3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A...

13
18 3.3.3. Ragasztott kötések A ragasztott kötéseket azonos, vagy különböző anyagok, fémek és nemfémek kötésére használjuk. Előnyei: Sokoldalúan használható: fém-, műanyag, kerámia, bőr, fa, üveg azaz szinte minden technikai felhasználású anyag kötéséhez, ezek bármelyikének bármelyikhez való kötésére. Nem károsítja a kötés környezetében lévő anyagot, nincs átmeneti zóna, mint a hegesztett kötéseknél. Kevés tömeget és helyet igényel bármilyen vastagságkülönbség megengedhető az összekötendő elemek között. Tömítettséget, korrózióállóságot biztosít. Rezgéscsillapító hatású. Nem kell a kötési felülethez hozzáférni mint ívhegesztésnél. Nem kell a lemezeket előfúrni mint szegecselésnél, ezáltal feszültséggyűjtő hatást okozva a lemezekben. Kombinálni lehet más kötésekkel, azok hatásosságát növelni. Pl. ponthegesztéssel, szegecskötéssel kombinált ragasztott kötések. Nagy kötési felület valósítható meg. Hátrányai: Elkészítési idő nagy, meg kell várni a ragasztóanyagban lezajló kémiai folyamatok befejeződését. Ez esetenként akár 24 órát is tarthat. A felület előkészítésére nagyobb munkát kell ráfordítani, mint hegesztésnél. Esetenként ragasztó prések, fűtőelemek szükségesek. Érzékeny a nagy hőmérsékletre. Jóval kisebb a szilárdság, mint a hegesztett kötésnél, ezért főleg átlapolt kötés használható. Öregedésre hajlamos, érzékeny az ultraviola sugárzásra, a levegő oxidációjára. Egészségre ártalmas, környezetszennyező anyagok keletkezhetnek a gyártáskor, felhasználáskor és a termék megsemmisítésekor. A ragasztott kötések megvalósításakor szinte azonos felület előkészítési technológiát kell alkalmazni, mint a forrasztott kötéseknél. A felületekről az oxidokat, szulfidokat egyéb szennyeződéseket drótkefével, csiszolóvászonnal vagy hűtőfolyadék nélküli forgácsolással el kell távolítani. A felületet gondosan zsírtalanítani kell. Szerves oldószer, triklór-etilénnel, aceton a leggyakrabban használt anyag. Ezek tűzveszélyesek és egészségre ártalmasak. A zsírtalanított felületekről az oldószer maradványokat desztillált vízzel le kell mosni és a felületeket gondosan meg kell szárítani. A kötés minősége akkor lesz a legjobb, ha a felület előkészítés és a ragasztóanyag felvitele között minél kevesebb idő telik el. A ragasztó anyagok széles választéka áll rendelkezésre a kereskedelmi forgalomban. A jelenlegi választék két nagy csoportba sorolható: - Fizikai hatással kötő ragasztók - Kémiai hatással kötő ragasztók (reaktív ragasztók) A fizikai hatással működő ragasztóknál a ragasztóréteg az anyagban lévő oldószer elpárologása útján keményedik ki eredeti folyadék-, vagy zselatin szerű állapotából. A hőre lágyuló ragasztóréteg terhelés alatt kúszási tulajdonságot mutat. Ebből az anyagból rugalmas, jó ragasztóréteg alakul ki, mintegy 2 m N/mm 10 5 = τ nyírószilárdsággal. A csoportba sorolt ragasztók tovább osztályozhatók: - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be kell kenni ragasztóval, hagyni kipárologni, majd rövid ideig össze kell nyomni. - olvasztott ragasztók, amelyeket megolvadt állapotban (általában 150-190Cº-on) kell felvinni. Megszilárdulás előtt az alkatrészeket össze kell illeszteni. - plastisolok, amelyeknél nincs oldószer, pasztaszerű állapotban visszük fel, és 150- 200Cº hatására keményednek meg. Ezek főleg finomra őrölt PVC bázisúak lágyítószerbe feloldva. Képesek olajat és zsírt felvenni.

Transcript of 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A...

Page 1: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

18

3.3.3. Ragasztott kötések A ragasztott kötéseket azonos, vagy különböző anyagok, fémek és nemfémek kötésére használjuk.

Előnyei: Sokoldalúan használható: fém-, műanyag, kerámia, bőr, fa, üveg azaz szinte minden technikai felhasználású anyag kötéséhez, ezek bármelyikének bármelyikhez való kötésére. Nem károsítja a kötés környezetében lévő anyagot, nincs átmeneti zóna, mint a hegesztett kötéseknél. Kevés tömeget és helyet igényel bármilyen vastagságkülönbség megengedhető az összekötendő elemek között. Tömítettséget, korrózióállóságot biztosít. Rezgéscsillapító hatású. Nem kell a kötési felülethez hozzáférni mint ívhegesztésnél. Nem kell a lemezeket előfúrni mint szegecselésnél, ezáltal feszültséggyűjtő hatást okozva a lemezekben. Kombinálni lehet más kötésekkel, azok hatásosságát növelni. Pl. ponthegesztéssel, szegecskötéssel kombinált ragasztott kötések. Nagy kötési felület valósítható meg.

Hátrányai: Elkészítési idő nagy, meg kell várni a ragasztóanyagban lezajló kémiai folyamatok befejeződését. Ez esetenként akár 24 órát is tarthat. A felület előkészítésére nagyobb munkát kell ráfordítani, mint hegesztésnél. Esetenként ragasztó prések, fűtőelemek szükségesek. Érzékeny a nagy hőmérsékletre. Jóval kisebb a szilárdság, mint a hegesztett kötésnél, ezért főleg átlapolt kötés használható. Öregedésre hajlamos, érzékeny az ultraviola sugárzásra, a levegő oxidációjára. Egészségre ártalmas, környezetszennyező anyagok keletkezhetnek a gyártáskor, felhasználáskor és a termék megsemmisítésekor.

A ragasztott kötések megvalósításakor szinte azonos felület előkészítési technológiát kell alkalmazni, mint a forrasztott kötéseknél.

A felületekről az oxidokat, szulfidokat egyéb szennyeződéseket drótkefével, csiszolóvászonnal vagy hűtőfolyadék nélküli forgácsolással el kell távolítani. A felületet gondosan zsírtalanítani kell. Szerves oldószer, triklór-etilénnel, aceton a leggyakrabban használt anyag. Ezek tűzveszélyesek és egészségre ártalmasak. A zsírtalanított felületekről az oldószer maradványokat desztillált vízzel le kell mosni és a felületeket gondosan meg kell szárítani. A kötés minősége akkor lesz a legjobb, ha a felület előkészítés és a ragasztóanyag felvitele között minél kevesebb idő telik el.

A ragasztó anyagok széles választéka áll rendelkezésre a kereskedelmi forgalomban. A jelenlegi választék két nagy csoportba sorolható:

- Fizikai hatással kötő ragasztók - Kémiai hatással kötő ragasztók (reaktív ragasztók)

A fizikai hatással működő ragasztóknál a ragasztóréteg az anyagban lévő oldószer elpárologása útján keményedik ki eredeti folyadék-, vagy zselatin szerű állapotából. A hőre lágyuló ragasztóréteg terhelés alatt kúszási tulajdonságot mutat. Ebből az anyagból rugalmas, jó ragasztóréteg alakul ki, mintegy

2m N/mm 105 −=τ nyírószilárdsággal.

A csoportba sorolt ragasztók tovább osztályozhatók:

- kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be kell kenni ragasztóval, hagyni kipárologni, majd rövid ideig össze kell nyomni.

- olvasztott ragasztók, amelyeket megolvadt állapotban (általában 150-190Cº-on) kell felvinni. Megszilárdulás előtt az alkatrészeket össze kell illeszteni.

- plastisolok, amelyeknél nincs oldószer, pasztaszerű állapotban visszük fel, és 150-200Cº hatására keményednek meg. Ezek főleg finomra őrölt PVC bázisúak lágyítószerbe feloldva. Képesek olajat és zsírt felvenni.

Page 2: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

19

A kémiai hatással működő ragasztók kismolekulájú vegyületekből állnak és a kötés alatt nagy molekulájú vegyületekké alakulnak a ragasztó rétegben, vagyis egy térhálósodás útján keményednek ki. Létezik folyadék, paszta és film állapotú anyag, amely katalizátor, hőmérséklet növelés, levegő nedvességtartalma vagy oxigén elvonás hatására térhálósodik. A katalizátor egy idegen anyag, amely meggyorsítja a kémiai reakciót.

A reakció típusától függően megkülönböztetünk:

- polimer ragasztóanyagokat, amelyeknél a kismolekulák összekapcsolódva alkotják a nagymolekulákat,

- poliaddiciós ragasztóanyagokat, amelyeknél két különböző kevert anyag molekulái egyesülnek,

- polikondenzációs ragasztóanyagok, amelyek molekulái leszakadt kilépő kismolekulák hatására egyesülnek nagy molekulákká. Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

A reaktív ragasztók megkülönbözethetők aszerint is, hogy egy- vagy kétkomponensű ragasztók-e. Kétkomponensű ragasztóknál vagy két műanyag paszta, amelyet felhasználás előtt össze kell keverni, vagy pedig egy műanyag paszta és egy kis mennyiségű anyag, a katalizátor, vagy németül Härter (ejtsd:herter) képezi a két komponenst. A megfelelő szilárdság eléréséhez a ragasztóanyagok szavatossági idejét gondosan nyilván kell tartani, mert az időben fel nem használt ragasztó már nem képes térhálósodni. Ugyancsak figyelemmel kell lenni a pontos adagolásra kétkomponensű ragasztóanyagok esetén. A két komponens gondos buborékmentes összekeveréséről is gondoskodni kell.

A reaktív ragasztók a keményedés hőfoka szerint két csoportba sorolhatók:

- melegen keményedő, - hidegen keményedő

kötések. Itt a múlt idő használata is indokolt lehet, mert vannak ragasztóanyagok, amelyekkel mindkét módon képezhető térhálósodott ragasztóréteg.

A gyakorlati felhasználás és szilárdsági jellemzők alapján a ragasztott kötéseket három csoportba soroljuk:

- kisszilárdságú kötések, nyírószilárdság : 2m N/mm 5≤τ . Terület: vízzel nem

érintkező zárt terek, finommechanika, bútoripar.

- közepes szilárdságú kötések: 2m N/mm 105 −=τ . Gépgyártás és járműipar területére

jellemző.

- nagyszilárdságú ragasztott kötések: 2m N/mm 10≥τ . Közvetlen érintkezés vízzel,

kenőolajjal, oldószerekkel. Terület: járműipar, repülőgépgyártás, hajógyártás vegyipa-ri készülékek gyártása.

3.3.3.1. Konstrukciós megfontolások

A ragasztott kötések szilárdságát és tartós ellenálló képességét elsősorban a következő paraméterek befolyásolják:

- Ragasztóanyag - Szerkezeti anyag - Működési feltételek

Page 3: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

20

- Ragasztási hézag geometriája - Terhelés

A ragasztóanyag fizikai és kémiai tulajdonságai meghatározzák a ragasztott kötésekben a tapadó képességet és a belső szilárdságot. Gyakran a szerkezeti anyag fajtája és felületminősége az elsődleges szempont az optimális ragasztóanyag kiválasztásában vagy a ragasztási hézag nagyságának előírásában, de a szerkezeti elemek merevsége és mechanikai tulajdonságai is fontos kritériumai a legalkalmasabb ragasztóanyag és ragasztási technológia kiválasztásának.

A ragasztott kötés működési feltételei (hőmérséklet, vegyszerek/oldószerek, nedvesség stb.) közvetlenül befolyásolják a ragasztóanyag kiválasztását. A tartós ellenálló képesség vonatkozásában a működési feltételek és a ható erők jelentik a legfontosabb paramétereket.

A kiválasztott ragasztóanyag optimális alkalmazása szempontjából a ragasztási hézag kialakítását tekintjük a legfontosabb paraméternek. A kialakítást a ragasztóanyag korlátaihoz kell igazítani (pl. átkeményedés mélysége, hézagkitöltés stb.) és messzemenőkig optimalizálni, a ragasztott kötés számára káros terheléseket (ütő és lefejtő igénybevétel) el kell kerülni.

3.3.3.2. Ragasztott kötések tervezése

Az optimális ragasztási hézag, a ragasztott kötés elemei kialakításának célja a homogén feszült-ségeloszlás elérése. Ezen túlmenően a ragasztott kötések tervezésekor bizonyos irányvonalakat szem előtt kell tartani:

- Az ütő és lefejtő igénybevételt a lehető legkisebbre kell csökkenteni . - A ragasztási felületet a lehető legnagyobbra kell növelni . - A járulékos igénybevételeket meg kell szüntetni. - A feszültségeloszlást lehetőleg egyenletesre kell beállítani.

Az 3.3.25. ábrán a ragasztott kötések igénybevételének alapeseteit szemléltetjük. A húzó igénybevételnek kitett kötés nem kedvező, mert a ragasztóanyag általában jóval kisebb szilárdságú, mint az összeragasztott alkatrészek, ezért azok szilárdságát nem tudjuk kihasználni.

A nyíró igénybevételű kötés elején és végén feszültségcsúcs keletkezik, amely egyben a károsodás kezdeti helye is. A feszültségcsúcs jellemzésére értelmeztük a terheléstorlódási tényezőt, amely

τ

τ≡α max , (3.3.62)

ahol maxτ a maximális,

τ az átlagos csúsztató feszültség, amelyet a

τ

=τAF összefüggésből kapunk; (3.3.63)

itt F a nyíróerő, Aτ a ragasztási felület nagysága. A terheléstorlódási tényező kiszámítását a 3.3.1 és 3.3.2 fejezet tartalmazza.

Amennyiben nagyon merevek az összeragasztott elemek, és a ragasztóréteg viszonylag lágy, akkor a terheléstorlódási tényező közel van az 1-hez.

Ugyancsak kicsi a terheléstorlódási tényező, ha rövid a kötés. ( A kötés hosszát az erő irányában értelmezzük.) Irányelv, hogy a kötési hossz a vékonyabbik lemez vastagságának 10..20 szorosa legyen legfeljebb. Ezt a kérdést a 3.3.1.3. fejezetben már elemeztük.

Page 4: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

21

A ragasztott kötéseknél rendkívül kedvezőtlen a lefejtő igénybevétel, amelyet mindenképpen kerülni kell. Megoldás lehet a kombinált kötés alkalmazása, ahol a feszültségcsúcs mentén szegecssort alkalmazva akadályozzuk meg a ragasztott kötés szétnyitását. A 3.3.25. ábra szerinti megoldásokkal a kötés áttervezésével szüntettük meg a szétfejtő igénybevételt. Az itt szereplő megoldásoknál jó példát látunk a konstrukcióknál alkalmazható rásegítés elvére.

Húzóigénybe-vétel

Nyíróigénybe-vétel

Nyomóigénybe-vétel

Lefejtõigénybe-vétel

Ütõigénybe-vétel

ragasztási hézag

ragasztási hézag

ragasztási hézag

ragasztási hézag

ragasztási hézag

fesz

ülts

égfe

szül

tség

fesz

ülts

égfe

szül

tség

fesz

ülts

ég

3.3.25. ábra

Leggyakoribb terhelésfajták és a feszültségeloszlásuk a kötés hossza mentén

Ragasztott kötéseknél törekedni kell a minél nagyobb ragasztási felületre. A 3.3.26. ábrán erre látunk példákat. Az ábrákon a szemléltetés miatt a ragasztóréteg vastagságát eltúloztuk. Valójában a ragasztó rétegvastagsága néhány tized milliméter.

Page 5: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

22

Helytelen megoldás Megfelelõ megoldás

Helytelen megoldás Megfelelõ megoldás

3.3.26. ábra

Megoldások a lefejtő igénybevétel megszüntetésére.

Rossz Lehetséges szerkezeti megoldások

Rossz Lehetséges szerkezeti megoldások

3.3.27. ábra

Ragasztási felületet megnövelése

Page 6: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

23

A járulékos erőkre a 3.3.28. ábrán láthatunk példát. Az egyszeres átlapolt kötés járulékos terhelő nyomatéka az ábra jelöléseivel:

( )FdsM += (3.3.64)

Ennek a nyomatéknak a hatására az átlapolt kötés az ábrán felrajzolt jellegű alakváltozást szenvedi el. A két erő hatásvonala közelebb kerül, és a (3.3.3)-nál valamivel kisebb nyomatéknál egy egyensúlyi alakra áll be. A járulékos hajlító nyomaték azért káros a ragasztott kötésre, mert húzófeszültséget ébreszt a ragasztóanyagban a kötés elején és végén, éppen ott, ahol egyébként is nagyobb a csúsztatófeszültség. Törekedni kell tehát ennek a nyomatéknak a kiküszöbölésére. Az 3.3.29. árán erre mutatunk be megoldásokat. A megoldásokat felülről lefelé javuló sorrendben rajzoltuk fel. A ferde ragasztórétegnél a vízszintessel bezárt szög 30º-ra ajánlott.

3.3.3.3. Ragasztott kötés méretezése

Ragasztott kötéseknél a kiindulási anyagjellemző egy szabványosított rövid átlapolt kötés 20 Cº laboratóriumi hőmérsékleten végzett statikus roncsolásos vizsgálatával kapott τm nyírószilárd-ság, amelyet egyszerűen a

τ

τAFm

m = (3.3.65)

képletből számítanak ki, ahol

Fm a mért nyíróerő, Aτ a nyírt felület.

A valóságos ragasztott kötések ehhez képest:

- magasabb hőmérsékleten üzemelnek, - tartós ideig terheltek, - a vizsgálati kötéshez képest eltérő hosszúságúak, vagy típusúak, - a terhelésük időben nem állandó, hanem váltakozó is lehet stb.

A ragasztott kötésben ezért a méretezéshez figyelembe vehető nyírószilárdság jóval kisebb lesz, mint az ideális laboratóriumi körülmények között mért érték.

F M F

F F

F F

FF

F F/2

F/2

3.3.28. ábra Átlapolt kötés járulékos nyomatéka

3.3.29. ábra Egyirányú kötés szerkezeti modellje

Page 7: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

24

A ragasztóanyag gyártó cégek éppen a pontosabb méretezés elősegítése céljából teherbíró ragasztóanyagaikra elvégezték a hőmérsékletállósági és tartós idejű terheléses vizsgálatokat, és gyártmánykatalógusaikban, internetes on-line adatbázisaikban megadják a méretezéshez szükséges adatokat és diagramokat, amelyek segítségével a laboratóriumi ideális nyírószilárdság a valóságos viszonyoknak megfelelően csökkenthető.

Például a. http://www.loctite.hu/wwdh/hu/book/Index_p.html site-on a ragasztóréteg tényleges nyírószilárdságának kiszámításához ajánlott számítási eljárásban a teherbírás csökkentő hatásokat szorzótényezők segítségével veszik figyelembe:

m821*m f...ff ττ ⋅= , (3.3.66)

ahol f1 = anyag fajtája, Az összeragasztott fémek a ragasztóanyag térhálósodásakor katalizátorként működnek, amely hat a ragasztóanyag végső szilárdságára. Az f1 tényező értékei:

acél 1,0 ötvözött acél 0,9 öntöttvas 0,8 rozsdamentes acél 0,8 alumínium 0,5 réz és rézötvözetek 0,4 fémfelületek, galvanikusan kezelt 0,2

f2 = kötés fajtája, Attól függően, hogy a szerelés toló-, sajtoló- vagy zsugorillesztéssel történik, az a kötés ragasztóanyaggal elért szilárdságát eltérően befolyásolja

tolóillesztés 1,0 sajtoló illesztés 0,5 zsugorillesztés 1,2

Megjegyzés: Ezek az értékek becsült, ill. közelítő értékek, a tényleges alkatrész-geometria befolyásolja őket.

f3 = illesztési hézag vagy túlfedés nagysága , Az alábbi ábra szerint növekvő ragasztóanyag vastagsággal csökken a szilárdság.

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

javasolt tartomány

Illesztési hézag (átmérõre) mm

Korr

ekci

ós t

énye

3.3.30. ábra

Ragasztási hézag hatása

Page 8: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

25

f4 = geometria, A ragasztórétegben a nyírófeszültség eloszlása nem egyenletes. Ezt a hatást az (3.3.24)-ben

definiált terheléstorlódási tényezővel összefüggésben már elemeztük. A terheléstorlódási tényezővel az f4 tényező kifejezhető:

α1f 4= (3.3.67)

Nyomatékkötések esetén az átlapolt kötésekhez hasonló módon meghatározható a terheléstorló-dási tényező. A kapott eredményeket gyakorlati számításokhoz nem tudjuk felhasználni, mert a szükséges anyagjellemzők, így a csúsztató rugalmassági modulus, nem állnak rendelkezésünkre. Nyomatékkötéseknél ezért a 3.3.31. ábra diagramját használjuk, amelyet a Loctite ragasztóanyag gyártója adott közre.

0,5

1000 10000 100000

1,0

1,5

Ragasztási felület, mm

Korr

ekci

ós t

énye

zõ f

2

4

LD

=0,5

=1,0DL

=1,5

LD

DL

=2,0

3.3.31. ábra

Nyomatékkötések geometriai korrekciós tényezője

f5 = működési hőmérséklet, A ragasztóanyagok hőállósága fajtától függően más és más. A 3.3.32. ábrán példaképpen fémek ragasztására való Loctite 496 ciánakrilát ragasztó diagramját közöljük. Más anyag esetén be kell szerezni annak a hőállósági diagramját.

0

25

50

75

100

0 50 100 150Hõmérséklet , C

Szilá

rdsá

g %

-ban

o 3.3.32. ábra

Page 9: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

26

Loctite 496 hőállósága

100hf5 = , ahol h a relatív szilárdság %-ban. (3.3.68)

f6 = hő okozta öregedés Ennek a tényezőnek a meghatározásához is a konkrét ragasztóanyag diagramja szükséges. A 3.3.33. ábrán szintén csak példaképpen fémek ragasztására való Loctite 496 ciánakrilát ragasztó diagramját közöljük.

0

25

50

75

100

0 1000 2000 3000 4000 5000Idõ, órában

Mar

adó

szilá

rdsá

g %

-ban

szob

ahõm

érsé

klet

en m

érve

80 C°

60 C°

100 C°

3.3.33. ábra

Loctite 496 hő okozta öregedése

100hf6 = , ahol h a relatív szilárdság %-ban. (3.3.69)

f7 = működési közeg Vegyszereknek, vagy nagy levegő nedvességtartamú hely hatásának kitett kötések az előző ábra jellegéhez hasonlóan veszítenek szilárdságukból az idő függvényében. Az adott vegyszereknek és üzemelési körülményeknek ellenálló ragasztó típus kiválasztásával azonban ez a tényező 1-re választható. Egyéb esetben tanácsos a ragasztóanyag forgalmazóval konzultálni.

f8 = terhelés jellege Váltakozó igénybevételnél a 3.3.34. ábrát tekinthetjük mértékadónak, amelyet

fárasztóvizsgálatokkal vettek fel.

101 210 310 410 510 610 710 8100

20

40

60

80

100

Ismétlõdések száma

A st

atik

us s

zilá

rdsá

g %

-a

Page 10: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

27

3.3.34. ábra Ragasztóanyag kifáradására jellemző szilárdság csökkenés

100hf8 = , ahol h a relatív szilárdság %-ban. (3.3.70)

Az ábra mutatja, hogy pontos értéket nem tudunk megadni, mert a mérési eredmények nagy szóródást mutatnak kifáradási vizsgálatoknál. Nagyon nagy ciklusszámoknál a statikus értékek harmadával számolhatunk közelítőleg.

35,0...25,0f8 = (3.3.71)

A ragasztott kötésben megengedhető feszültséget a (3.3.66) alapján számított tényleges nyírószilárdságból kapjuk:

z

*m

megττ = , (3.3.71)

ahol z = 2 a biztonsági tényező.

Adott F terhelés esetén ezzel a kívánt ragasztási felület nagyságát tudjuk kiszámítani:

megmin FA τ= . (3.3.72)

Felvett méretek esetén a ragasztott kötés biztonságát tudjuk kiértékelni:

n

*mxττ

= , (3.3.73)

ahol τ

τAF

n = (3.3.74)

a névleges nyírófeszültség . Aτ itt a nyírt ragasztóréteg felülete.

Nyilvánvaló, hogy a kötés akkor megfelelő, ha

2x ≥ . (3.3.75)

3.3.3.4. Számpéldák

1. A 3.3.35. ábrán látható acél fogaskerék és acél tengelyt Loctite 661 típusú ragasztó-anyaggal szereljük. A kötés lengő igénybevételt kap. A kötés motorolajjal töltött hajtómű házban üzemel, amelynek hőmérséklete legfeljebb 80 Cº.

Mekkora lesz a megengedhető nyomatéklengés nagysága? Megjegyzés: Vegyük észre, hogy a tengely végén egy 2 mm hosszú kúpos szakasz van. Erre azért van szükség, hogy az éles tengelyvég ne kotorja le a ragasztóanyagot a furat belsejéről. Egyébként az agy feltolása közben körkörös mozgatás is kell a ragasztóanyag egyenletes elterüléséhez.

3.3.35. ábra Ragasztott kötés

Page 11: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

28

Kidolgozás: Az anyag szilárdsági jellemzője: Loctite 661 katalógusából:

τm = 22,7 MPa.

A (3.3.66) összefüggéshez szükséges konstansok számítása:

Acél - acél kapcsolat esetén f1= 1. Az ábra szerint az illesztés laza, amelyre: f2=1.

Illesztési hézag hatása:

219,0180,0508B50 +

+∅=∅

0025,0507h50 −∅=∅

A közepes játékkal számolunk:

Jk =0,212 mm.

A 3.3.30. ábra alapján

f3=0,75.

A kötés ragasztási felülete:

106037050ldA =⋅π⋅=π=τ mm2,

illetve 4,15070

DL

== .

A 3.3.31. ábra alapján:

81,0f 4 = .

(Lásd még a 3.3.36. ábrát is.)

A 80 Cº üzemi hőmérséklet miatt a 3.3.37. ábra alapján a (3.3.68)-ból:

87,010087

100hf5 === .

A hő okozta öregedés tényezője a Loctie 661 ragasztóra 80 Cº üzemi hőmérséklet esetén:

1f6 = ,

mert 150 Cº-ig ennél az anyagnál nem lép fel anyag-jellemző változás a 3.3.38. ábra tanulsága szerint.

0,5

1000 10000 100000

1,0

1,5

Ragasztási felület, mm

Korr

ekci

ós t

énye

zõ f

2

4

=1,0DL

=1,5

LD

DL

=2,0

1060

3 m

m

0,81

0,0

2

3.3.36. ábra Geometriai korrekciós tényező

0

20

50

75

100

0 50 100 150Hõmérséklet C°-ban

Szilá

rdsá

g %

-ban

80C°

87%

3.3.37. ábra Loctite 661 hőmérséklet miatti korrekciós tényezője

00

25

50

75

100

1000 2000 3000 4000 5000Idõ órában

150 C°

180 C°

Mar

adó

szilá

rdsá

g %

-ban

szob

ahõm

érsé

klet

en m

érve

3.3.38. ábra Loctite 661 hőmérséklet miatti öregedése

Page 12: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

29

A ragasztott kötés működési közege olaj, amelyet a Loctite 661 ragasztóanyag szilárdság csökkenés nélkül képes elviselni:

1f7 = .

A ragasztott kötést lengő igénybevételre kell ellenőrizni. A 3.3.34. ábrából:

.25,0f8 =

A ragasztóréteg tényleges nyírószilárdsága a (3.3.66) alapján számítható:

0,37,2225,01187,081,075,011ffffffff m87654321*m =⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅== ττ MPa.

A megengedhető feszültség:

5,123

z

*m

meg ===ττ MPa.

A kötésre megengedhető erő:

159055,110603AF meg =⋅== ττ N.

Megengedhető nyomatéklengés:

Nmm 397613 2

5015905 2dF Ta ±=±=±= .

2. A 3.3.39. ábrán látható nyeles fogaskerék egy peremes villanymotor tengelyébe van besajtolva, és Loctite 661 ragasztóval rögzítve.

A sajtolás után a felületi nyomás: p = 60 MPa. A súrlódási tényező: µ = 0,12. A fogaskerék anyaga: ötvözött acél. A tengely anyaga: acél. Az üzemi hőmérséklet: 60 Cº. Közeg: olaj.

Mekkora nyomaték engedhető meg a kötésre?

Kidolgozás

A megcsúszási határnyomaték:

( )2dpAT *

ms τµτ += , (3.3.76)

ahol d = 23 mm a tengelyátmérő, ldA π=τ az illeszkedő hengerfelület nagysága.

A ragasztóréteg tényleges nyírószilárdsága a (3.3.66) alapján számítható:

m87654321*m ffffffff ττ =

Az egyes tényezők:

f1 = 0,9 ötvözött acélra, f2 = 0,5 sajtoló illesztésre, f3 =1,0 nulla hézag 20. ábra alapján,

O23

O40

35

3.3.39. ábra Sajtolt, ragasztott kötés

Page 13: 3.3.3. Ragasztott kötések · - kontakt ragasztók, főleg oldott kaucsuk bázisúak. A kapcsolódó mindkét felületet be ... Ehhez 120 – 130Cº és 0,4-1 MPa nyomás szükséges.

30

f4 = 1,0 a 20. ábra alapján L/D = 1,52 és Aτ = 2529 mm2 értékekkel, f5 = 0,95 a 27. ábra alapján 60 Cº-ra, f6 = 1,0 a 28. ábra alapján nincs hő okozta öregedés 60 Cº-on, f7 = 1,0 a ragasztó anyag olajálló, f8 = 1,0 a terhelés statikus. τm = 22,7 MPa a Loctite 661 anyag nyírási szilárdsága.

Behelyettesítve:

7,97,2211195,0115,09,0ffffffff m87654321*m =⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅== ττ MPa.

A megcsúszási határnyomaték a (3.3.48) alapján:

( ) ( ) 4915082

237,96012,025292dpAT *

ms =+⋅=+= τµτ Nmm.

A megengedhető nyomaték ennek fele, vagy harmada lehet:

1638363

4915083TT s

meg === Nmm.

A tengelycsonkban ébredő csúsztatófeszültség:

MPa 6,682389

163836KT

p

megn ===τ , amely ötvözött acélra megengedhető.

Az összefüggésben 333

p mm 238916

2316

dK ===ππ a poláris keresztmetszeti tényező.