязнения, сама поверхность должна быть ровной. Обеспечить высокое качество соединения можно при равномерной и не превышающей нескольких десятых долей миллиметра толщине клеевого шва. При изготовлении поверхности покрывают антиадгезионным слоем, чтобы предотвратить их прилипание к форме. Перед склеиванием антиадгезионный слой снимается вместе с верхним слоем стеклоткани. После нанесения клея на соединяемые детали необходимо обеспечить плотное их прижатие друг к другу. Равномерного и плотного прилегания деталей из стеклопластика друг к другу во время склеивания добиться очень трудно вследствие малой их жесткости. Поэтому для повышения прочности клеевого шва в отдельных случаях между склеиваемыми деталями укладывается прослойка из стеклоткани, пропитанной смолой.
Напряжения сдвига в клеевом соединении, выполненном внахлестку, неравномерны по ширине шва. Величина их возрастает у кромок и уменьшается в средней части. Поэтому увеличением ширины шва нельзя добиться неограниченного повышения прочности стыка. Существует оптимальная ширина клеевого шва,
которая зависит от толщины склеиваемых деталей и свойств материала.
Учитывая сложность склеивания деталей, прочность клеевых швов получается, как правило, небольшой: предел прочности при сдвиге обычно не превышает 30—80 кг/см2, а прочность стыков в производственных условиях не выше 20—25% целого листа.
Таким образом, клеевые соединения пластмассовых конструкций вследствие указанных выше недостатков имеют ограниченное применение.
Формование.
Наиболее распространенным способом соединения пластмассовых деталей является формование стьь ков из стеклоткани, пропитанной смолой.
Формование стыков
Формование стыков принципиально не отличается от формования конструкций из стеклопластика. Детали, соединяемые в стык, могут не иметь скоса кромок (рис. 8, а) или иметь односторонний (рис. 8, в) или двухсторонний (рис. 8, б) их скос. Обычно уклон фаски составляет примерно 1 : 20, а притупление -- около 40% толщины соединяемых деталей.
После подготовки поверхности деталей к формованию (подготовки и очистки кромок) и нанесения на стыкуемые детали первого слоя смолы на них укладывают последовательно один за другим несколько слоев стеклоткани, пропитанной смолой. Чтобы обеспечить плотность стыка, каждый слой стеклоткани укатывают специальными ручными валками. Обычно каждый последующий слой стеклоткани несколько шире предыдущего. Ширина слоев определяется расчетом и зависит от толщины соединяемых деталей и от характера усилий в стыке при эксплуатации судна.
Для соединения деталей пытались применить и такой способ, когда кромки стеклоткани пропитывались смолой ,не при формовании соединяемых деталей, а во время формования стыка. Однако такой способ стыкования оказался слишком сложным, а прочность стыка даже уступала ранее рассмотренным соединениям. Поэтому в настоящее время он не применяется.
Прочность соединений, выполненных методом формования, выше, чем клеевых. Она составляет 60—70% и выше прочности по целому месту при растяжении. При изгибе прочность таких соединений лишь незначительно уступает прочности целых деталей. Методом формования можно выполнять также угловые и тавровые соединения (рис. 8, д), которые иногда называются соединением посредством «мокрых уголков».
Механические способы соединения.
Детали из стеклопластика могут соединяться при помощи болтов, винтов и, реже, заклепок.
Следует отметить, что прочность резьбы в стеклопластике невелика, поэтому винты и шурупы чаще используют для соединения стеклопластика с деталями из металла или дерева. Болтовые соединения пластмассовых деталей также недостаточно эффективны, так как отверстия под болтами при переменном характере нагрузки разрабатываются. Кроме того, с течением времени такие соединения стеклопластика под нагрузкой ослабевают и их необходимо подтягивать.
Так как стеклопластик разрушается без текучести и не имеет пластических деформаций, то при подтягивании болтовых соединений возникает опасность разрушения пластика под головкой болта или под шайбой гайки. Поэтому головки болтов и шайбы должны быть примерно в два раза больше, чем в металлических конструкциях.
По этой же причине затруднено применение клепки для соединения пластмассовых деталей. К этому .следует добавить, что плотность заклепочных соединений, достигаемая в металлических конструкциях чеканкой, в пластмассовых конструкциях не может быть обеспечена.
Получили применение смешанные клеено-болтовые, клеено-винтовые и клеено-клепаные соединения. Как и следовало ожидать, такие швы вследствие различной жесткости отдельных частей соединений лишь незначительно прочнее (10—15%), чем чисто клеевые стыки. Но зато такие соединения водонепроницаемы. По сравнению с клееными клеено-винтовые и клеено-болтовые соединения обеспечивают необходимое прижатие склеиваемых поверхностей.
В зарубежной практике иногда применяют формованно-винтовое соединение (в угловых швах). Такое соединение удобно при выполнении монтажных работ.
В большинстве случаев стыки секций Пластмассовых судов располагаются в месте соединения палубы с бортом. Некоторые возможные при этом виды соединений изображены на рисунке. На рисунках приведены способы соединений палубы с бортом, рубки катера — с корпусом и съемного пиллерса — с флором.
Читать далее: Наружная обшивка
|
