что такое уплотнительные материалы
Уплотнительные материалы
Уплотнительные, изоляционные и обивочные материалы
При изготовлении и эксплуатации машин возникает необходимость герметизации мест соприкосновения некоторых деталей друг с другом. Кроме того, способность аккумуляторных батарей поддерживать очень большие значения силы тока (сотни ампер), а также наличие высокого напряжения в системе зажигания (20. 30 кВ) предопределили высокие требования к изоляционным материалам.
Использование обивочных материалов улучшает вид кабины, салона, кузова, повышает комфортность.
Рассмотрим используемые в автомобилестроении уплотнительные, изоляционные и обивочные материалы.
Уплотнительные материалы разделяют на две группы — прокладочные и набивочные.
Прокладочные материалы используют при необходимости герметизации разъёмных частей двигателя, картеров трансмиссии и других узлов. Прокладками иногда регулируют зазоры или усилия в контактных парах.
Набивочные материалы используют для герметизации зазоров между подвижными парами деталей, а также для защиты узлов трения от пыли, грязи и воды.
Уплотнительные материалы подразделяют на бумажные, асбестовые, резиновые, войлочные, пробковые и пластмассовые. Иногда в качестве уплотнительных материалов используют мягкие материалы: алюминий, свинец и медь.
К бумажным прокладочным материалам относят собственно бумагу, картон, фибру и пергамент. Бумажные материалы толщиной до 0,5 мм и удельной массой до 250 г/м 2 условно относят к бумаге, а большей массы и толщины — к картону. Картоны различают на прокладочные, тарные, строительные, декоративные и др.
Прокладочный картон является сравнительно эластичным, маслобензостойким материалом, выпускается толщиной 0,2. 1,5 мм. Поверхность листа картона должна быть ровной, а толщина — постоянной по всей площади.
В качестве заменителя прокладочного картона используют технический картон или чертёжную бумагу. Для повышения пористости их смачивают горячей водой до полного насыщения и затем высушивают. Поры заполняют пропиткой в течение 20. 25 минут подогретыми до 60. 70 0 С растительным маслом или олифой.
Пергамент — прозрачная масложиронепроницаемая влагостойкая бумага. Получается в результате обработки непроклеенной бумаги серной кислотой с последующей её нейтрализацией раствором щёлочи.
Фибра — прокладочный материал, получаемый при обработке непроклеенной бумаги или картона раствором хлористого цинка, что придаёт материалу высокую прочность, а также маслобензостойкость. При эксплуатации узлов необходимо иметь в виду, что высокая гигроскопичность (до 60. 65%) приводит к тому, что фибра при увлажнении коробится.
Фибра выпускается нескольких марок:
ФСВ — специальная, высокопрочная (для изготовления особо прочных изделий);
ФТ — техническая, для изготовления деталей в машиностроении и приборостроении;
ФЭ — электрическая, для изготовления электроизолирующих деталей;
КГФ — касторо-глицериновая, используется в качестве уплотнительного материала, предохраняющего от течи воды, масла, керосина и бензина.
Общий недостаток бумажных прокладочных материалов — невысокая теплостойкость. При температурах более 130. 140 0 С бумага и картон теряют гибкость, становятся хрупкими, при 180 0 С начинается обугливание (почернение), а при 240. 250 0 С происходит полное разложение бумажных волокон.
В зависимости от длины волокон асбест подразделяют на девять сортов с различным назначением. Так, для изготовления тканей, шнуров, нитей сальниковых набивок, изоляционной ровницы, тканых лент и тому подобных текстильных изделий применяют асбест сортов АК; 1-й, 2-й и 3-ий жёсткой текстуры и 2-й сорт полужёсткой текстуры (с длиной волокон 6. 18 мм).
Для изготовления паронита, электронита, асбестового картона и асбестовой бумаги используют сорта 3-ей и 4-ой полужёсткой и мягкой текстуры.
Для производства асбестового картона и других изоляционных изделий используют 6-ой сорт асбеста (длина волокон 1. 2 мм), а 7-ой и 8-ой сорта предназначают для изготовления различных асбоцементных изделий и в качестве теплоизоляционного заполнения (длина волокон не более 1 мм).
Асбест, как обладающий высокой теплостойкостью, используют в качестве уплотняющего материала, работающего при повышенных температурах (прокладки выпускного коллектора, глушителя). При использовании асбеста в качестве прокладок головок блока (цилиндров) двигателей его заключают в медную или стальную оболочку (фольгу), чтобы исключить контакт с горячими газами. Повреждение оболочки приводит к контакту, потере конституционной (входящей в состав) воды и быстрому разрушению.
Для различного вспомогательного оборудования используют асбестовый картон, асбестовые шнуры и нити, паронит, а также измельчённый асбест для теплоизоляционных работ.
Асбестовые картон и бумага служат для огнезащиты, термоизоляции, электроизоляции и уплотнения.
Бумага асбестовая выпускается в рулонах толщиной 0,25. 1,0 мм, шириной 670. 1150 мм.
Паронит — прокладочный листовой материал из вальцованного асбеста с каучуковым (с серой) связующим и минеральными наполнителями в соотношении: 60. 75% — 12. 13%. В качестве минеральных наполнителей используют глину, полевой шпат, тальк и т. п.
Паронит применяют в качестве прокладок крышек распределительных шестерён, фланцев трубок маслоприёмника, водяного насоса, топливного отстойника и др.
Паронит выпускают следующих марок:
ПОН — общего назначения;
ПА — армированный стальной сеткой.
Толщина листов 0,4. 3 мм длина — до 3 м и ширина — до 1,5 м.
Ткани асбестовые служат для теплоизоляции, изготовления огнестойкой спецодежды и одеял, сальниковых набивок, производства асботекстолита. Для повышения прочности в асбестовые ткани добавляют хлопчатобумажные волокна, армируют латунной проволокой или стеклянными нитями. Ширина асбестовых тканей 1040. 1550 мм, толщина 1,2. 3,8 мм.
Шнуры и нити асбестовые — служат для сальниковых набивок и теплоизоляционных обмоток. Изготовляют шнуры трёх сортов:
шнур асбестовый из скрученных асбестовых нитей;
асбопухшнур из прочёсанных асбестовых и хлопковых волокон, оплетённых асбестовыми шнурами;
шнур асбомагнезиальный с сердечником из магнезии и асбонитей, также оплетённый асбестовыми нитями (для теплоизоляции поверхностей с температурами до 550. 600 0 С; коэффициент теплопроводности 0,080. 0,150 ккал/м×ч×град).
Ленты асбестовые служат для тепло- и электроизоляции. Толщина 0,4. 1,4 мм, ширина 13. 250 мм.
Листы асбостальные служат для вырубки фасонных прокладок. Шесть марок, размеры: длина 215. 875 мм, ширина 500 и толщина 1,4. 1,75 мм.
Необходимо отметить, что в последнее время по соображениям снижения вредного воздействия на человека объём использования изделий из асбеста снижается.
Пробковые прокладочные материалы — получают путём прессования крупы коры пробкового дуба и применяют для уплотнения соединений, работающих при небольшом напряжении в среде воды или нефтепродуктов:
крышки клапанной коробки двигателей;
стаканов фильтров топливного насоса;
фильтра вентиляции картера;
крышки головки блока;
крышек коромысла и т. п.,
а также в качестве набивки сальника игольчатого подшипника.
Войлок прокладочный представляет собой листовой материал, изготовленный из волокон шерсти. Технический войлок подразделяют:
Войлок обладает высокими тепло-, звукоизолирующими и амортизирующими свойствами. Термическая же стойкость войлока не превышает 75 0 С.
Волокна шерсти войлока разрушаются от действия грибков и моли, неустойчивы против щелочей, но стойки против кислот.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Прокладочные и уплотнительные материалы
Прокладочные и уплотнительные материалы включают паронит, различные картоны, материалы на основе резины, льна, асбеста, графита, а также олифу, белила и сурик свинцовые.
Паронит листовой является основным прокладочным материалом и служит для уплотнения фланцевых соединений газопроводов. Паронит изготовляемый из асбеста, каучука и наполнителей, выпускается в виде листов размерами от 300×400 до 1200×1700 мм при толщине от 0,4 до 6 мм. Паронит нужно хранить в закрытых помещениях и защищать от воздействия прямых солнечных лучей и отопительных приборов. Перед употреблением паронитовые прокладки выдерживают некоторое время в горячей воде и натирают порошкообразным графитом. Прокладки из паронита работают при температуре до 250 °С и давлении 1,6 МПа.
Картон прокладочный изготовляется двух марок: марки А — пропитанный толщиной от 0,2 до 1,5 мм и марки Б — непропитанный толщиной от 0,3 до 2,5 мм. Прокладки из картона работают при температуре до 90 °С и давлении до 0,5 МПа.
Картон асбестовый выпускается по в виде листов размерами 0,9×0,9; 0,9×1,0; 1,0×1,0 м, толщиной от 2 до 10 мм. Не рекомендуется ставить прокладки из асбеста толщиной более 4 мм. Перед установкой прокладки целесообразно предварительно покрыть ее поверхность тонким слоем свинцового сурика или жидким стеклом.
Лен может быть следующих сортов: лен-стланец, трепаный, лен моченый. Пряди льна, пропитанные свинцовым суриком или белилами, разведенными на натуральной олифе, применяются в качестве уплотнителя резьбовых соединений газопроводов, проложенных открытым способом.
Нити и шнуры асбестовые могут применяться для уплотнения резьбовых соединений газопроводных труб внутренних систем газоснабжения. Асбестовые нити пропитываются порошкообразным графитом, замешанным на натуральной олифе. Набивки сальниковые асбестовые пропитанные применяются для уплотнения сальников арматуры. Набивки представляют собой шнур, плетенный из асбестовой нити и пропитанный антифрикционным составом (порошкообразный графит и говяжье сало), изготовляются они круглого и квадратного сечения диаметром или размером стороны квадрата от 4 до 50 мм. Применяются при давлении до 4,5 МПа и температуре до 300 °С. Хранятся набивки в сухом помещении.
Смазка применяется для уплотнения пробковых кранов на приборах и газопроводах.
В настоящее время наибольшее применение находят для изоляции труб битумные мастики и битумно-резиновые покрытия.
Грунтовка служит для улучшения прилипаемости изоляции к металлу; она приготовляется из битума марки БН-IV или смеси битумов тех марок, из которых делается изоляция, и растворяется в автомобильном бензине в соотношении 1 : 3 по объему или 1 : 1,25ч-1 : 2,5 по массе.
Битумная мастика (БМ) изготовляется из битума и пылевидного наполнителя — известняка или каолина.
В битумно-резиновую мастику, кроме того, добавляется порошок резины крупностью помола не более 1 мм.
Вместо битумных изоляционных покрытий применяются липкие ленты (пластмассовые, полихлорвиниловые и др.).
Усиливающие обертки применяются для увеличения прочности и толщины изолирующего покрытия. Лучшими материалами для этой цели являются гидроизол, бризол и стеклоткани.
Гидроизолприготовляется из асбестоволокнистого картона, пропитанного в битуме, и выпускается марок ГИ-1 и ГИ-2.
Бризол изготовляется из битума марки БН-IV, резиновой крошки, асбеста и пластификатора. Защищающая обертка предохраняет изоляцию от механических повреждений и действия солнечных лучей.
Уплотнительные, герметизирующие и изоляционные материалы для автомобилей
1. Уплотнительные материалы
К уплотнительным относятся и набивные материалы. Прокладочные материалы применяют для уплотнения разъемных частей двигателей, картеров трансмиссии и других узлов автомобилей с целью их герметизации. Прокладки иногда используют при регулировках отдельных сочленений. Набивочные материалы применяют для герметизации зазоров между подвижными деталями механизмов, а также для защиты узлов трения от пыли, грязи и воды. Уплотнительные прокладки подразделяют на прокладки с полимерной и металлической основой. К материалам на полимерной основе относятся бумага, асбест, резина, фибра, пергамент, а на металлической основе – алюминий, медь, латунь, свинец, углеродистая сталь, высоколегированная сталь.
Бумажные материалы. Бумага – тонколистовой волокнистый материал. Бумагу, масса 1 м2 которой превышает 250 г, называют картоном. Основными полуфабрикатами для изготовления обычных видов бумаги и картона служат целлюлоза, древесная масса, полуцеллюлоза, бумажная макулатура, волокна хлопка, пеньки и др. Картон подразделяется (ГОСТ 17926-80) на тарный, для полиграфического производства, фильтровальный, для легкой промышленности, технический, строительный. Технический картон включает водонепроницаемый картон, обивочный, водостойкий, прокладочный, термоизоляционный прокладочный, электроизоляционный, прессшпан и другие виды картона.
Прокладочный картон – картон с ограниченными показателями впитываемости жидкости и линейной деформации при увлажнении, предназначенный для изготовления уплотнительных прокладок. Он является (ГОСТ 9347-74) сравнительно эластичным, бензомаслостойким материалом и выпускается промышленностью толщиной 0,2; 0,25; 0,5; 0,8; 1,0; 1,5 мм. Влажность прокладочного картона должна быть не более 8-10%, впитываемость воды за 24 ч – не более 120%, а бензина и масла – соответственно не более 20 и 25%. Поверхность картона не должна иметь складок, шероховатостей, давленых мест и дыр.
Пергамент (ГОСТ 1341-84) представляет собой прозрачную масло- и жиронепроницаемую и влагостойкую бумагу, получаемую обработкой серной кислотой непроклеенной бумаги с последующей ее нейтрализацией раствором щелочи.
Фибра – это твердый монолитный материал, образующийся в результате обработки нескольких слоев бумаги-основы – пергаментирующим реагентом. Различают (по ГОСТ 17926-80) следующие разновидности фибры: склеенная, высокопрочная, кислородостойкая, огнестойкая, техническая, электротехническая, поделочная и др. Техническая фибра – это легкоштампуемая прочная фибра с ограниченной водопоглошаемостью, предназначенная для деталей машин и приборов. Выпускается фибра в соответствии с требованиями ГОСТ 14613-83.
Общим недостатком всех бумажных материалов является их относительно невысокая теплостойкость: при температурах выше 130-140 ºС бумага и картон становятся хрупкими и теряют гибкость; при 180 ºС начинается обугливание, а при 240-250 ºС происходит разложение бумажных волокон.
Асбестовые материалы. Асбест – название минералов волокнистого строения, обладающих способностью расщепляться на гибкие и тонкие волокна. Предполагают, что нитевидные волокна состоят из макромолекул.
Плотность кускового асбеста 2000-2500 кг/м3, а асбестовых изделий (без наполнителей) 1000-2000 кг/м3. Асбест не горит, обладает хорошими электротеплоизоляционными свойствами и высокой теплостойкостью. Без существенных изменений своих свойств выдерживает нагрев до 300 ºС; при нагреве до 386 ºС асбест теряет из своего состава адсорбционную воду, вследствие чего снижается его прочность и гибкость. Эта потеря воды обратима: при нахождении во влажной среде первоначальные свойства асбеста восстанавливаются. При нагреве выше 450 ºС начинается необратимая потеря конституционной воды, т.е. входящей в его состав, которая заканчивается при 700-800 ºС. В результате асбест делается непрочным и легко растирается в порошок. При 1500 ºС асбест плавится. Прочность асбеста на разрыв изменяется в зависимости от температуры – от 315- 320 кгс/см2 при 20 ºС до 70-80 кгс/см2 при 600 ºС.
Высокая теплостойкость асбеста предопределяет его применение на автомобилях в качестве уплотнительных материалов, работающих при повышенных температурах и давлениях 50-60 кгс/см2 (например, прокладки на глушителях, элементы фрикционных соединений и т. п.). При использовании асбеста в качестве прокладок для головки цилиндров его заключают в медную или стальную оболочку (фольгу), чтобы исключить непосредственное соприкосновение асбеста с горячими газами. Повреждение этой оболочки приводит к контакту с горячими газами, потере ими конституционной воды и быстрому разрушению.
Асбостальные листы (ГОСТ 12856-84) выпускаются пяти марок: ЛА-1, ЛА-1А, ЛА-2, ЛА-ЗА, ЛА-ЗБ, размеры которых: длина 215-875 мм, ширина 500, толщина 1,4-1,75 мм.
Для различного вспомогательного оборудования используются асбестовый картон, асбестовые ткани (ГОСТ 6107-78), асбестовые шнуры и нити (ГОСТ 1779-83), асбестовые ленты (ГОСТ 14256-78), паронит, а также измельченный асбест для теплоизоляционных работ.
Асбестовый картон (ГОСТ 2850-80) на основе хризотилового асбеста выпускается следующих марок:
КАОН-1, КАОН-2 – картон асбестовый общего назначения; КАП – картон асбестовый прокладочный.
Картон марки КАП применяют в качестве мягкого сердечника в комбинированном уплотнении для стыков: «головка блока – блок цилиндров» карбюраторных и дизельных двигателей с максимальным давлением в камерах сгорания до 7МПа (70 кгс/см2);»головка блока – выпускной коллектор» карбюраторных и дизельных двигателей.
Паронит представляет собой прокладочный листовой материал из вальцованного асбеста с каучуковым связующим и минеральными наполнителями. Примерный состав: асбест 60-75%, каучук с серой 12-13% и остальное минеральные наполнители (глина, полевой шпат, тальк и т. п.). Паронит по ГОСТ 481-80 выпускают следующих марок: ПОН, ПОН-1, ПМБ, ПМБ-1, ПК, ПЭ.
Параметр шероховатости уплотняемых поверхностей по ГОСТ 2789- 73 должен быть не более 40 мкм (Rz).
При изготовлении прокладок более 1500 мм допускается стыковка паронита в «ласточкин хвост» или внахлестку. Для склеивания применяют клей 88Н. Склеенные части выдерживают в течение 2 ч под давлением 0,5 МПа при (20±5) ºС.
Пробковые материалы изготовляют прессованием коры пробкового дуба и применяют для уплотнения соединений, работающих при небольшом напряжении в среде воды или нефтепродуктов: крышек клапанной коробки двигателей, стаканов фильтра топливного насоса, фильтра вентиляции картера двигателя, крышек коромысел и т. п., а также в качестве набивки сальников игольчатого типа.
Войлочные материалы. Войлок представляет собой листовой материал, изготовленный из волокон шерсти. Технический войлок подразделяется на тонкошерстный (ГОСТ 288-72), полугрубошерстный (ГОСТ 6308-71) и грубошерстный (ГОСТ 6418-81). Войлок – пористый материал, в котором воздушные поры составляют не менее 75% объема. Плотность войлока колеблется от 200 до 430 кг/м3. Войлок обладает высокими тепло-, звукоизолирующими и амортизирующими свойствами. Термическая стойкость войлока не превышает 75 ºС.
Волокна шерсти войлока разрушаются от действия грибков и моли, легко разрушаются от воздействия щелочей, но стойки против кислот.
2. Жидкие прокладки и герметизирующие составы
Среди многочисленных вариантов уплотнений в современных машинах большое распространение получили уплотнения фланцевых соединений с помощью твердых прокладок из картона, паронита и других полимерных материалов. К числу недостатков таких соединений относятся: необходимость создания определенного давления на прокладку, так как в процессе возникновения остаточных деформаций в прокладке нарушается герметичность стыка; при длительной работе (или хранении) происходит старение прокладочных материалов, что ведет также к нарушению герметичности соединения, необходимости точной пригонки контактирующих поверхностей (коробление и перекосы недопустимы), а также строгой последовательности в затяжке резьбовых соединений при создании давления на прокладку. Все это снижает надежность фланцевого соединения и агрегата в целом.
Новым направлением в области герметизации соединений является применение вязкотекучих материалов для уплотнения фланцевых стыков, которые получили наименование жидких прокладок. Они подразделяются на высыхающие, невысыхающие и вулканизующиеся (отверждаемые). Свободно меняя форму при наложении усилия, они хорошо заполняют микро- и макронеровности поверхности деталей и создают высокую степень герметичности соединений; наличие адгезии между материалом жидкой прокладки и деталью повышает надежность герметизации соединения. По своей сущности жидкая прокладка, как правило, представляет полимерную (олигомерную или эластомерную) композицию.
Герметики невысыхающего типа при наличии давления рабочей среды способны уплотнять соединения с незначительной шероховатостью поверхностей деталей без перекосов и неровностей с зазорами до 0,08-0,1 мм и сохранять в процессе эксплуатации пластичное или пластоэластичное состояние. Основными их недостатками являются отсутствие упругих свойств материала и появление в связи с этим трудностей надежного уплотнения соединений с изменяющимся в процессе эксплуатации зазором, что типично для агрегатов автомобилей. К ним относятся материалы на основе высоко- и низкомолекуляркого полиизобутилена, бутилкаучука, этиленпропиленового каучука и высокомолекулярного тиокола.
Герметики полувысыхающего и высыхающего типов после нанесения на поверхность и испарения растворителя образуют упругую резиноподобную пленку. Основными недостатками герметиков является длительность испарения растворителя и обратимость процесса, что обусловливает непостоянство их физико-механических свойств и снижение качества герметизации. К высыхающим герметикам относят материалы на основе бутадиен-нитрильного каучука и эластопластов.
Герметики У-ЗОМ и УТ-31 вулканизуют при температурах ниже 15 ºС (до 0 ºС), однако жизнеспособность и время вулканизации в этом случае увеличивается в 2-2,5 раза при уменьшении температуры на каждые 10 ºС.
Герметики У-ЗОМ и УТ-31 не обладают достаточной адгезионной прочностью при креплении их к металлам, стеклу, бетону и другим материалам и требуют клеевого подслоя:
Перед нанесением подслоев и герметиков поверхность, подлежащую герметизации, тщательно очищают от пыли, грязи, стружек и другого сора с помощью волосяных щеток или тканевых салфеток.
Для удаления влаги, следов минеральных масел, а также жировых пятен и других загрязнений на металле, дереве, бетоне поверхность, подлежащую герметизации, обезжиривают тканью, смоченной в бензине по ГОСТ 443-76, и тот час же протирают сухой ветошью насухо. Затем в таком же порядке производят вторичное обезжиривание. Допускается проводить обезжиривание по ГОСТ 21981-76.
3. Изоляционные материалы
При ремонте автомобильного электрооборудования применяют различные электроизоляционные лаки, слюду, миканит, изоляционную ленту и бумагу, лакоткани, а также различные пластмассы (текстолит электротехнический, гетинакс электротехнический и др.), резину и прессшпан.
Слюда является алюмосиликатным прозрачным минералом, способным к расщеплению на тонкие гибкие пластины.
Миканит подразделяется на коллекторный, формовочный, прокладочный, гибкий, жароупорный и микаленту.
Микалента (ГОСТ 4268-75) применяется в электрических машинах и аппаратах в качестве электроизоляционного материала. Микалента изготавливается типов 51, 52, 53, 54, 55, 56 и 57 по ГОСТ 25045-81 толщиной 0,08-0,17 мм.
Изоляционная лента (ГОСТ 2162-78) представляет собой миткаль, пропитанный с одной или двух сторон мягкой сырой резиновой смесью.
Липкая изоляционная лента (ТУ МХП 1898-55) представляет собой поливинилхлоридньй пленочный пластикат, покрытый слоем перхлорвинилового клея. Электроизоляционный картон (ГОСТ 2824-76) выпускается марок: ЭВС, ЭВП, ЭВТ, ЭВ и ЭВА, из которых для ремонта автомобильного электрооборудования используется ЭВС. Он изготовляется в листах толщиной от 0,2 до 0,4 мм.
Плотность картона 1200-1250 кг/м3, влажность не более 10%, предел прочности при разрыве 10-13 кгс/см2 и электрическая прочность 10- 12 кВ/мм. Марка ЭВА применяется для производства автотранспортного оборудования.
Электроизоляционные лакоткани изготавливают из хлопчатобумажных, шелковых, капроновых и стеклянных тканей, пропитываемых электроизоляционными лаками. Выпускаются в виде рулонов шириной 690-990 мм. Толщина лакотканей: хлопчатобумажных 0,15-0,30 мм; шелковых – 0,04-0,15; капроновых 0,10-0,15 (ГОСТ 2214-78) и стеклянных 0,05-0,24 мм (ГОСТ 10156-78).
Пробивное напряжение для хлопчатобумажных тканей 6-10 кВ в зависимости от их толщины, шелковых 0,4-0,3, капроновых 5-9,8 и стеклянных 0,8-10,8 кВ.