Комплексное исследование полимерных материалов экстерьера кузова
|
Введение 4
1 Аналитический обзор 6
1.1 Полимерные эластомерные материалы для деталей экстерьера 6
1.1.1 Бутадиен-стирольные каучуки 7
1.1.2 Изопреновые каучуки 8
1.1.3 Этиленпропиленовые каучуки 9
1.1.4 Термопластичные вулканизаты 10
1.1.5 Стабилизаторы 10
1.2 Уплотнительные детали экстерьера автомобиля 15
1.2.1 Способы изготовления и виды уплотнителей 15
1.2.2 Дефекты и причины возникновения 16
1.3 Методы лабораторных испытаний эластомеров и деталей для экстерьера 18
1.3.1 Обзор требований и методов 18
1.3.2 Лабораторные методы механических испытаний 20
1.3.3 Лабораторные испытания на стойкость к старению 21
2 Методики для проведения экспериментов 28
2.1 Метод определения усилия сжатия 28
2.1.1 Испытания уплотнителей с трубчатой частью 28
2.1.2 Испытания уплотнителей с плоским профилем 34
2.1.4 Испытательное оборудование для метода испытания на сжатие 35
2.2 Метод определения устойчивости к пятнообразованию 37
2.2.1 Испытания эластомеров и деталей 37
2.2.3 Испытательное оборудование для методов старения 42
3 Результаты испытаний 48
3.1 Испытания эластомеров 48
3.2 Испытания деталей 56
4. Техника безопасности при проведении испытаний 69
4.1 Правила работы на испытательной машине 69
4.2 Правила работы с термокамерой или термошкафом 71
4.3 Правила работы с установкой УФ-излучения 72
4.4 Правила работы с озонной камерой 73
Заключение 75
Список используемых источников 77
1 Аналитический обзор 6
1.1 Полимерные эластомерные материалы для деталей экстерьера 6
1.1.1 Бутадиен-стирольные каучуки 7
1.1.2 Изопреновые каучуки 8
1.1.3 Этиленпропиленовые каучуки 9
1.1.4 Термопластичные вулканизаты 10
1.1.5 Стабилизаторы 10
1.2 Уплотнительные детали экстерьера автомобиля 15
1.2.1 Способы изготовления и виды уплотнителей 15
1.2.2 Дефекты и причины возникновения 16
1.3 Методы лабораторных испытаний эластомеров и деталей для экстерьера 18
1.3.1 Обзор требований и методов 18
1.3.2 Лабораторные методы механических испытаний 20
1.3.3 Лабораторные испытания на стойкость к старению 21
2 Методики для проведения экспериментов 28
2.1 Метод определения усилия сжатия 28
2.1.1 Испытания уплотнителей с трубчатой частью 28
2.1.2 Испытания уплотнителей с плоским профилем 34
2.1.4 Испытательное оборудование для метода испытания на сжатие 35
2.2 Метод определения устойчивости к пятнообразованию 37
2.2.1 Испытания эластомеров и деталей 37
2.2.3 Испытательное оборудование для методов старения 42
3 Результаты испытаний 48
3.1 Испытания эластомеров 48
3.2 Испытания деталей 56
4. Техника безопасности при проведении испытаний 69
4.1 Правила работы на испытательной машине 69
4.2 Правила работы с термокамерой или термошкафом 71
4.3 Правила работы с установкой УФ-излучения 72
4.4 Правила работы с озонной камерой 73
Заключение 75
Список используемых источников 77
В настоящее время в мировой практике расширяется применение полимерных материалов для изготовления изделий различного функционального назначения. Эластомерные материалы - особый класс конструкционных полимерных материалов. Наиболее известным и распространенным видом эластомерных материалов является резина. Также в настоящее время широко применяются термоэластопласты.
Автомобильная промышленность не исключение - для наружных деталей кузова широко применяются эластомерные полимерные материалы. Например, уплотнители стекол и дверей, окантовки и сточные желоба, защитные трубки проводов изготавливают из резин и термоэластопластов.
Актуальность темы исследования. В настоящее время автомобиль прочно вошел в нашу жизнь. Уплотнители стекол, дверей, багажника, являются важными элементами экстерьера кузова, их масса на одном автомобиле составляет порядка 50 кг, а роль их в конструкции очень важна. Они должны смягчать закрывание дверей, снижать соприкосновение металлических деталей и во время морозов предотвращать примерзание рамок дверей к проёмам, создавать герметичность кузова, предотвращая проникновение в салон влаги, пыли, грязи, газовых выхлопов, участвовать в обеспечении шумоизоляции и микроклимата в салоне. И к кузову современного легкового автомобиля наряду с надежностью предъявляются повышенные требования к комфорту и внешнему виду [1].
Климатические факторы: повышенные и пониженные температуры, их циклическое изменение, влажность, осадки, солнечное излучение и озонное воздействие, могут оказывать на полимерные материалы влияние, вызывающее различные изменения: повышение твердости, выцветание, трещины, образование липкости поверхности полимера, выступание ингредиентов в виде налета, а также окрашивание поверхностей, контактирующих с полимерами.
Проведя необходимый комплекс лабораторный исследований и испытаний, возможно оценить качество материала при подборе или его разработке, а также качество готовых образцов деталей и тем самым исключить применение изделий низкого качества для комплектации автомобиля. Существует набор стандартных методов исследований и испытаний. Однако, потребители автомобилей нередко сталкиваются с дефектами, проявляющимися в гарантийный период эксплуатации, связанными с кузовными уплотнителями. Следовательно, стандартных методов недостаточно или они требуют уточнений.
Цель работы: Уточнение стандартизованных методик исследования эластомерных материалов и деталей экстерьера кузова, разработка и установление более четких критериев оценки свойств при одобрении этих материалов и изделий, для повышения методологической достоверности получаемых результатов.
Задачи:
1. Провести информационный поиск и анализ научной литературы и технической документации по проблеме исследования.
2. Изучить имеющиеся методы исследования и оценить их эффективность.
3. Провести уточнение методик и разработать дополнительные критерии оценки результатов исследования.
4. Провести экспериментальные исследования.
Автомобильная промышленность не исключение - для наружных деталей кузова широко применяются эластомерные полимерные материалы. Например, уплотнители стекол и дверей, окантовки и сточные желоба, защитные трубки проводов изготавливают из резин и термоэластопластов.
Актуальность темы исследования. В настоящее время автомобиль прочно вошел в нашу жизнь. Уплотнители стекол, дверей, багажника, являются важными элементами экстерьера кузова, их масса на одном автомобиле составляет порядка 50 кг, а роль их в конструкции очень важна. Они должны смягчать закрывание дверей, снижать соприкосновение металлических деталей и во время морозов предотвращать примерзание рамок дверей к проёмам, создавать герметичность кузова, предотвращая проникновение в салон влаги, пыли, грязи, газовых выхлопов, участвовать в обеспечении шумоизоляции и микроклимата в салоне. И к кузову современного легкового автомобиля наряду с надежностью предъявляются повышенные требования к комфорту и внешнему виду [1].
Климатические факторы: повышенные и пониженные температуры, их циклическое изменение, влажность, осадки, солнечное излучение и озонное воздействие, могут оказывать на полимерные материалы влияние, вызывающее различные изменения: повышение твердости, выцветание, трещины, образование липкости поверхности полимера, выступание ингредиентов в виде налета, а также окрашивание поверхностей, контактирующих с полимерами.
Проведя необходимый комплекс лабораторный исследований и испытаний, возможно оценить качество материала при подборе или его разработке, а также качество готовых образцов деталей и тем самым исключить применение изделий низкого качества для комплектации автомобиля. Существует набор стандартных методов исследований и испытаний. Однако, потребители автомобилей нередко сталкиваются с дефектами, проявляющимися в гарантийный период эксплуатации, связанными с кузовными уплотнителями. Следовательно, стандартных методов недостаточно или они требуют уточнений.
Цель работы: Уточнение стандартизованных методик исследования эластомерных материалов и деталей экстерьера кузова, разработка и установление более четких критериев оценки свойств при одобрении этих материалов и изделий, для повышения методологической достоверности получаемых результатов.
Задачи:
1. Провести информационный поиск и анализ научной литературы и технической документации по проблеме исследования.
2. Изучить имеющиеся методы исследования и оценить их эффективность.
3. Провести уточнение методик и разработать дополнительные критерии оценки результатов исследования.
4. Провести экспериментальные исследования.
В ходе работы был произведен информационный поиск и изучение существующих способов лабораторных испытаний изделий из эластомеров для экстерьера автомобиля на эксплуатационные свойства, произведено ознакомление с методами исследования и с необходимым оборудованием. Рассмотренные источники описывают особенности полимерных материалов, применяемых для изготовления деталей экстерьера и методов их исследования Рассмотрены два метода испытаний, который имеют некоторые недостатки. По этой причине предложено внести уточнения в методики выполнения этих методов. Методы позволяют оперативно определить усилие сжатия рабочей части уплотнителя и устойчивость к пятнообразованию при ускоренном старении.
В отчете представлены результаты испытаний эластомеров на основе стирольного, комбинации изопренового с этиленпропиленовым, и этиленпропиленового каучука и два вида деталей экстерьера автомобиля на соответствие требованиям технических условий стандартными методами и по опытным методикам.
Предлагаемая методика исследования эластомерных уплотнителей на сжатие позволяет определить эластичность профильных элементов уплотнения стёкол, дверей, дверей задка и крышек багажника на всем диапазоне возрастающей нагрузки и дает возможность уловить зоны «провалов», когда упругость внезапно падает или напротив резко возрастает, в отличие от метода сжатия при фиксированной величине сжатия на одну заданную величину. Такой метод позволит выявить нестабильность техпроцесса экструзии профильных изделий, колебания в размерах с целью доработки.
При испытании эластомеров на пятнообразование введение количественных критериев оценки цвета пятна по серой шкале позволит исключить субъективность оценки. В отличие от описательного характера численный способ выражения в баллах по серой шкале позволит проводить статистическую обработку данных, что может быть применено изготовителем материала при отработке рецептуры резиновой смеси и производстве деталей, и потребителем для приемочной оценки качества партий изделий или при возникновении дефекта, работе по его устранению и предъявления изготовителю.
Рассмотренные методики с предлагаемыми уточнениями в комплексе со стандартными методами исследований могут быть применены при отработке рецептуры компаундов, а также при испытании готовых изделий. Они могут использоваться в лабораториях производителя и потребителя для проведения параллельных, сличительных испытаний, а также для исследовательских работ.
Это в последующем дает возможность исключить к установке на автомобиль изделия низкого качества, не соответствующего требованиям потребителя.
В отчете представлены результаты испытаний эластомеров на основе стирольного, комбинации изопренового с этиленпропиленовым, и этиленпропиленового каучука и два вида деталей экстерьера автомобиля на соответствие требованиям технических условий стандартными методами и по опытным методикам.
Предлагаемая методика исследования эластомерных уплотнителей на сжатие позволяет определить эластичность профильных элементов уплотнения стёкол, дверей, дверей задка и крышек багажника на всем диапазоне возрастающей нагрузки и дает возможность уловить зоны «провалов», когда упругость внезапно падает или напротив резко возрастает, в отличие от метода сжатия при фиксированной величине сжатия на одну заданную величину. Такой метод позволит выявить нестабильность техпроцесса экструзии профильных изделий, колебания в размерах с целью доработки.
При испытании эластомеров на пятнообразование введение количественных критериев оценки цвета пятна по серой шкале позволит исключить субъективность оценки. В отличие от описательного характера численный способ выражения в баллах по серой шкале позволит проводить статистическую обработку данных, что может быть применено изготовителем материала при отработке рецептуры резиновой смеси и производстве деталей, и потребителем для приемочной оценки качества партий изделий или при возникновении дефекта, работе по его устранению и предъявления изготовителю.
Рассмотренные методики с предлагаемыми уточнениями в комплексе со стандартными методами исследований могут быть применены при отработке рецептуры компаундов, а также при испытании готовых изделий. Они могут использоваться в лабораториях производителя и потребителя для проведения параллельных, сличительных испытаний, а также для исследовательских работ.
Это в последующем дает возможность исключить к установке на автомобиль изделия низкого качества, не соответствующего требованиям потребителя.
Подобные работы
- ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ЖЕСТКОГО ПЕНОПОЛИУРЕТАНА СО СТЕКЛОНАПОЛНИТЕЛЕМ, ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДОМ LONG FIBER INJECTION MOULDING
Дипломные работы, ВКР, технология конструкционных материалов. Язык работы: Русский. Цена: 6500 р. Год сдачи: 2019