胶粘剂在设备中的应用

1 胶粘剂的选择胶粘剂可分为有机和无机两大类｡有机胶粘剂包括合成有机高分子胶粘剂和天然有机高分子胶粘剂｡在日常设备维修中得到广泛应用的是合成有机高分子胶粘剂｡如改性高强度树脂､厌氧胶､硅橡胶､聚氨脂､改性丙稀酸脂等｡在设备维修中选择胶粘剂时,应综合考虑胶粘剂的性质､被粘材料的性质､形状结构和工艺条件､粘接部位承受负荷形式(拉力､剪切力､剥离力等)以及成本和操作环境等因素,选择满足具体需要的最佳胶粘剂｡ 2 粘接工艺粘接工艺主要包括接头设计､表面处理､配胶和涂胶､固化和质量检查等｡ 2.1 接头设计实际应用中粘接接头的形式很多,但均可简化为端接､角接和面接三种基本形式｡接头的典型受力形式有四种,即剪切､拉伸､不均匀扯离和剥离｡在接头设计时,为提高接头的承载能力,应尽量将接头设计成剪切状态,合理增大粘接面积并尽量避免应力集中｡ 2.2 表面处理为了获得粘接强度高､耐久性好的粘接接头,要求制备的表面层与基体材料及胶粘剂结合必须牢固,并且这种结合不受或少受环境条件的影响｡表面处理的主要作用有:除去妨碍粘接的表面污物及疏松层;提高表面能;增加表面积｡表面处理的好坏直接影响粘接材料的粘接强度｡其主要影响因素是清洁度､粗糙度和表面化学结构｡ 2.2.1 清洁度 要获得良好的粘接强度,必要的条件是胶粘剂完全浸润粘接材料的表面｡通常,纯金属表面都具有高的表面自由能,而有机胶粘剂大都是具有低表面自由能的高分子化合物｡根据热力学原理,它们之间能够很好地浸润,但实际上得到的金属都不是纯金属表面,其表面上经常有一层锈垢或氧化物,以及在金属的制造､切削､成型加工､热处理等过程中吸附的有机或无机污染物｡这些污染物所组成的污染层内聚强度很低,它们的存在一般都要降低粘接强度｡ 2.2.2 粗糙度 适当地将表面糙化,能提高粘接强度｡但粗糙度不能超过一定的界限,表面太粗糙反而会降低粘接强度｡因为过于粗糙的表面不能被胶粘剂很好地浸润,凹处所残留的空气等对粘接是不利的｡粘接强度还与糙化方法所产生的不同表面几何形状有密切关系｡例如喷砂处理比抛光后再用机械加工糙化后的粘接强度更高;锐利的磨料比用球形磨料处理的粘接强度高｡机械糙化的过程使表面得到了净化,改变了表面的物理化学状态,形成了新的表面层;同时,粗糙度的不同还会影响界面上的应力分布,从而获得较好的粘接强度｡ 2.2.3表面化学结构 粘接材料表面的化学组成与结构对粘接性能､耐久性能､热老化性能等都有重要影响;而表面结构对粘接性能的影响往往是通过改变表面层的内聚强度､厚度､孔隙度､活性和表面自由能等而实现的｡其中,表面化学结构既可引起表面物理化学性质的改变,也可引起表面层内聚强度的变化,因而对粘附性能产生明显的影响 2.3 配胶对于单组分胶粘剂不需配制,可直接使用｡对于双组分或多组分胶粘剂,配胶质量将直接影响到粘接件的粘接性能,必须准确称取各组分的重量(误差一般不超过2%~5%)并搅拌均匀｡胶粘剂配制量多少,应根据涂敷量多少而定,在活性期内用完｡ 2.3 粘接被粘接件表面处理完毕和完成配胶后,就可按规定的要求进行涂胶｡现场维修一般用刷子､刮板､胶辊或涂胶机具进行涂胶｡涂胶应均匀､不含气泡,胶膜厚度应控制在规定的范围之内｡涂胶完毕,将被粘接件粘接在一起后,应按胶粘剂使用说明中规定的固化方法､时间､温度对胶粘剂进行固化,在固化期最好对粘接件施以压应力｡ 2.4 质量检查在现场设备维修中,对于用胶粘剂修补的部位,主要检查其表面硬度和粗糙度｡对于用胶粘剂粘接的部件,主要是检查其粘接强度｡而在实际应用中, 被粘接件一般不允许进行破坏试验｡如确实需要对粘接质量进行检查,通常是对粘接件进行无损检测｡ 3 应用实例济南钢铁集团石横特殊钢厂(简称石横特钢厂)30t电弧炉在大修更换倾炉大轴时,发现新倾炉大轴与原倾炉齿轮配合处出现了0 5mm的间隙｡过去石横特钢厂处理这类问题一般是对轴的配合处进行刷镀､堆焊或喷焊,然后再进行精加工｡但上述修复方法时间长､费用高,决定使用660型圆柱形零件固持胶进行修复｡ 3.1 胶粘剂性能特点 660型圆柱形零件固持胶固化速度快,25℃时固化24h即可投入使用,径向填充间隙可达0 5mm,强度高,固化后剪切强度不低于17 2MPa,粘度高(膏状),易涂胶｡其工作温度为-54~149℃,颜色为银灰色｡ 3.2 粘接强度校核倾炉大轴与倾炉齿轮配合处的轴径d为200mm,宽度B为330mm,经计算知该倾炉齿轮传递的扭矩T轴为183389 84N m,则倾炉大轴与倾炉齿轮配合处的剪切强度: 代入数据计算得:τ=8 85MPa<17 2MPa 此外,该配合处还有一用于传递扭矩的楔形键,因此粘接强度足够｡ 3.3 粘接工艺表面处理: 用中号砂纸对配合处的轴和孔进行打磨使其表面粗糙｡表面清洗: 对打磨后的配合表面用专用755型清洗剂进行清洗,以去除配合面的油污｡涂胶: 将660型固持胶用包装管头部直接均匀涂于轴的配合面和键上｡装配: 将倾动齿轮徐徐推入倾动大轴配合处｡擦去多余胶液｡固化: 常温下固化24h被粘接修复件即可使用｡ 4 使用效果新倾炉大轴与原倾炉齿轮配合处自粘接修复以来,已正常工作4年,未发现异常｡实践证明,在设备维修中使用胶粘剂既方便快捷又经济实用｡