Введение 4
Глава 1 Аналитический обзор 8
1.1 Суть проблемы 8
1.2 Анализ причин дефектов 9
1.3 Литературный обзор 11
1.3.1 Основные понятия, свойства и классификация полимеров 11
1.3.2 Каучуки и резины: свойства, состав и область применения 12
1.3.3 Аналитический обзор резин для сальников автомобилей 14
1.3.4 Обзор по акрилатным резинам 15
1.3.5 Обзор по гидрированным нитрильным резинам 19
1.3.6 Обзор фторрезинам перекисной вулканизации 20
Глава 2 Требования, методы испытаний, оборудование 26
2.1 Технические требования для сальников КП 26
2.1.1 Описание работы узла 26
2.1.2 Технические условия к сальникам 27
2.1.3 Требования чертежа и конструкция 30
2.1.4 Требования к резинам 32
2.1.5 Требования к трансмиссионным маслам 34
2.1.6 Специальные требования к резинам ACM и FKM 35
2.2 Методы испытаний и оборудование 39
2.2.1 Подготовка образцов для испытаний 40
2.2.2 Определение упругопрочностных свойств резин 41
2.2.3 Определение твердости 43
2.2.4 Определение стойкости к термическому старению 45
2.2.5 Определение стойкости к воздействию жидких сред 47
2.2.5.1 Испытание методом погружения 48
2.2.5.2 Испытание методом воздействия паров жидкости 51
2.2.6 Определение стойкости к старению при деформации сжатия .... 53
2.2.7 Испытание на износостойкость 55
2.2.8 Исследование состава методом ИК-спектроскопии 58
2.3 Техника безопасности при работе с оборудованием 60
2.3.1 Техника безопасности при работе с гидравлическим прессом ... 60
2.3.2 Техника безопасности при работе на разрывной машине 61
2.3.3 Техника безопасности при работе с твердомером 62
2.3.4 Техника безопасности при работе с термошкафом 62
Глава 3 Проведение испытаний, результаты и выводы 64
3.1 Испытания марки резины на основе акрилатного каучука 64
3.2 Испытания марки резины на основе фторкаучука 69
Заключение 74
Список используемых источников 77
Приложение А
Отчет испытаний сальника 2110-1701043 фирмы «Фройденберг» 81

Купить

В настоящее время существует огромное разнообразие полимерных материалов. Одним из первых полимеров, созданным человеком на основе природных материалов (каучука), стала резина, имеющая разнообразную сферу применения. Большое значение для автомобилей имеют многочисленные резинотехнические изделия - это ремни, шланги, чехлы, уплотнители, колпачки, сальники и прочие, от качества которых зависит работа автомобиля. Надежность и долговечность автомобиля, комфорт и безопасность движения не могут быть обеспечены без применения полимерных материалов - пластмасс, резин, клеев, красок и др.
Особые требования предъявляются материалам, применяемым для изготовления изделий, обеспечивающих герметичность узлов, применяемых для уплотнения валов в статике и динамике, для разделения сред без потерь и без проникновения одной среды в другую. Такими деталями являются сальникам автомобилей.
В связи с часто встречающимся дефектом по «течи сальников» долгое время идет поиск новых материалов, усовершенствование конструкции для получения надежных, герметичных сальников с высокой стойкостью к воздействиям агрессивных сред и повышенных температур работы узла. Каждый сальник проходит длинный и сложный путь отработки конструкции, подбора пригодного полимера (резиновой смеси), стендовых и ходовых испытаний.
Для изготовления уплотнительных изделий подбирают резины, исходя из места установки детали, температуры эксплуатации и рабочей среды (смазки, масла, охлаждающая жидкость и др.). Для оценки качества резин на соответствие техническим требованиям проводят лабораторные испытания по механическим показателям и по стойкости к агрессивным средам при температуре работы узла, в котором установлено изделие. Если резина окажется не соответствующей техническим требованиям, в дальнейшем деталь из неё может потерять работоспособность.
Актуальность проведения работы заключается в анализе и выявлении причин «течевых» дефектов сальников, подборе и разработке перспективного материала для сальников узлов трансмиссии автомобиля.
Объектом исследования является сальник 2110-1701043 первичного вала коробки передач для автомобиля LADA.
Предметом исследования является материал эластомерной части детали «сальник первичного вала коробки передач».
Цель работы - снизить количество дефектов «течь сальника» КПП за счет подбора перспективных резин, обладающих высокой тепло-, масло-, износостойкостью, удовлетворяющих требованиям технических условий и специальным разработанным требованиям PTR.
Решаемые задачи;
1. Проведение исследований причин возникновения дефекта: FMEA- анализ конструкции сальника КП. Определение свойств используемых эластомеров путем испытаний образцов резин, используемых для сальников узлов трансмиссии, сбор данных.
2. Разработка специальных требований PTR к резинам на основе акрилатного и фторкаучуков.
3. Подбор альтернативного материала (резины), проведение испытаний и решение о возможности применения в условиях серийного производства.
Научная новизна исследования заключается в разработке альтернативных материалов взамен используемых, с целью улучшения качества эластомеров и снижения дефектов сальников узлов трансмиссии.
Практическая значимость.
- Установлено, что сальники первичного вала коробки передач имеют самое большое количество дефектов «течь» в гарантийный период эксплуатации автомобиля.
- Установлено, что сальники КП производят два поставщика:
ОАО «Балаковорезинотехника» (БРТ) из акрилатной марки резины 2801 на основе каучука «Akron-740» и ЗАО «Резинотехника» (РТ) из марки К70-801 на основе хлорсульфированного полиэтилена. Сальники из этих материалов имеют высокий износ рабочей кромки и недостаточную теплостойкость и маслостойкость.
- Для улучшения качества новых материалов были разработаны и утверждены нормативные документы: PTR (Preliminary Technical Requirement - предварительные технические требования) для резин на основе акрилатных и фтористых каучуков, а также ТТ (технические требования) на марку резины для сальников КП производства ЗАО «Резинотехника».
- С целью набора данных и определения наиболее перспективного материала для изготовления сальников КП проведены испытания двух марок резин: 2801-522V на основе полиакрилатного каучука «Noxtite PA-522V» фирмы «Unimatec», К70-406 на основе фторкаучука «Viton B651C» фирмы «Du Pont».
Результаты работы опубликованы в сборнике научно-практической конференции «Студенческие Дни науки в ТГУ - 2021»: Панкрашкина Н.С. Улучшенный материал сальников коробок передач полноприводных автомобилей LADA // сборник тезисов научно-практической конференции «Студенческие дни науки в ТГУ», Тольятти, 05 апреля - 30 апреля 2021 года: Изд-во ТГУ, 2021. С.582-585. По итогам конференции, в направлении «Машиностроение» работа заняла 1 место.
Этапы выполнения работы:
- Сформировать подробный анализ возможных причин дефекта «течь сальника первичного вала КП».
- Провести аналитический обзор по полимерам, эластомерам. Проанализировать особенности применения разных видов каучуков для изготовления резин, их сравнительные характеристики, свойства и область применения.
- Подобрать методы испытаний, оборудование для организации и проведения комплексных исследований.
- Разработать специальные технические требования к перспективным резинам сальников трансмиссии используя имеющиеся технические требования к деталям (сальникам) и работе узла в целом.
- Провести комплекс лабораторных испытаний резин на соответствие требований НД.
- Провести сравнительный анализ свойств резин для сальников КП серийного производства и перспективных марок.
- Провести стендовые и дорожные испытания опытных сальников КП из предложенных перспективных марок резин.
- Проанализировать полученные результаты и сделать выводы о целесообразности применения предложенных материалов.
Личный вклад автора:
Заключается в подготовке подробного FMEA-анализа по конструкции сальника КП, аналитического обзора по применению материалов, проведению лабораторных испытаний применяемых и альтернативных марок резин, разработке специальных технических требований к резинам для узлов трансмиссии, организации комплекса испытаний деталей (сальников КП) на стендах и автомобилях, участие в обсуждении результатов исследований с предприятиями-изготовителями, выдача заключений по исследованию перспективных марок материалов, участие в научно -практических конференциях АО «АВТОВАЗ» с работами по результатам проведенных исследований.
Структура и объём работы:
Магистерская диссертация представлена на 80 страницах, включает 25 рисунков и 9 таблиц, содержит 37 источников литературы и 1 приложение. В состав работы входит введение, три главы, заключение, список источников и одно приложение.

Купить