Seminar Ski Rad - Mesto i Upotreba Lepkova u Inzenjerskoj Praksi

Mesto i upotreba lepkova u inženjerskoj praksi

VISOKA TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA U ZRENJANINU

Nastavni predmet: Studijski program:

TEHNIČKI MATERJALI Proizvoljno mašinstvo i računarske tehnologije

Mesto i upotreba lepkova u inženjerskoj praksi - seminarski rad -

PREDMETNI NASTAVNIK:

STUDENT, br. ind.:

Mr Robert Molnar

Đokic Ivan, 55/09-3 U Zrenjaninu, maja 2010. god. Page 1


SADRŽAJ

UVOD.......................................... UVOD................................................................. .............................................. .............................................. .................................3 ..........3 1.KLASIFIKACIJA TEHNOLOGIJA SPAJANJA......................................... SPAJANJA..............................................4 .....4 1.1.KLASIFIKACIJA MAŠINSKIH SPOJEVA................................ SPOJEVA.....................................................4 .....................4 1.1.1.RAZDVOJIVI SPOJEVI................................... SPOJEVI.......................................................... ...........................................5 ....................5 1.1.2.NERAZDVOJIVI 1.1.2.NERAZDVOJIVI SPOJEVI................................ SPOJEVI....................................................... .........................................5 ..................5 ZALEPLJENI SPOJEVI......................................... SPOJEVI................................................................ .............................................. ...........................7 ....7 2.1.OBLAST PRIMENE ZALEPLJENIH SPOJEVA..............................................7 SPOJEVA..............................................7 2.1.1.PREDNOSTI 2.1.1.PREDNOSTI ZALEPLJENIH SPOJEVA................................ SPOJEVA....................................................7 ....................7 2.1.2.NEDOSTACI 2.1.2.NEDOSTACI ZALEPLJENIH SPOJEVA.................................... SPOJEVA....................................................8 ................8 2.1.3.VRSTE ZALEPLJENIH SPOJEVA................................... SPOJEVA.......................................................... ...........................8 ....8 2.1.4.PRIPREMA POVRŠINA ZA LEPLJENJE........................... LEPLJENJE.................................................. ........................9 .9 2.1.5.PRIPREMA LEPKA..................................... LEPKA............................................................ .............................................. ..........................9 ...9 2.1.6.NANOŠENJE 2.1.6.NANOŠENJE LEPKA NA POVRŠINE.................................. POVRŠINE.....................................................10 ...................10 2.1.7.METODA SUŠENJA LEPKA....................................... LEPKA.............................................................. ..............................10 .......10 2.1.8.VRSTE LEPKOVA................................... LEPKOVA.......................................................... .............................................. ...........................10 ....10 2.2.TEHNOLOGIJA LEPLJENJA U MAŠINSTVU...................................... MAŠINSTVU.............................................11 .......11 2.2.1.IZBOR LEPKA...................................... LEPKA............................................................. .............................................. ...............................13 ........13 2.2.2.PROCES LEPLJENJA............................... LEPLJENJA...................................................... .............................................. ...........................14 ....14 3.KLASIFIKACIJA INŽENJERSKIH LEPKOVA.................................. LEPKOVA.............................................18 ...........18 3.1.LEPKOVI ZA SPAJANJE.............................. SPAJANJE..................................................... .............................................. ..........................20 ...20 3.1.1.TRENUTNI LEPKOVI...................................... LEPKOVI............................................................. .........................................20 ..................20 3.1.2.STRUKTURNI 3.1.2.STRUKTURNI LEPKOVI....................................... LEPKOVI.............................................................. ...................................24 ............24 3.2.LEPKOVI ZA UČVRŠĆAVANJE......................... UČVRŠĆAVANJE................................................ .........................................28 ..................28 3.2.1.OSIGURANJE NAVOJA LEPKOM..................................... LEPKOM...........................................................2 ......................288 3.2.2.CILINDRIČNO UČVRŠĆAVANJE LEPKOM................................... LEPKOM.........................................30 ......30 3.3.LEPKOVI ZA ZAPTIVANJE............................. ZAPTIVANJE.................................................... .............................................3 ......................322 3.3.1.ZAPTIVANJE CEVNIH NAVOJA LEPKOM...........................................32 LEPKOM...........................................32 3.3.2.RAVNO ZAPTIVANJE I LEPLJENJE............................ LEPLJENJE................................................... ..........................33 ...33 3.3.3.ELASTIČNO ZAPTIVANJE I LEPLJENJE........................... LEPLJENJE...............................................35 ....................35 3.4.REPARACIJA OŠTEĆENIH POVRŠINA UPOTREBOM LEPKA...............36 LEPKA...............36 3.4.1.METALOM PUNJENI EPOKSIDNI LEPKOVI........................................37 LEPKOVI........................................37 3.4.2.LEPKOVI ZA REPARACIJU OŠTEĆENIH POVRŠINA.........................38 ZAKLJUČAK.................................... ZAKLJUČAK........................................................... .............................................. ............................................... .........................41 .41 LITERATURA................................... LITERATURA.......................................................... ............................................... ............................................... .......................42 42

Page 2


UVOD

Da bi neki mašinski element obavio i zadovoljio potrebnu funkciju na određenom mestu gde se primenjuje,mora biti izrađen od adekvatnog materijala. Izbor materijala od koga će biti izrađen mašinski deo, inženjer vrši na osnovu poznavanja ( fizičkih, hemijskih, mehaničkih i tehnoloških ) svojstava materijala1 i vrste naprzanja kome će on biti izložen. Na osnovu toga vrši izbor materijala, može izabrati metalni ili nemetalni materijal. S obzirom na širok asortiman metala i njegovih legura, kao i veliki broj nemetalnih materijala, inženjer pri projektovanju može precizno odabrati odgovarajuću vrstu materijala. Naravno, vodeći računa i o njegovoj ceni koštanja. Mašinski elementi pojedinačno nemaju svoju upotrebnu vrednost ma koliko bili složeni. Poznato je da i najprimitivnija oruđa za rad (čekić, sekira, lopata, motika i dr. ), su sklop više od jednog elementa. Upotrebna ( funkcijska ) vrednost mašinskog elementa, dobija se spajanjem dva ili više elementa u jednu celinu koja čini podsklop ili više podsklopova koji čine sklop. Da bi spojili mašinske elenente u podsklop ili sklop u zavisnosti od vrste veze koja nam je potrebna, razlikujemo dve grupe metoda spajanja i to razdvojive i nerazdvojive spojeve. Imajući u vidusve vrste spojeva inženjer pri projektovanju vrši i izbor tako tako da obezb obezbed edii funk funkci cion onal alno nost st,, sigu sigurn rnos ostt i ispl isplat ativ ivos ostt go goto tovo vogg proizvoda. Polazna osnova za izbor spoja je potreba za razdvojivom ili nera nerazd zdvo voji jivo vom m vezo vezom. m. Na osno osnovu vu od odab abir iraa tipa tipa veze veze vrši vrši se izbo izbor r tehnologije spajanja u zavisnosti od niza faktora: vrste materijala, vrste naprezanja, otpornosti na temperaturu i hemijske uticaje i dr. Cilj ovog rada je da se definiše mesto i uloga lepkova u inženjerskoj pra praks ksii,sa ,sa akce akcent ntom om na njih njihov ovuu prim primen enuu u mašin ašinsstvu i to ko kodd projektovanja i proizvodnje mašinskih delova kao i kod održavanja mašina. 1

Molnar R., Mašinski materijali – praktikum sa radnom sveskom, Viša tehnička škola, Zrenjanin, 2005.

Page 3


1.KLASIFIKACIJA TEHNOLOGIJA SPAJANJA2

Zadatak mašinskih spojeva je da mašinske delove, podsklopove i sklo sklopo pove ve po pove vežu žu među međuso sobn bnoo u jedn jednuu celi celinu nu u cilj ciljuu ob obez ezbe beđe đenj njaa odgo od gova vara raju juće ćegg od odno nossa u sklop klopuu od odno nossno maš mašins insko kom m sist istemu, emu, prenošenja opterećenja, kretanja, itd. Mašinski spojevi imaju zadatak da ispune niz uslova, kao što su: prenošenje opterećenja uz obezbeđenje odgovarajuće čvrstoće sklopa, međusobnu pok okrretljivost ili nepo nepokr kret etlj ljiv ivos ostt spoj spojen enih ih delo delova va,, od odgo gova vara raju juću ću krut krutos ostt od odno nosn snoo elastičnost spoja, razdvojivost ili nerazdvojivost, hermetičnost i dr.

Mašinski spojevi mogu biti ostvareni na više načina i to: mater ateriijal jala delo delova va u nerazdvojivu celinu posredstvom molekularnih sila ( zavarivanje, lepljenje i lemljenje ). Trenjem između dodirnih površina spojenih delova, usled čega se u toku ostvarivanja veze ili u radu mora između njih ostvariti pritisak odnosno odgovarajuća normalna sila (presovani spojevi, stezni spojevi, itd). gdee spoj spojen enii delo delovi vi svoj svojim im obl oblik ikom om pren prenos osee Oblikom, gd opterećenja i ostvaruju vezu ( ožlebljeni spojevi, spojevi klinom bez nagiba, zglobne veze, itd.). Kombi Kombinov novani ani spojev spojevi i trenjem i oblikom ( klin sa nagibom ). •

Fizi Fizičk čko o

hemi he mijs jski kim m

spaj spajan anje jem m

•

•

•

1.1. KLASIFIKACIJA MAŠINSKIH SPOJEVA

Klasifikacija mašinskih spojeva može se izvršiti na različite načine, imajući u vidu temu kojom će se autor baviti u okviru ovog rada, klasifikacija tehnologija spajanja u mašinstvu će se izvršiti u dve grupe i to na razd razdvo voji jive ve i ner nerazdv azdvoj ojiv ivee spo poje jeve ve..Akce Akcena natt je bazi bazira rann na zale zalepl plje jeni nim m spoj spojev evim imaa iz grup grupee nera nerazd zdvo voji jivi vihh spoj spojev evaa ko koji ji će se detaljnije razmatrati u narednom poglavlju. 2

Miltenović V., Mašinski elementi – oblici, proračun, primena, Univerzitet u Nišu – Mašinski fakultet, Niš, 2006.

Page 4

Mesto i upotreba lepkova u inženjerskoj praksi 1.1.1.Razdvojivi spojevi

Razdvojivi spojevi su čvrsti ili elastični spojevi mašinskih delova koji se po potrebi mogu razdvojiti i ponovo spojiti, bez oštećenja delova spoja. U ovu grupu spadaju navojni, stezni i žlebni spojevi, spojevi klinom, čivijama i prstenovima, zglobni i elastični spojevi. 1.1.2.Nerazdojivi spojevi 3

Nerazdvojivi spojevi su čvrsti, nepokretni spojevi mašinskih delova koji se, jednom spojeni, ne mogu bez razaranja razdvojiti. U ovu grupu spadaju: su spojevi dva elementa posredstvom trećeg ( zakovica ) i ne mogu se razdvojiti bez razaranja elementa za vezu. Zbog toga se svrstavaju u grupu nerazdvojivih spojeva, a često se kombinuju sa lepljenjem. Zavareni spojevi, su spojevi koji se ostvaruju posredstvom toplote, rastapanjem i sjedinjavanjem osnovnog materijala sa ili bez dodatka materijala ( elektrode ).Postoji niz načina i postupaka zavarivanja i smatra se da je u mašinstvu najzastupljenija tehnologija spajanja. Kao energija za stvaranje toplote kod zavarivanja koriste se hemijska, električna, mehanička i dr. Osim metala mogu se zavarivati i termoplastične mase. Zalemljeni spojevi , su spojevi dva metala u čvrstom stanju istopljenog dodatnog materijala – lema, čija je temperatura topljenja niža nego kod osnovnog materijala. Osnovna razlika u odnosu na zavarivanje je što se pri lemljenju ne tope ivice osnovnog materijala nego se topi samo dodatni materijal. Spoj se ostvaruje, prvenstveno, uzajamnom difuzijom između istopljenog lema i osnovnog materijala i u manjoj meri adhezijom. Lemljenjem se mogu spajati skoro sve vrste metala. Jeftiniji je način spajanja od zavarivanja, lakše se izvodi ali je znatno manja jačina spoja u odnosu na zavarivanje. Zalepljeni spojevi , su spojevi ostvareni posredstvom lepka. Poslednjih godina se sve više primenjuje spajanje lepljenjem svih čvrstih delova, od kojih su jedan ili oba metali, uglavnom pomoćusintetičkog lepka. Cilindricni spojevi sa jakim preklopom, su spojevi dva čvrsta elementa koji su spojeni posredstvom sile i nakon •

Zakovani spojevi,

•

•

•

•

3

Majstorović A., Jovanović M., Osnovi zavarivanja, lemljenja i lepljenja, Naučna knjiga, Beograd, 1995.

Page 5


rastavljanja spoja više se ne može ostvariti prvobitna čvrstoća spoja.

Slika 1. Šematski prikaz mašinskih spojeva

2.ZALEPLJENI SPOJEVI Page 6


Zalepljeni spojevi su prisutni u svim granama industrije, zbog njihove široke primene u ovom poglavlju će se razmatrati karakteristike zalepljenih spojeva, vrste lepkova i spojeva, proces lepljenja i njihova primena. Posebno će se razmatrati tehnologija lepljenja u mašinstvu.

2.1.OBLAST PRIMENE ZALEPLJENIH SPOJEVA4

Zalepljenispojevi ostvaruju se prijanjanjem delova pomoću lepka. Odgovarajućim lepkovima mogu se spajati različiti materijali, kao čto su kombinacije metala, plastike, gume, drveta, metala koji korodiraju međusobno, željeza sa bakrom i mesingom, izrada slojevitih struktura i dr. Sa tog stanovnoštva lepljenje kao postupak spajanja ima širu primenu od drugih postupaka spajanja, Naročito ima široku primenu u gumarskoj, kožnoj, tekstilnoj, drvoprerađivačkoj industriji i drugim oblastima rada. Kako bi inženjer mogao izvršiti projektovanje nekog dela ili konstrukcije u bilo kojoj grani industrije neophodno je poznavanje karakteristika zalepljenih spojeva ( prednosti i nedostaci ), vrste spojeva u smislu izvodljivosti, poznavanje procesa lepljenja kao i vrsta i mogućnosti lepkova. 2.1.1.Prednosti zalepljenih spojeva

U odnosu na druge metode spajanja, prednosti zalepljenih spojeva su: mogućnost da se povežu raznorodni materijali, izrada delova složenog oblika, gde druge metode za vezu nisu efikasne, lep izgled gotovog proizvoda ( eliminiše se upotreba zakivaka i zavarenih spojeva ), ravnomerno raspoređeno opterećenje po čitavom preseku, smanjena masa konstrukcije, mogućnost spajanja materijala koji bi se prilikom zavarivanja i lemljenja razorili, velika sposobnost i prigušena vibracija, • •

•

• • •

•

4


Page 7


brža i jeftinija izrada, nepropustivi su, otporni na koroziju u ne menjaju svojstva materijala koji se lepe. • •

2.1.2. Nedostaci zalepljenih spojeva

Manja čvrstoća spoja u odnosu na zakovane, zavarene i zalemljene spojeve. Za proces lepljenja potrebna je: priprema poršina koje se lepe ( očistiti, pravilno ohrapaviti i odmastiti ), priprema lepka, određena temperatura i vlažnost, relativno dugo vreme sušenja ( nekada pod stalnom temperaturom i pritiskom ). •

• • •

Ostali nedostaci: ograničena primena u pogledu temperature, sklonost ka starenju i puzanju, moguća razaranja usled toplote, hladnoće, hemijskih reagensa, bioloških oštećenja, mogućnost požara i trovanja u procesu lepljenja. • •

•

•

2.1.3. Vrste zalepljenih spojeva

Proces lepljenja zasniva se na pojavi adhezije i kohezije, delovanja fizičkih i hemijskih veza lepila sa raznim materijalima. Učinak adhezije je maksimalan kada je dobro kvašenje površina lepkom, tj. kada je ugao kvašenja ravan nuli. Na osnovu toga potrebno je izabrati odgovarajuću vrstu spoja, koje mogu biti ( primer na slici 2.): • • • •

ugaoni, T – spoj, Sučeoni, Preklopni

Page 8


Slika 2. Vrste zalepljenih spojeva5

2.1.4. Priprema površina za lepljenje

Od najvećeg značaja za kvalitet zalepljenog spoja je površinska priprema koja direktno utiče na svojstva čvrstoče i potrošnju lepka. Najznačajnije i najčešće su: Odmašćivanje ( primena raznovrsnih rastvarača ), Uklanjanje oksida sa površina ( mehanički, hemijski, elektrohemijskih ). • •

2.1.5. Priprema lepka

Da bi se lepak pripremio za lepljenje potrebno ga je zagrejati do odgovarajuće temperature lepljenja. Priprema lepka obavlja se neposredno pre nanošenja lepka na pripremljenu površinu prema uputstvu proizvođača. Kod dvokomponentnih lepkova, mora biti tačno doziranje komponenti. Uglavnom proizvođači lepkova ove lepkove pakuju u 5

Jovičić J., Nikolić D., Đorđević V., Pantić M., Simić A.S., Tehnologija obrade I, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva Beograd, Zavod za izdavanje udžbenika Novi Sad, 1988.

Page 9


specijalna pakovanja, kod kojih se istiskivanjem lepka istovremeno vrši i odgovarajuće doziranje komponenti. 2.1.6. Nanošenje lepka na površine

Nanošenje lepka na pripremljene površine mora biti u ravnomernom sloju odgovarajuće debljine. U zavisnosti od oblika površine i konzistencije lepka nanošenje se može izvesti: • • • •

četkom, raspršivanjem, valjkom, oblaganje nožem ili lopaticama.

2.1.7. Metode sušenja lepka

Većinu lepkova treba sušiti da bi se obezbedila jačina spoja. Pored sušenja, većina lepkova zahteva i pritisak. Postoji više načina sušenja lepka i to: • • • • • •

u pećima, tečnim kupatilima, u vrućim presama u vakumu, zračenjem, indukcionim zagrevanjem, i ultrazvukom.

2.1.8.Vrste lepkova

Lepak može biti prirodni i sintetički. •

U prirodni lepak se ubrajaju:

minerali i neorganske materije ( silikati, magnezijum, fosfati, olovna gleđ, sumpor, i dr. ), mineralne smole, bitume i o prirodna guma. o o

o

•

Kao sintetički lepak koristi se: Page 10

Mesto i upotreba lepkova u inženjerskoj praksi o o o o o

termoplastični lepak na bazi derivata celuloze, polimeri, zasićeni poliesteri, poliakrilati i polisulfani.

Drugu grupu sintetičkog lepka čine termoreaktivni lepkovi na bazi: •

o o o o o o

aminoplasta, epoksida, fenolnih smola, nezasićenih poliestera, poliaromata i furani.

2.2.TEHNOLOGIJA LEPLJENJA U MAŠINSTVU

Tehnologija lepljenja spada u proizvodne tehnologije. Preciznije, tehnologija lepljenja pripada domenu tehnologije montaže, gde se svrstava u podgrupu tehnologija spajanja delova, koju cine neke tradicionalne tehnologije, kao što su tehnologija vijcanih veza, tehnologija zavarivanja, tehnologija lemljenja, ili tehnologija spajanja delova zakivanjem. Spajanje delova vijcanim vezama ili zavarivanjem je samo po sebi jasno, jer je fizicki princip u ovom slucaju ocigledan. Kod spajanja delova lepljenjem fizicki principi su znacajno složeniji. Zato postoji odredjena nesigurnost kod primene ove tehnologije, podjednako kod inženjera projektanata, kao i kod radnika u proizvodnim pogonima. Adhezione sile

Tehnologija lepljenja je zasnovana na inženjerstvu adhezione veze koja se na molekularnom nivou uspostavlja izmedju dva raznorodna materijala. Adhezijom nazivamo privlaènu silu koja deluje izmedju površina dva objekta koje se nalaze u neposrednom kontaktu. Adhezione sile teže da Page 11


granicne slojeve molekula dva raznorodna materijala održe u kontaktu. Tako na primer, bez dejstva adhezionih sila, figure od vlažnog peska nikada ne bi mogle da budu izradjene. One bi se jednostavno raspadale zbog dejstva gravitacione sile, bez obzira na pažnju sa kojom ih izradjujemo. Nevidljivi pomocnik u ovom poslu su molekuli vode koji ispunjavaju prostor izmedju zrnaca peska.

Kohezione sile

Ipak, u primeru figure od peska, adheziona sila sama po sebi ne bi bila dovoljna da sačuva formirani oblik. Veza uspostavljena između molekula vode i površinskog sloja molekula zrnaca peska, ma koliko ona bila jaka, ne bi mogla da očuva integritet figure, bez prisustva još jedne sile. Ova sila takođe deluje na molekularnom nivou. To je koheziona sila. Ona deluje između molekula vode i održava ih na okupu. Prisustvo kohezione sile u prirodi je očigledno. Koheziona sila formira kapljice vode. Bez kohezione sile nikada ne bi imali kišu. Na isti način na koji voda svojim prisustvom omogućava da se zrnca peska drže na okupu, tako i lepak svojim prisustvom obezbeđuje da dva čvrsta objekta, delovi neke mašine, trajno zadrže željeni položaj. Na slici 3 prikazan je model koji objašnjava fizičke osnove tehnologije spajanja delova lepljenjem. U međuprostor izmedju dva objekta, objekat A i objekat B, unosi se određena količina lepka u tečnom stanju. Adhezione veze između molekula lepka i delova koji se spajaju (označene plavom bojom) i kohezione veze izmedju molekula lepka (označene crvenom bojom) deluju na ove objekte i uspostavljaju između njih mehaničku vezu. Objekat Adhezione privlacne sile Lepak

Objekat

Kohezione privlačne sile

Page 12

Mesto i upotreba lepkova u inženjerskoj praksi Slika 3.Model adhezionih I kohezionih veza ko je se uspostavljaju između molekula lepka i površinskog sloja molekula delova koji se spajaju lepljenjem

Kohezione privlcne sile

Kvašenje

Da bi se uspostavila adheziona veza između lepka i objekata koji se lepe, neophodno je da bude ispunjen jedan specifični uslov. Taj uslov odnosi se na međusobni odnos adhezionih i kohezionih sila. Adheziona sila koja deluje između molekula tečnosti i molekula materijala objekata koji se spajaju lepljenjem mora da bude veća od kohezione sile koja istovremeno deluje između susednih molekula tečnosti. Ukoliko je to slučaj kažemo da tečnost kvasi materijal objekata koji se spajaju. Upravo se to dešava kod figura od peska. Kritičan fizički zahtev je zadovoljen - voda kvasi zrnca kvarcnog peska. Nasuprot tome, kada bi zrnca peska bil izrađena od parafina, opisani princip lepljenja ne bi funkcionisao i figura bi se raspala. Može se bez rizika od preterivanja konstatovati da prethodno objašnjeni fenomeni interakcije materije na molekularnom nivou predstavljaju osnovu na kojima počiva sveukupna priroda, gradeći kroz čudesne molekularne interakcije mehanizme različite složenosti, uključujući i onaj najsloženiji - život. Inženjeri su, koristeći ove fizičke principe, izgradili moćnu tehnologiju spajanja delova lepljenjem, prilagođenu za primenu u savremenoj industrijskoj proizvodnji.

Za lepljenje se koriste razne vrste lepkova kojima se premazuju površine dodira pre spajanja, a mogu se koristiti i obloge za lepljenje. Na osnovu izbora odgovarajućeg lepka, a prema uputstvu proizvodjača potrebno je obaviti proces lepljenja, vodeći računa o svim operacijama u procesu lepljenja. 2.2.1.Izbor lepka

Razlikuju se dve vrste lepka: Page 13


Hladni–koji očvršćavaju u hladnom stanju na temperaturi od 20ْC Topli-koji vezuju za delove na povišenoj temperaturi od 80 ْ •

•

C do 200ْC

2.2.2.Proces lepljenja

Kod procesa lepljenja da bi ostvarili očekivani razultat čvrstoće spoja, potrebno je nakon izbora lepka pristupiti procesu lepljenja prema šematskom prikazu na slici 4.

Slika 4.Šematski prikaz procesa lepljenja •

Priprema površina za lepljenje6

Od posebnog značaja za izdržljivost lepljenog spoja jeste stanje povšina koje se lepe. S obzirom da proces lepljenja zahteva površine 6


Page 14


visoke ćistoće, površine treba pre lepljenja očistiti, pravilno ohrapaviti i odmastiti radi bolje adhezije i hemojsko-fizičkih reakcija u procesu lepljenja. Površine se čiste mehaničkim i hemijskim odnosno elektrohemijskim postupcima. Mehaničko čišćenje se vrši hrapavljenjem čeličnim četkama, brušenje tocilom i brusnim papirom ili peskarenjem površine. Hemijsko čišćenje se vrši s ciljem odmašćivanja pomoću  odgovarajućih sredstava za odmašćivanje i to: trihloretilenom, acetonom ili alkoholom. 

Površinska dekontaminacija mehaničkom abrazijom

Vrlo često dalovi koji se odmašćuju kontaminirani su površinskom korozijom ili nekim tvrdim naslagama drugog porekla (boja ili tvrde naslage stranih materijala). Mada se i u ovim slučajevima željeni efekti mogu postići čisto hemijskim dejstvom, mnogo efikasnija je primena mehaničkih metoda. U industriji je najrasprostranjenija tehnika čišćenja bombardovanjem osnovnog materijala česticama ili granulatom velike čvstoće. Bombardovanje metalnom sačmom ili peskiranjem različitom granulacijom abraziva, postižu se odlični efekti. Mikrokolizijama se uklanjaju korodirani slojevi i skoro sve površinske nečistoće, nezavisno od njihove kompaktnosti i tvrdoće. Pored dekontaminacije, bombardovanjem metalnom sačmom i abrazivima velike granulacije se istovremeno ojačavaju površinski slojevi, odnosno vrši se mehanička stabilizacija osnovnog materijala na mikro nivou. Pored toga, na površinskom sloju formira se neuniformna mikrotekstura, koja generalo poseduje svojstvo poboljšanja adhezije. Pored prethodno navedenih tehnika mehaničke dekontaminacije, koriste se i tehnike bazirane na brušenju i četkanju. Mehaničkom abrazijom se takodje vrši odmašćivanje površi. Ipak, bez obzira na konačno ostvarene rezultate, proces odmašćivanja, i u ovom slučaju čišćenje treba obavezno završiti hemijskim odmašćivanjem da bi se uklonili tragovi masti prenete sačmom ili keramičkim abrazivima zbog njihovog recirkulativnog toka. Kod čišćenja nemetalnih delova, kao što su delovi izradjeni od polimera ili elastomera, neophodno je obratiti pažnju na površinske filmove koji su formirani različitim sredstvima za zaštitu alata, ili Page 15


sredstvima za poboljšanje svojstava izbacivanja odlivaka ili vulkaniziranih delova/proizvoda iz alata. Ovi filmovi po prirodi poseduju vrlo nepovoljna svojstva adhezije i neophodno ih je eliminisati. U ovom slučaju najpogodnije su mehaničke metode dekontaminacije

Površinska dekontaminacija hemijskim odmašćivanjem

Sve tehnike hemijskog odmašćivanja bazirane su na primeni rastvarača koji poseduju dobro svojstvo rastvaranja masti i isparavanja bez ostataka. Rastvarači koji se koriste za ove namene se svrstavaju u četiri grupe: 1)ugljovodonici (izoparafini), 2)ketoni (aceton), 3)alkoholi (izopropanol) i 4)klasa rastvarača koji su bazirani na vodenim rastvorima. Izuzev alkohola koji poseduju umerena svojstva odmašćivanja, sve ostale grupe rastvarača su dobri odmašćivači. Vodeni rastvarači, alkalni ili kiseli, uvek sadrže u sebi aditive koji inhibiraju proces korozije. Od posebnog značaja je da ovi aditivi ispare bez ostataka po okončanju procesa odmašćivanja, u suprotnom postoji rizik redukcije adhezionih svojstava osnovnog materijala, bez obzira na stepen njegove odmašćenosti. Praktična primena odmašćivača u industrijskoj proizvodnji izvodi se najčešće tehnikom kupatila. U ovom slučaju postupak odmašćivanja može da se izvodi u više faza, kako bi se rešio problem koncentracije, taloženja nečistoća i zasićenja odmašćivača. U završnoj fazi, deo koji se odmašćuje dolazi u kupatilo sa vrlo malom koncentracijom zaostalih kontaminanata, tako da se završno čišćenje izvodi gotovo nekontaminiranim rastvaračem, čime se obezbedjuje maksimalno dejstvo i konsekventno, dobro odmašćena površina. U odredjenim slučajevima, posebno onda kada je kontaminacija dela koji se odmašćuje velika, u faznom procesu odmašćivanja koristi se kombinacija različitih vrsta rastvarača, koji proces odmašćivanja čine efikasnijim i pouzdanijim.

Page 16

Mesto i upotreba lepkova u inženjerskoj praksi •

Nanošenje i debljina sloja lepka 7

Nanošenje lepka se vrši odgovarajućim alatima vodeći računa o sloju lepka koji treba da bude što tanji, kako bi prijanjanje bilo što bolje. Čvrstoća spoja opada sa povećanjem debljine sloja lepka. •

Površina i oblikovanje lepljenog spoja

Lepljene spojeve treba po mogućstvu tako oblikovati da su izloženi smicanju. Naponi smicanja ( ) treba da je 2 do 3 puta manji od teorijske smicajne čvrstoće lepljenog spoja i to za mirno opterećenje. Najpovoljnija dužina lepljenog spoja najčešće je l = (20 do 25) δ, gde je δ – debljina tanjeg dela (slika 5).

Slika 5. Preklopni lepljeni spoj

•

Nosivost spoja u zavisnosti od temperaturnih uslova

Smicajna čvrstoća (τM)8 pojedinih tvrdih lepkova za metale kreće se od 14 do 30 N/mm2 na temperaturi od 20 0C. Sa porastom temperature smicajna čvrstoća opada i na 100 0C iznosi 1/4 do 1/3 početne čvrstoće. Nosivost lepljenog spoja blago opada sa smanjenjem temperature.

Drapić S., Mašinski elementi I – za II razred usmenog obrazovanja, mašinske, mašinsko-energetske, brodograđevinske i saobraćajne struke, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva Beograd, Zavod za izdavanje udžbenika novi Sad, 1988. 8 Smicajna čvrstoća – Predstavlja maksimalni napon koji lepljeni spoj može da izdrži napregnut na smicanje 7

Page 17


3.KLASIFIKACIJA INŽENJERSKIH LEPKOVA Dugogodišnjim istraživanjem i primenom najnovije tehnologije proizvedeni su lepkovi koji mogu rešiti inženjerske probleme u bilo kom segmentu industrije. Kako u proizvodnji mašina i opreme, tako i u održavanju i popravkama postojeće. Danas konstruktori imajući u vidu funkcionalnost i sigurnost prilikom upotrebe inženjerskih lepkova, projektuju tako da se na određenim mestima ne mogu izbeći. Od velikog su značaja kod održavanja i popravki, naročito u procesima proizvodnje gde postoji potreba za brzim i efikasnim rešavanjem nastalih problema kako bi proces pretrpeo što manje posledice, a samim tim proizveo manje gubitke. Da bi znali kako i gde da primenimo neki od inženjerskih lepkova moramo se upoznati sa njihovim osnovnim karakteristikama. Pored fizičko – hemijskih neophodno je poznavati i mehaničke karakteristike. S obzirom da je poznato da lepljene spojeve treba oblikovati tako da su izloženi smicanju, kad je to moguće, a proizvođači lepkova za konkretan lepak uglavnom daju podatak za dozvoljenu smicajnu čvrstoću, pa se lako može odrediti izdržljivost zalepljenog spoja. U zavisnosti od vrste materijala koji se lepe, vrste lepka kojim se lepi, temperature na kojoj se odvija proces lepljenja, načinu primene lepka i sl., proizvođači lepkova su kreirali pomoćne dodatne komponente za pripremu površina pre lepljenja i podešavanje brzine očvršćavanja lepka. Tako su za povećanje adhezije kod teško lepljivih materijala za upotrebu sa određenim vrstama lepkova kreirali prajmere.

Page 18


Dok za povećanje brzine očvršćavanja i mogućnost očvršćavanja na niskim temperaturama kod trenutnih9 i anaerobnih10 lepkova kreirali su aktivatore. su komponente za podešavanje karakteristika lepkova pri lepljenju, iz kataloga proizvođača lepkova „Loctite’’ , prema čijim vrstama lepkova je i obrađeno poglavlje 3. Aktivatori i prajmeri

Osnovna podela inženjerskih lepkova Podela inženjerskih lepkova prema upotrebi prikazana na slici 6.

Slika 6 . Podela lepkova prema upotrebi

9

Vrste lepkova za spajanje iz kataloga ,,Loctite’’ obrađeni u poglavlju 3.1.1. Lepkovi koji očvršćavaju u kontaktu dva metala bez prisustva vazduha

10

Page 19


3.1. LEPKOVI ZA SPAJANJE

Lepkovi za spajanje se mogu klasifikovati na više načina, međutim prema katalogu proizvođača lepkova „Loctite’’ vrši se klasifikacija u dve grupe. Prva grupa lepkova zbog relativno brzog očvršćavanja naziva se trenutnim lepkovima, dok druga grupa koja sporije očvršćava na bazi epoksida naziva se strukturnim lepkovima.

3.1.1. Trenutni lepkovi

Kao štoim samo ime kaže, ovi trenutni lepkovi deluju u „sekundi’’. Oni su idealni za lepljenje manjih površina različitih materijala kada je zazor mali. Trenutni lepkovi pružaju mnoge prednosti u odnosu na klasične metode spajanja, kao što je zavarivanje plastike, dvokomponentno lepljenje, zagrevanje lepkova uz mehanički pritisak. Kao prednosti podrazumevaju se i lepši spoljni izgled od spajanja zakivcima, jaču otpornost na udarce, brže spajanje i eliminaciju kapitalnih troškova za posebnu radnu opremu. Trenutne lepkove inženjri mogu koristiti u projektovanju, proizvodnji i održavanju. Inženjer održavanja zalepljene delove može brzo vratiti u pogon, za šta je ranije bilo neophodno struganje ili skupa reparacija. Za inženjere u projektovanju i proizvodnji, zalepljene komponente omogućavaju atraktivnije i jače proizvode uz manju cenu proizvodnje. •

Karakteristike trenutnih lkepkova:



Brzo spajanje – za nekoliko sekundi Page 20




Višestrana primena Maksimum kontakta na lepljenim površinama Jednokomponentan lepak – nema mešanja Visoka snaga lepljenog spoja

•

Prednosti trenutnih lepkova:

  

    

Visoka stopa produktivnosti Lepljene različitih vrsta materijala Ravnomerna raspodela opterećenja Smanjenje škarta u proizvodnji Često daje spoj jači od materijala koji se lepe

Način primene lepka U većini slučajeva, samo jedna kap trenutnog lepka dovoljna je da formira izuzetno jak, zaista nerazdvojiv spoj. Za poboljšanje adhezije kod teško lepljivih materijala kao što su polietilen, polipropilen, ili termoplastične gume u kombinaciji sa ovim lepkovima upotrebiti Prajmer.Ako je potrebno uvećati brzinu trenutnih lepkova upotrebiti Aktivator. Način nanošenja lepka na površinu je jednostavan jer je jednokomponentan i bočice su prilagođene za direktno nanošenje, pogledati na slici 7.

Slika 7 . Način nanošenja lepka

Page 21


Vrste trenutnih lepkova prema njihovim osnovnim karakteristikama: o

Univerzalni trenutni lepak (401)11

Preporučeje se za lepljenje proznornih materijala kao što su plastika, metal, guma, drvo, karton i sl. Temperaturna otpornost do 80 0C, vreme vezivanja od 5 do 20 sekundi. Tehničke karakteristike videti u tabeli 1. o

Specijalni trenutni lepak (406)

Specijalno kreiran za brzo lepljenje elastomera i gume.On takođe lepi i silikonsku gumu poliolefine (kao polietilen) kada se upotrebljava uz Prajmer. Temperaturna otpornost do 80 0C, vreme vezivanja od 10 do 20 sekundi. o

Brzi lepak u gelu (454)12

Namenjen je za spajanje poroznih materijala.Može se upotrebljavati na vertikalnim i obrnutim površinama je se ne sliva, kao i na površinama sa većim zazorom. Koriste se za lepljenje metala, kompozitnih materijala, drveta, plute, penastih materijala, kože, kartona, gipsa i sl.Otporan na temperaturu do 80 0C, vreme vezivanja od 5 do 20 sekundi. o

11 12

Snažan trenutni lepak (480)

(401 i 406) – vrste lepkova iz kataloga ,,Loctite’’ (454 i 480) – vrste lepkova iz kataloga ,,Loctite’’

Page 22


Lepak crne boje, koji ima izuzetno dobru otpornost na ljuštenje i udarce. Namenjen za lepljenje spojeva metal – metal, metal – guma. Otporan na temperaturu do 100 0C, vreme vezivanja od 60 do 120 sekundi.

Uporedni prikaz lepkova (401, 406, 454, 480) sa tehničkim karakteristikama prikazan u Tabeli 1. Tabela 1. Tehničke karakteristike sa uporednim prikazom13

Svojstva nezalepljenog materijala 401 Ethyl cyanocrylat Hemijski tip e Izgled bezbojan Specifična težina na 25 0C 1,1 0 Viskozitet na 25 C mPa.s (cP) 90 - 140 Brookfield LVT,Spindle 1-6 rmp Tačka paljenja (TCC), <93 0 C

406 Ethyl cyanocrylat e bezbojan

454 Ethyl cyanocrylat e bezbojan

480 Ethyl cyanocrylate crn

1,05

1,1

1,05

okt.30

gel

100 - 500

<80

<80

<80

80 x 10-6

81 x 10-6

82 x 10-6

83 x 10-6

0,1

0,1

0,1

0,1

120

120

120

120

konst. Gubi

konst. Gubi

konst. Gubi

konst. Gubi

Tipična svojstva zalepljenih materijala

Fizička svojstva: Koeficijent termičkog širenja

ASTM D696, K -1 Koeficejent termičke provodljivosti

ASTM C117 W, K Temperaturna kristalisanja ASTM E228, 0C Električna svojstva Dielektrična konstanta 25 0C -1

13

Tabela 1. Tehničke karakteristike sa uporednim prikazom iz kataloga ,,Loctite’’

Page 23

Mesto i upotreba lepkova u inženjerskoj praksi ASTM D150, merena na 100 Hz 1 kHz 10 kHz Zapreminska otpornost, ASTM D257, Ωcm Površinska otpornost, ASTM D257, Ω Dielektrična čvrstoća, ASTM D149, kV/mm

2,75 < 0,02 2,75 < 0,02 2,75 < 0,02

2,65 < 0,02 2,75 < 0,02 2,75 < 0,02

2,65 < 0,02 2,75 < 0,02 2,65 < 0,02

2,65 < 0,02 2,75 < 0,02 2,75 < 0,02

1 x 1016

1 x 1016

1 x 1016

1 x 1016

1 x 1016

1 x 1016

1 x 1016

1 x 1016

25

25

25

25

4 - 26

5 - 26

4 - 26

4 - 30

5 - 25

5 - 25

5 - 25

5 - 25

Karakteristike spojenog materijala

(posle 24 časa na 22 0 C) Otpornost na smicanje, N/mm2 Otpornost na istezanje, N/mm2

3.1.2. Strukturni lepkovi – Epoksidni lepkovi

Primenom najnovije tehnologije za dobijanje epoksidnih vešenamenskih strukturnih lepkova, dobijen je veći i bolji izbor. Sada, konstruktori, inženjeri u proizvodnji i održavanju mogu odabrati adekvatan lepak koji im je potreban za rešavanje određenih problema. Mogu izabrati vreme očvršćavanja od 7 minuta, kada je brzina od vitalne važnosti.Alternativno, mogu se odlučiti za sporo očvršćavanje kod delova koji su komplikovani za uklapanje ili kada treba pokriti veće površine. Delovi mogu potpuno nalegati ili imati zazor do 3 mm.Lepkovi se mogu nanositi na temperaturi smrzavanja ili ključanja; materijali su metal, keramika, tvrde plastike, drvo ili staklo – jedan sa drugim ili međusobno. Očvrsli lepak mođe biti izložen silama sabijanja, uvijanja, smicanja, na njega ne utiče vlažnost, rastvarači, rashladna sredstva, agresivne hemikalije i ulja. Lepljeni sloj je nevidljiv kod novog lepka čija je optička čvrstoća takva da ako zalepimo dva staklena dela, spoj će biti potpuno nevidljiv. Strukturni lepkovi su dvokomponentni i mogu se izrađivati prema specifičnim zahtevima po pitanju kvaliteta i uslova primene. Page 24


Vrste strukturnih lepkova prema njihovom osnovnim karakteristikama o

Višenamenski sporo očvršćavanje lepak (3421)14

Dvokomponentni epoksidni lepak koji posle mešanja sporo očvršćava na sobnoj temperaturi. Odlikuju ga: Dugo vreme za rad(do 180 minuta), a konačnu čvrstoću postiže nakon 36 sati. Odlična otpornost na vlagu i vodu.  Visoko otporan na smicanje (23 N/mm2).  Otporan na temperaturu do 100 0C  

Namenjen je za lepljenje većih hrapavih površina (metala, drveta ili čvrstih plastika). o

Višenamenski brzo očvršćavajući lepak (3422)

Dvokomponentni epoksidni lepak koji posle mašanja brzo očvršćava na sobnoj temperaturi uz relativno kratko vreme za rad do 3 minuta. Račnu čvrstoću na sobnoj temperaturi postiže za 7 minuta, a konačnu čvrstoću nakon 2 sata. Ne ugiba se, a ostvaruje snažan lepljeni spoj.Popunjava zazor do 3 mm. Koristi se za lepljenje metala koji kasnije ulaze u ciklus bojenja – pečenja. o

Višenamenski lepak za velike zazore (3423)15

Dvokomponentni tiksotropni lepak visokog viskoziteta koji očvršćava na sobnoj temperaturi posle mešanja. Vreme za rad 60 minuta, a vreme za manipulaciju 90 minuta. Konačna čvrstoća se postiže nakon 12 sati na sobnoj temperaturi. Metalno obojen. Za velike zazore do 3 mm. Veliki viskozitet. Visoka hemijska otpornost na starenje usled toplote. Pogodan za lepljenje vertikalnih hrapavih površina od metala, keramike, tvrde plastike i drveta. Strukturne lepkove sa karakteristikama i primerima primene pogledati u Tabeli 2. o

Najčvršći epoksidni lepak (3425)

Dvokomponentni tiksotropni epoksidni lepak visokog viskoziteta koji očvršćava na sobnoj temperaturi posle mešanja. Veliki viskozitet, 14 15

(3421, 3422) – Vrste lepkova iz kataloga ,,Loctite’’ (3423, 3425, 3430) – Vrste lepkova iz kataloga ,,Loctite’’

Page 25


najčvršći lepak za zazore do 3 mm. Visoka otpornost na smicanje. Dobra hemijska i otpornost na vlagu. Pogodan za plastike GRP (staklom ojačane plastike) i SMC (plastični odlivci). Kada očvrsne lapak se može fino doraditi. Višenamenski ultra providan lepak (3430)

o

Dvokomponentni univerzalni epoksidni lepak. Brzo očvršćava, čvrstoća za 12 minuta. Idealan kada se traži nevidljiva linija spoja. Temperaturna otpornost od 40 do 120 0C. Kkoristi se za lepljenje raznorodnih ili istih vrsta materijala.

Karakteristike lepkova (3421, 3422, 3423, 3430) sa uporednim prikazom, prikazani su u tabeli 2. Tabela 2: Tehničke karakteristike strukturnih lepkova sa uporednim prikazom16

3421

Brookfi eld 16

3423

3425

Visoka otpornos t na Opšte hemikalij namene, e, ne ugiba tiksotpor se,tiksotpo na ran,dugo pasta, vreme za slab rad,slab miris, miris lepak za lepljenje metala

3430

Visok kvalite,dugo vreme za rad,slab miris,tečan,višen amenski,odlična otpornost na vlagu i vodu

Opšte namene, brzo očvršćav anje,slab miris

Zam ešan

Providni ćilibar

Bledo žut

Siva

Bela

Ultra provida

A

Providan

Providni ćilibar

Siva

Krem/Bela

Providan

B

Providni ćilibar

Bela

A

60,000-100,000

45,00090,000

Neprozir Neprozirna na 100,000- 1,500,000400,000 3,500,000

Providni ćilibar 20,00030,000

Osobin e

Boja

3422

Višename nski,ultra provida,sl ab miris

Tehničke karakteristike preuzete iz kataloga ,,Loctite’’

Page 26

Mesto i upotreba lepkova u inženjerskoj praksi viskozit et (mPa.s) , (Vreten o 6 ili 7 na 5 rpm)

Odnos mešan ja zapre minski Odnos mešan ja težins ki A/B Maksi malni zazor (mm) Vreme očvršć avanja (min) Vreme za manip ulaciju (min) Konač na čvrsto ća na 22 0C (h) Čvrsto ća na smica nje (N/mm 2 ) Testira no na 23 0C Testira no na RT. Posle 40 0C 98 ℅

B

9,000-19,000

25,00050,000

200,000500,000

100,000300,000

20,00030,000

1: 1

1:1

1:1

1:1

1:1

1:0,9

1:1

1:0,7

1:1

Ne preporuču je se

1

3

3

3

1

180

3

60

90

4

280

7

90

150

12

36

2

12

24

2

23

18

23

25

12

23

15

23

25

12

Page 27


RH za 1000h Osobin e posle bojenj ai pečenj a Testira no na RT. U 1mm otvore nom zazoru Tvrdoć a (Shore D)

23

30

15

Ne preporušuj e se

20

7

16

18

70-80

70-80

70-80

70-80

Ne preporušu je se

50-70

3.2. LEPKOVI ZA UČVRŠĆAVANJE

Lepkovi za učvršćavanje su posebna grupa lepkova koja očvršćava za relativno kratko vreme i namenjeni su navojnim i cilindričnim spojevima. U zavisnosti od potrebne čvrstoće spoja vrši se izbor odgovarajućeg lepka. Pored navedenih vrsta lepkova prema čvrstoći spoja ima i drugih kategorija kao npr. Otpornost na temperaturu idr. 3.2.1. Osiguranje navoja lepkom

Kao što samo ime kaže, radi se o sredstvu koje osigurava delove sa navojem, kao što su: navrtke, vijci, sprežnjaci, mazalice i vijci sa navojem do kraja. Ovi delovi ostaju osigurani za vreme normalnog ili povećanog opterećenja. Sredstva za osiguranje navoja su superiorno rešenje u odnosu na klasične metode osiguranja kao što su rascepka, podloška i drugi mehanički osigurači zbog toga što osiguravaju ceo navojni spoj od samoodvrtanja usled vibracija i udara ravnomerno raspoređujući opterećenje. Page 28


Sredstva za osiguranje takođe zaptivaju navojni spoj od curenja i štite od pojave rđe i korozije,što se može videti na slici 8. Veliki izbor prema željenoj jačini spoja i temperaturnoj otpornosti. Sredstva za osiguranje su najpouzdanije rešenje za osiguranje i zaptivanje navoja svih oblika i dimenzija pre ili posle montaže. Sagledavanjem ovih problema jasno je zašto sve više inženjera prelaze na modernu i pouzdanu metodu lepljenja inženjerskim lepkom. Ovi lepkovi ne samo da omogućavaju veću sigurnost spojeva, nego u većini slučajeva štede i velike sume novca. Ovo je moguće jer je lepak za osiguranje navoja zamenjuje čitav lager mehaničkih elemenata, nezavisno od broja, odnosno dimenzije vijka. Lepkovi za osiguravanje navoja su jednokomponentni, očvršćavaju anaerobno (bez prisustva vazduha).Mogu se koristiti i na temperaturi nižoj od 5 0 C, uz dodatak Aktivatora.

Zaptiven spoj — voda ne može da uđe PODLOŠKA ZA OSIGURANJE Kontakt samo na delu podloške,labavi se usred vibracija. Veliki skladišni prostor za različite dimenzije . Spoj je otvoren-voda može proći I izazvati koroziju

Slika 8. Osiguranje navoja

Karakteristike lepkova • • • •

Standardne navrtke postaju sigurnosne navrtke zaptiva navoj u potpunosti elementi navojnog spoja se mogu ponovo koristiti proizvoljni odnos momenta dotezanja i prednaprezanja Page 29

Mesto i upotreba lepkova u inženjerskoj praksi •

kontrolisana čvstoća očvrslog lepka

Prednosti lepka • • • • •

jednostavna i brza montaža sprečava curenje i koroziju ušteda zahvaljujući smanjenu lagera elemenata za osiguranje kontrolisana željena čvrstoća za vijke,navrtke i sprežnjake laka demontaža

Način primene lepka Lepak za osiguravanje navoja primenjuje se tako što se nekoliko kapi tečnog lepka nanese direktno iz plastične boce na navoj navrtke ili vijka. Prilikom dotezanja tečnost ispunjava prazan prostor (slika 9) u navojnom spoju i očvršćava u čvrstu sintetičku masu.

Slika 9.Način nanošenja lepka

3.2.2. Cilindrično učvršćavanje lepkom Tradicionalni metodi učvršćavanja kao što su: svornjaci, klinovi, osovinice i presovani sklopovi, mogu u zavisnosti od načina primene prouzrokovati probleme. Page 30


Mehaničkim učvršćivanjem stvara se velika koncentracija napona sa rizikom od zamora materijala i lomova. Mehaničke metode su takođe veoma skupe. Lepkovi za učvršćavanje mogu rešiti sve navedene probleme, poboljšanjem ili zamenom postojećih mehaničkih metoda. Koriste se za učvršćivanje cilindričnih delova kao što su čaure, ležajevi, zupčanici i komutatori. Sredstva za učvršćivanje su razvijena da lepe cilindrične metalne delove popunjavajući zazor u sklopu. Ova sredstva očvršćavaju stvarajući čvrst kompaktan sklop. Sredstva za učvršćavanje se koriste da učvrste žleb za klin, osiguraju žleb, proširuju presovani sklop, pojačavaju interferentan sklop. Koriste se za zaštitu od habanja novih delova ili obnovu sklopova koji su oštećeni ili su van tolerancije. Sredstva za učvršćivanje zaptivaju spoj od curenja i štite od pojave trenja i korozije. Izbor se vrši prema viskozitetu, karakteristikama opterećenja, veličini zazora i temperaturnom opsegu. Sredstva za učvršćivanje mogu rešiti i najzahtevniji problem iz oblasti učvršćavanja.

U slučajevima kada se lepkovima za učvršćivanje zamenjuju tradicionalni metodi postoje još dve dodatne prednosti. Prvo, eliminišu se visoki troškovi skladištenja raznih rezervnih delova, i drugo, štedi se vreme za dodatnu mašinsku obradu delova i spoja. Prikazan primer na slici 10.

Slika 10.Učvršćivanje lepkom rukavca vratila i tela valjka štedi 1,5 sat rada na strugu (slika i podatak iz kataloga ,,Loctite’’)

Page 31


Način primene lepka Primena lepkova za učvršćivanje je jednostavna. Površine delova očistiti i odmastiti, naneti tanak sloj lepka na jednu ili obe površine. Delovi se spajaju lakim uvrtanjem, kako bi se obezbedila ravnomernost nanetog lepka (slika 11).

Slika 11. Sloj nanešenog lepka

3.3.LEPKOVI ZA ZAPTIVANJE

Pripadaju grupi najrasprostranjenije vrste lepkova s obzirom da se intenzivno koriste u svim granama industrije. Kod nas se za sada najviše koriste lepkovi za elastično zaptivanje i lepljenje, a to su razne vrste silikona na bazi acetona ili alkohola. 3.3.1. Zaptivanje cevnih navoja lepkom

Zaptivanje cevnih navoja je od velike važnosti u mnogim oblastima. Dosadašnji metodi zaptivanja kao što su kudelja i PTFE traka često su redstavljali problem za inženjere. Zaptivni materijal može ostati mekan, dozvoljavajući da tečnost ili gas prodru kroz zaptivku što može dovesti do začepljenja cevi koje izaziva blokade i zagađenja, a takođe je i težak za primenu. Ovi problemi mogu biti rešeni korišćenjem anaerobnih zaptivki (slika 12). Lepkovi za zaptivanje obezbeđuju odmah zaptivenost lepljenog spoja kod malih radnih pritisaka. Kada zaptivač potpuno očvrsne on zaptiva do kritičnog pucanja cevi. Ovi zaptivači se koriste za većinu tečnosti i gasova, a takođe i štite spoj od pojava korozije. Spoj je zaštićen i od lomova izazvanih vibracijama i udarcima. Page 32


Slika 12 . Zaptivanje grubog koničnog navoja

Karakteristike i prednosti lepkova za zaptivanje cevnih navoja Tečna tokom montaže, Zaptiva bez obzira na jačinu stezanja, Zaptiva do kritičnog pritiska za pucanje cevi, Godinama kasnije obezbeđuje laku demontažu, Ne očvršćava izvan spoja, lako se čisti, Za kritične hidrauličke spojeve obezbeđen je lepak bez punioca, Niska cena po zaptivenom spoju, Laka primena u serijskoj proizvodnji. • • • • • •

• •

Način primene lepka Primena zaptivki za cevne navoje je jednostavna. Površine komponenti dobro očistiti i odmastiti. Naneti kontinualni prsten lepka direktno iz tube na prvi spoljni ili unutrašnji navoj i izvršiti ručno spajanje u željeni polozaj (slika 13).

Page 33


Slika 13. Zaptivni sloj lepka u navojnom spoju

3.3.2.Ravno zaptivanje i lepljenje

Ravno zaptivanje je veoma važno i primenjuje se u mnogim oblastima. Dosadašnje metode zaptivanje čvrstim zaptivkama, koje nisu efikasne u pogledu efikasnosti i vremenskog perioda zaptivanja, a potrebno je i periodično dotezanje, zamenjene su lepkovima za ravno zaptivanje. Kod održavanja potreban je čitav lager različitih zaptivki, koje se ne mogu više putaupotrebiti. Zato inženjeri sve više pribegavaju zaptivanju lepkovima, pri čemu je značajna učteda vremena, a i manja cena po zaptivenom spoju. Lepkovi za manje zazore do 0,25 mm očvršćavaju anaerobno. Dok oni za veće zazore od 0,5 mm, ostvaraju vezu adhezijom i očvršćavaju u zavisnosti od vlaznosti vazduha. Ispunjavaju neravnine i ogrebotine tako da nije potrebna fina mašinska obrada. Primenjuju se kod zaptivanja prirubničkih spojeva, reduktora, manjača, motora, pumpi, i sl.

Karakteristike i prednosti lepkova za ravno zaptivanje Nema efekat podmetača – kontrolisane su tolerancije, Nema potrebe za dotezanjem, Popunjava sve neravnine – nije potrebna fina mašinska obrada površina, Delovi se lako demontiraju i posle dužeg vremena, Momentalno zaptiva na niske pritiske, U potpuno očvrslom stanju otporan na visoke pritiske. • • •

• • •

Page 34


Način primene lepka Pre prenočenja lepka povrčine treba očistiti i odmastiti. Nanosi se na jednu površinu u vidu neprekidnog zatvorenog prstena, direktno iz pakovanja. Neki se mogu nanositi i rolerom kao na slici 14.

Slika 14. Načini nanošenja lepka

3.3.3.Elastično zaptivanje i lepljenje Lepkovi za elastično zaptivanje i lepljenje se primenjuju u mnogim oblastima industrijske proizvodnje i održavanja postojeće opreme. Svrstavaju se u grupu lepkova opšte namene jer se mogu primetiti skoro na svim materijalima: staklu, drvetu, keramici, metalu, plastici, gumi, i dr. Ostvaruju odličnu adheziju sa svim materijalima. U osnovi su silikoni na bazi acetona ili alkohola. Otporni su na razne vrste opterećena, zatezanje, smicanje, pritisak, vibracije, toplotno širenje.

Karakteristike lepka •

Spaja, zaptiva, izoluje, zaliva i prigušuje, Page 35


Očvršćava na sobnoj temperaturi, Ostaje elastičan i postojan i na visokim temperaturama, Jednokomponentan i jednostavan za nanošenje, Visoka otpornost na hemikalije, Odlična adhezija, Pogodan za spajanje stakle, drveta, gume, keramike, plastike, fiber stakla, tekstila i metala. • • • • • •

Prednosti primene elastičnih zaptivki u proizvodnom procesu Bez rastvarača, dobro ispunjava, Izdržava prekomerno razvlačenje i savijanje, o Uspešno lepi, zaptiva i štiti delove izložene udarnim opterećenjima, vibracijama, smicanju, kao i naprezanjima koji su izazvana različitim koeficijentima toplotnog širenja, Temperaturna postojanost u rasponu od -60 0C do +275 0C, o Hemijski je neutralan, ne zagađuje čovekovu okolinu. o

o

o

Način primene lepka Nanosi se jednostavno direktno iz tube standardnim alatima za potiskivanje. Alati za potiskivanje i doziranje mogu biti mehanički, pneumatski ili električni, slika 15. Površine koje se lepe ili zaptivaju moraju biti čiste i odmašćene.

Slika 15. Alati za nanošenje lepka

Page 36


3.4. REPARACIJA OŠTEĆENIH POVRŠINA UPOTREBOM LEPKA

Često se u praksi možemo sresti sa mehaničkim mehaničkim oštećenjima delova nastalih usled nepažnje pri rukovanju ili grešaka nastalih u procesu proizvodnje, kao i procesa koji vremenom stvaraju oštećenja usled abrazivnog delovanja čestica. Navedena oštećenja se mogu sanirati ili pak sprešiti da do njih dodje upotrebom epoksidnih lepkova sa dodatkom punioca na metalnoj ili ne metalnoj osnovi, na osnovu čega je izvršena i podela za reparaciju. 3.4.1.Metalom punjeni epoksidni lepkovi (Tečni metali)

Kao što im samo ime kaže, metalom punjeni epoksidni lepkovi su dvokomponentni epoksidni lepkovi izmešani sa metalnim prahom. Koriste se za reparaciju i popravku oštećenja na površinama, nastalih nehaničkim putem ili ispravci greške nastale u procesu obrade dela, npr. Greška kod livenja. Tečnim čelikom namenjenim za livenje može se izliti kompletan deo.

Karakteristike i prednosti tečnih metala Velika otpornost na pritisak, Dobro prijanjaju na metal, staklo, keramiku i gruge metale, Otporni su na temperaturu do 120 0C, Nakon potpunog očvršćavanja mogu se mehanički obrađivati, Oštećeni delovi se mogu popraviti i vratiti u rad, Smanjenje škarta u proizvodnji, usled greške nastale u obradi. • • •

•

• •

Način primene tečnog metala

Page 37


Obavlja se u dve osnovne faze (slika 16) •

Primena:

Čišćenje: Površine koje se repariraju treba da budu čiste i odmašćenje, Acetonom ili sredstvom za čišćenje. o Mešanje: Promešati zasebno obe komponente (smolu i očvršćivač9. Odmeriti jednaku količinu smole i očvršćivača. Temeljno mešati zajedno komponente dva minuta dok se ne dobije ujednačena boja. o

•

Primena

Naneti pripremljenu smesu na radnu površinu. Sprečiti pomeranje delova tokom očvršćavanja. Funkcionalna otpornost se razvija na sobnoj temperaturi o nakon 12 sata, a potpuno očvršćavanje nakon 72 sata. Zbog razvijanja toplote taokom procesa očvršćavanja, veće o količine brže očvršćavaju. o

Slika 16. Priprema i primena tečnog metala

3.4.2.Lepkovi habanja17 )

za reparaciju oštećenih

površina (Smese protiv

Veoma često se susrećemo sa oštećenjima na cevovodima, pumpama, ciklonima, transportnim sistemima i sl., nastalih usled abrazije 18. S obzirom da procese koji prouyrokuje takva oštećenja ne možemo promeniti, suočeni smo sa problemom kako reparacije oštećenih površina, tako i zaštite istih. Veoma je bitno zaštititi površine izložrnr abraziji pre nego što dođe do oštećenja. Najbolje je to učiniti na novim elementima, pre ugradnje. 17 18

Naziv za smese epoksidnih lepkova i nemetalnih punioca otpornih na habanje iz kataloga ,,Loctite’’ Oštećenja nastala usled kretanja i trenja mehaničkih čestica o zidove

Page 38


Jedan od načina reparacije i zaštite od habanja te vrste, je nanošenje na površine izložene habanju sloja epoksidnog lepka sa odgovarajućim puniocem, najčešće keramikom.

Karakteristike i prednosti smesa protiv habanja Otporne na temperaturu od 120 0C, termootporne smese do 230 0C, Obnova oštećenih površina, Premaz otporan na habanje, Koriste se i na novim delovima kako bi im se produžio vek trajanja, Prilagođen za nanošenje mistrijom ili četkom. •

• • •

•

Način primene smesa protiv habanja

Obavlja se u dve osnovne faze (slika 17) •

Priprema:

Čišćenja površina: Potrebno je detaljno očistiti i nagristi površine, ukoliko je moguće grubo peskariti. Nakon toga, ošistiti površine acetonom ili šistačem zapripremu površina. Mešanje lepka: Izmeriti potrebnu količinu smole i o očvršćivača prema propisanom odnosu mešanja i sipati na čistu površinu. Komponente se mešaju zajedno dok se ne dobije ujednačena boja. o

•

Primena:

Naneti izmešanu smesu na pripremljenu površinu, najpre u vidu tankog filma da bi se navlažila površina, a zatim dodavati smesu do željene debljine sloja (minimum 6 mm). Izbegavati pojavu vazdušnih mehurova. Mešati smesu u manjim količinama kako bi se izbeglo brzo očvršćavanje.

Page 39


Slika 17. Postupak primene smesa protiv habanja

Način primene hemijskih prevlaka Obavlja se u dve osnovne faze (slika 18) •

Priprema

Čišćenje površina: Postupak je isti kao kod smesa protiv habanja. o Mešanje lepka: Izmešati potrebnu kolišinu smole i očvršćivača u propisanom zapreminskom ili težinskom odnosu prema uputsvu proizvođača. o

•

Primena

Page 40


Naneti izmešani lepak na pripremljene površine, za najbolje rezultate u sloju od 0,5 mm debljine. Vreme za rad i vreme očvršćavanja naznačeni su u uputstvu proizvođača za određeni lepak.

Slika 18. Primena hemijski otporne prevlake

ZAKLJUČAK

Lepljenje kao postupak spajanja materijala u nerazdvojivu vezu tj. Lepkovi kao materijali za ostvarenje veze, kod nas su jos uvek nedovoljno zastupljeni u smislu primene kod proizvodnje i održavanja mašina u odnosu na evropske i svetske proizvodjace. Posebno se istice slaba zastupljenost inženjerskih lepkova s obzirom da su relativno novijeg datuma, a inženjeri kod projektovanja i održavanja teže da zadrže tradicionalne metode spajanja.Inženjerski lepkovi su proizvedeni po Page 41


najnovijim tehnologijama, a posebno kreirani za određenu vrstu materijala imajuci u vidu uslove eksploatacije zalepljenog spoja, tako da ne treba sumnjati u njihovu funkcionalnost. Za pravilnu primenu inženjerskih lepkova potrebno je poznavanje materijala koji se lepe, uslova eksploatacije, karakteristika lepkova i zalepljenih spojeva. Pored toga potrebno je stalno praćenje razvoja proizvodnje lepkova kao i edukacija o vrstama i mogucnostima lepkova u smislu primene. S obzirom na radno iskustvo autora u održavanju mašina i opreme u procesu proizvodnje i niza primera upotrebe inženjerskih lepkova, može se reći da su inženjerski lepkovi neophodni kako za održavanje mašina tako i za proizvodnju istih.Značajno je i to da su spojevi zalepljeni lepkom znatno jeftiniji od drugih metoda spajanja, tako da bitno može smanjiti cenu kostanja gotovog proizvoda. Nadajmo se da ce većina naših inženjera u mašinstvu prihvatiti novu tehnologiju spajanja inženjerskim lepkovima i u skladu sa njom vršiti projektovanje, proizvodnju i održavanje.

LITERATURA

1. Jovičić J., Nikolić D., Đorđjevic V., Pantić M., Simić A., S., Tehnologija

obrade I, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva Beograd, Zavod za izdavanje udžbenika Novi Sad, 1988. Page 42

Seminar Ski Rad - Mesto i Upotreba Lepkova u Inzenjerskoj Praksi

Recommend Documents