  
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ: ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ
Шафигуллин Л.Н., Гумеров М.И., Гумеров И.Ф.
Повышение потребительских свойств изделий из пенополиуретановых материалов, применяемых в автомобилестроении 3
АНАЛОГОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ УСТАЛОСТИ СТАЛЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕСС–ИНСТРУМЕНТА 15
КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЛАЗМЕННОЙ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОРОШКОВ 25
ПРОБЛЕМЫ ОБЛЕДЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И КОНТАКТНЫХ СЕТЕЙ 33
ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОНТОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АВТОМОБИЛЯ В БАЗЕ ЗНАНИЙ 51
ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА АКУСТИЧЕСКОГО СИГНАЛА ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА МЕТАЛЛ 62
ПРЕДСТАВЛЕНИЯ МОЛОДЕЖИ О БУДУЩЕЙ СЕМЬЕ 69
ЗАРОЖДЕНИЕ РАЗУМА ЧЕЛОВЕКА: ОТ СТАДНОГО К ОБЩЕСТВЕННОМУ СОЗНАНИЮ 79
ОБРАЗ ЖИЗНИ КАЗАНСКОГО МЕЩАНСТВА КАК ПРЕДМЕТ МИКРОИСТОРИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 91
ПРАВОВЫЕ УСЛОВИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОЛИТИЧЕСКИХ ПАРТИЙ В СОВРЕМЕННОЙ РОССИИ 108
РЕФОРМА ЗЕМЕЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ В РОССИИ И В КАЗАХСТАНЕ (ВОПРОСЫ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ) 120
ФОРМИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИЙ ОПЕРЕЖАЮЩЕГО РАЗВИТИЯ КАК ФАКТОР РОСТА РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭКОНОМИКИ 128
Технологический менеджмент как источник поддержания конкурентного преимущества предприятия 136
СВЯЗЬ ВЫПЛАЧИВАЕМЫХ ДИВИДЕНДОВ С ИХ НАЛОГООБЛОЖЕНИЕМ 143
РАЗВИТИЕ ИНВЕСТИЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ НА ТЕРРИТОРИИ МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 153
Системный подход к выделению бизнес-единиц на предприятии 161
Организационно-технические системы: проектирование, функционирование, эксплуатация
УДК 678
Шафигуллин Л.Н., кандидат технических наук, доцент, Набережночелнинский институт ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
Гумеров И.Ф., кандидат технических наук, доцент, Набережночелнинский институт ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
Гумеров М.И., кандидат технических наук, доцент Набережночелнинский институт ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
Повышение потребительских свойств изделий из пенополиуретановых материалов, применяемых в автомобилестроении
Аннотация: Применение полимерных композиционных материалов в деталях автомобилей позволяет значительно уменьшить снаряженную массу автомобилей, повысить динамические свойства и грузоподъемность, снизить расход топлива и количество вредных выбросов в атмосферу. ПКМ применяют при производстве деталей экстерьера, интерьере и технической части автомобилей. Целью исследований являлась разработка рекомендаций по повышению потребительских свойств изделий из пенополиуретановых материалов, применяемых в автомобилестроении, на основе проведенных комплексных исследований, включающих определение физико-механических свойств (теплостойкость, ударная вязкость, устойчивость материала к воздействию температуры, твердость по Шору D) по ТУ 2292-010-14682925-2014 и коэффициента звукопоглощения. На основе проведенных комплексных исследований свойств стеклонаполненных ППУ разработаны рекомендации по повышению потребительских свойств изделий из пенополиуретановых материалов, применяемых в автомобилестроении.
Ключевые слова: пенополиуретановые материалы, потребительские свойства.
Современные полимерные композиционные материалы (ПКМ) обладают важными потребительскими свойствами: высоким коэффициентом удельной прочности, стойкостью к действию агрессивных сред (вода, горюче-смазочные материалы, слабые щелочи и кислоты), широким температурным диапазоном эксплуатации (от - 60 до + 80 0С), достаточной долговечностью (до 10 лет), высокими эстетическими качествами [1, 2]. Применение ПКМ в деталях автомобилей позволяет значительно уменьшить снаряженную массу автомобилей, повысить динамические свойства и грузоподъемность, снизить расход топлива и количество вредных выбросов в атмосферу. ПКМ применяют при производстве деталей автомобилей [3]:
- экстерьера (сдвижная крыша, задняя полка, решетка радиатора, крышка двигателя, корпуса ламп головного света и противотуманных фар, бамперы, корпуса заднего фонаря, накладки на пороги, крыло);
- в интерьере и технической части (корпус дроссельной заслонки, фронтальные элементы жесткости, линии для проводки аудио систем, крышки двигателей, замки дверей, элементы трансмиссии, усилители дверей, поперечные элементы конструкции газобалонное оборудование, акустические маты, усилители бампера, продольные рычаги подвески, приводные валы, листовые рессоры, в деталях двигателя (шатунно-поршневая группа), приборной панели, обшивке дверей, корпусов отопителей, поверхности центральной консоли, уплотнительных элементов, бензобаков, воздухозаборников).
Для производства изделий из ПКМ используют различные технологии переработки: SCS, LFI, LFI-PUR, BMC, Stamp Form, R-RIM, PolySet, IMC, FiberForm FiberForm WIT, SkinForm [4].
Полимерные материалы в зависимости от максимальной температуры эксплуатации можно классифицировать:
- стандартные полимеры, эксплуатируемые до 100 0C (полиэтилен, полипропилен, АБС, полиуретаны, полиметилметоакрилат и т.д.);
- конструкционные полимеры, эксплуатируемые до 150 0C (полиамид, поликорбонат и т.д.);
- высокотемпературные соединения, эксплуатируемые до 300 0C (кремнеорганические соединения и т.д.).
Наиболее популярными и доступными являются стандартные полимеры, включающие полиуретановые материалы, нашедшие широкое применение в автомобилестроении при производстве: акустических матов, уплотнительных элементов, рулевых колес, дверных ручек и т.д. Полиуретановые материалы обладают уникальными потребительскими свойствами: малая плотность, высокая эластичность, хорошая звукоизоляция и звукопоглощение, регулируемая пористость, морозоустойчивость и хорошая термоизоляция, быстрая полимеризация в процессе переработки. Однако имеют существенными недостатки: горючесть, низкая теплостокойсть, малый срок эксплуатации, низкая стойкость к действию УФ - излучения.
Пенополиуретаны - группа газонаполненных пластмасс на основе полиуретанов, на 85-90 % состоящих из инертной газовой фазы. В зависимости от вида исходного полиуретана могут быть жёсткими или эластичными («поролон»). Пенополиуретан на 80% состоит из мельчайших пузырьков воздуха. Изделия из жесткого ППУ абсолютно безвредны как для человека, так и для окружающей среды.
Потребительские свойства пенополиуретановых материалов повышают использованием различных способ модификации при переработке [5]:
- физическая модификация;
- химико-физическая модификация;
- химическая модификация.
Наиболее простым и доступным способом является физическая модификация различными наполнителями (дисперсными, волокнистыми и т.д.).
Предметом исследования являлись изделия из жесткого стеклонаполненного полиуретана (ППУ). Для изготовления образцов использовалась система на основе полиольного компонента А (SPECFLEX 753) и изоцианатного компонента Б (SPECFLEX 138) в соотношении компонентов А:Б – 1,75:1. В качестве наполнителя использовался стеклоровинг в количестве 25 масс.ч. на 100 масс.ч. матричного компонента. Изделия из стеклонаполненного ППУ изготавливались с помощью специального робота манипулятора, оснащенного реактором в котором происходило смещение матричных компонентов с одновременной подачей рубленной стеклоровинга.
Проводили испытания шести деталей из стеклонаполненного ППУ:
- № 1, 2, 3.- толщиной 2 мм;
- № 4, 5, 6 - 5 мм;
Целью исследований являлась разработка рекомендаций по повышению потребительских свойств изделий из пенополиуретановых материалов, применяемых в автомобилестроении, на основе проведенных комплексных исследований, включающих определение физико-механических свойств (теплостойкость, ударная вязкость, устойчивость материала к воздействию температуры, твердость по Шору D) по ТУ 2292-010-14682925-2014 [6] и коэффициента звукопоглощения (Кз).
В качестве исследовательского оборудования использовали: твердомер многофункциональный DigiTest; электрошкаф сушильный СНОЛ; штангенциркуль; климатическую камеру МКТ115 моделирования климатических условий фирмы BINDER; линейку металлическую ГОСТ 427-75 [7]; стальной шар массой 0,20±0,02 кг; стальной шар массой 0,90±0,02 кг и диаметром 60±1 мм; специальное устройство (приложение В, рисунок 1, ТУ 2292-010-14682925-2014); ложемент; акустическую трубу Кундта типа 4206 фирмы «Брюль и Къер»; весы электронные настольные GAS GBL-220H. Все испытания проводили при нормальной температуре плюс 24±1 0С и влажности 50±1 %.
Для определения теплостойкости использовали электрошкаф сушильный СНОЛ, штангенциркуль, линейку металлическую ГОСТ 427-75, ложемент.
Испытывали по 3 образца каждого изделия при температуре плюс 80±3 0С в течение 6 часов. Определяли:
- изменение геометрических размеров:
L=(l1-l0)*100%/ l0
где l1 – длина (ширина или толщина) образца после обработки, мм; l0 – первоначальная длина (ширина или толщина), мм;
- размеры возможных дефектов.
Результаты испытаний представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Результаты испытаний на теплостойкость
№ образца
|
L (%)
|
Примечание
|
1.1., 1.2., 1.3., 2.1., 2.2., 2.3., 3.1., 3.2., 3.3
|
0
|
На некоторых участках материала поверхность преобразовалась из глянцевой в матовую
|
4.1., 4.2., 4.3., 5.1., 5.2., 5.3., 6.1., 6.2., 6.3.
|
0
|
Появление коричневого оттенка на поверхности. Возможна незначительная термодеструкция материала
|
Все образцы выдержали испытание:
- изменения геометрических размеров не превышают 5%;
- отсутствуют дефекты материала (отслоения, вмятины, вздутия, расслоения).
Для определения ударной вязкости использовали: штангенциркуль; линейку металлическую ГОСТ 427-75; стальной шар массой 0,90±0,02 кг и диаметром 60±1 мм; специальное устройство (приложение В, рисунок 1, ТУ 2292-010-14682925-2014 [6]); ложемент.
Испытывали по 3 образца каждого изделия. Сбрасывали стальной шар массой 0,90±0,02 кг и диаметром 60±1 мм на поверхность изделия в трех различных точках с неослабленным сечением. Производили визуальный осмотр внешнего вида образцов в зонах испытаний. Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Результаты испытаний на ударную вязкость
№ образца
|
Внешний вид
|
1 испытание
|
2 испытание
|
3 испытание
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Образец 1.1.
|
Появилась трещина
|
-
|
-
|
Образец 1.2.
|
Появилась трещина
|
-
|
-
|
Образец 1.3.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 2.1.
|
Появилась трещина
|
-
|
-
|
Образец 2.2.
|
Появилась трещина
|
-
|
-
|
Образец 2.3.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 3.1.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 3.2.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 3.3.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 4.1.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 4.2.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 4.3.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 5.1.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Образец 5.2.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 5.3.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 6.1.
|
Появилась трещина
|
-
|
-
|
Образец 6.2.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 6.3.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образцы 1.3, 2.3, 3.1-3.3, 4.1-4.3, 5.1-5.3, 6.2, 6.3 выдержали испытания на ударную вязкость, в них:
- отсутствуют изменения внешнего вида;
- отсутствуют дефекты материала (отслоения, вмятины, вздутия, расслоения).
Для определения устойчивости материала к воздействию температуры использовали: штангенциркуль; климатическую камеру МКТ115 моделирования климатических условий фирмы BINDER; линейку металлическую ГОСТ 427-75 [7]; стальной шар массой 0,20±0,02 кг; специальное устройство (приложение В, рисунок 1, ТУ 2292-010-14682925-2014 [6]); ложемент.
Испытывали по 3 образца каждого изделия при температуре плюс 80±3 0С 12 и минус 60±3 0С 6 часов, соответственно. Со специального устройства (приложение В, рисунок 1, ТУ 2292-010-14682925-2014 [6]) сбрасывали стальной шар массой 0,20±0,02 кг на поверхность изделия в трех различных точках с неослабленным сечением. Производили визуальный осмотр внешнего вида образцов в зонах испытаний. Результаты испытаний представлены в таблице 3.
Таблица 3.
Результаты испытаний на устойчивость материала к воздействию температуры
№ образца
|
Внешний вид
|
1 испытание
|
2 испытание
|
3 испытание
|
Образец 1.1.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 1.2.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 1.3.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 2.1.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 2.2.
|
Не разрушился
|
Появилась трещина
|
-
|
Образец 2.3.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 3.1.
|
Появилась трещина
|
-
|
-
|
Образец 3.2.
|
Появилась трещина
|
-
|
-
|
Образец 3.3.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 4.1.
|
Появилась трещина
|
-
|
-
|
Образец 4.2.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 4.3.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 5.1.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 5.2.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 5.3.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 6.1.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 6.2.
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Не разрушился
|
Образец 6.3.
|
Появилась трещина
|
|
|
Разрушение образцов 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 6.3 происходило на дефектных участках материалов (места утонения материалов, поры и т.д.).
Твердость по Шору D определяли на многофункциональном твердомере DigiTest. Испытания проводили в соответствии с ГОСТ 24621-91(ИСО 868-85) [8]. ГОСТ 263-75 «Метод определения твердости по Шору А» [9] на который ссылается ТУ не действует с 01.01.1993 г.
Проводили три измерения твердости по Шору D в разных местах поверхности образцов. Испытывали по 3 образца каждого изделия. Результаты испытаний представлены в таблице 4.
Рекомендуемые значения твердости по Шору D не указаны в ТУ 2292-010-14682925-2014. Наиболее высокой твердостью обладают образцы 1.1., 1.2, 1.3. Образцы из стеклонаполненного ППУ большой толщины обладают меньшей твердостью по Шору D по сравнению с тонкими, что по видимому связано с масштабным фактором и наличием большего числа дефектов на единицу объема.
Таблица 4.
Результаты испытаний твердости по Шору D
№ образца
|
1-испытание
|
2-испытание
|
3-испытание
|
Средне-
арифметическое
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Образец 1.1.
|
81,500
|
79,900
|
80,000
|
80,467
|
Образец 1.2.
|
80,600
|
77,300
|
83,200
|
80,367
|
Образец 1.3.
|
76,100
|
75,900
|
79,200
|
77,067
|
Образец 2.1.
|
71,000
|
68,200
|
67,600
|
68,933
|
Образец 2.2.
|
71,400
|
70,200
|
67,500
|
69,700
|
Образец 2.3.
|
69,800
|
74,900
|
69,200
|
71,300
|
Образец 3.1.
|
61,000
|
57,000
|
59,600
|
59,200
|
Образец 3.2.
|
59,100
|
59,300
|
56,300
|
58,233
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Образец 3.3.
|
70,200
|
66,000
|
62,400
|
66,200
|
Образец 4.1.
|
48,200
|
45,500
|
54,000
|
49,233
|
Образец 4.2.
|
51,300
|
48,000
|
47,700
|
49,000
|
Образец 4.3.
|
44,400
|
46,800
|
42,200
|
44,467
|
Образец 5.1.
|
45,200
|
47,500
|
43,900
|
45,533
|
Образец 5.2.
|
50,400
|
54,800
|
48,400
|
51,200
|
Образец 5.3.
|
42,800
|
44,800
|
44,500
|
44,033
|
Образец 6.1.
|
61,600
|
61,900
|
64,800
|
62,767
|
Образец 6.2.
|
54,900
|
51,900
|
57,600
|
54,800
|
Образец 6.3.
|
61,700
|
66,900
|
57,900
|
62,167
|
Коэффициент звукопоглощения определяли на акустической трубе Кундта типа 4206 фирмы «Брюль и Къер» по ГОСТ 16297-80 «Материалы звукоизоляционные и звукопоглощающие. Методы испытаний» [10], Проводили по три измерения Kз образцов деталей 1-3, 5. Результаты испытаний представлены на рис. 1-4.
-
-
-
Kз
|
|
Рис. 1. Kз детали № 1
-
-
-
Kз
|
|
Рис. 2. Kз детали № 2
-
-
-
Kз
|
|
Рис. 3. Kз детали № 3
-
-
-
Kз
|
|
Рис. 4. Kз детали № 5
Образцы имеют низкий Kз в исследуемом частотном диапазоне, максимальные Kз достигаются в среднечастотном диапазоне - 1600 Гц.
На основе проведенных комплексных исследований свойств стеклонаполненных ППУ разработаны рекомендации по повышению потребительских свойств изделий из пенополиуретановых материалов, применяемых в автомобилестроении:
- для изделий, испытывающих в процессе эксплуатации значительные нагрузки на материал (действие температуры, ударной вязкости и т.д.) рекомендуется, по возможности, использовать большую толщину материала;
- для изделий, к которым предъявляются повышенные требования к твердости, меньшую толщину материала;
- в процессе производства изделий требуется четкое выполнение операций технологического процесса изготовления деталей, с целью исключения дефектов (разнотолщиность, поры, трещины и т.д.), являющихся концентраторами напряжений, и снижающих прочностные свойства материалов.
Литература
1. http://viam.ru/news/2108 (дата обращения 18.01.2016).
2. Адаскин А. М. Материаловедение и технология материалов: учебное пособие; А. М. Адаскин, В. М. Зуев. – М.: ФОРУМ, 2013. - 336 с
3. http://loganrenault.ru/html/polimery.html (дата обращения 18.01.2016).
4. Технология полимерных материалов: учебное пособие; [под ред. В. К. Крыжановского]. – Спб.: Профессия, 2008. - 544 с.
5. Хозин В.Г. Усиление эпоксидных полимеров: учебное пособие. - Казань: Изд-во ПИК «Дом печати», 2004. - 446 с.
6. Технические условия «ТУ 2292-010-14682925-2014 Изделия из жесткого стеклонаполненного ППК» ООО Завод автомобильных компонентов «Автокомпонент»; Введен с 10.04.2014.
7. ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия; Введен с 01.01.1977. - М.: Изд-во стандартов, 1975.
8. ГОСТ 24621-91 (ИСО 868-85) «Пластмассы и эбонит. Определение твердости при вдавливании с помощью дюрометра»; Введен с 01.01.1993. - М.: Изд-во стандартов, 1992.
9. ГОСТ 263-75 «Метод определения твердости по Шору А»; Введен с 01.01.1977. - М.: Изд-во стандартов, 1989.
10. ГОСТ 16297-80. Материалы звукоизоляционные и звукопоглощающие. Методы испытаний (взамен ГОСТ 16297-70); Введен с 01.01.1981. - М.: Изд-во стандартов, 1980.
________________________________________________________________
Shafigullin L.N., candidate of technical Sciences, associate professor of Naberezhnye Chelny Institute of Kazan (Volga region) Federal University
Gumerov I.F., candidate of technical Sciences, head of the department "Materials, technology and quality" of Naberezhnye Chelny Institute of Kazan (Volga region) Federal University
Gumerov M.I., candidate of technical Sciences, associate professor of Naberezhnye Chelny Institute of Kazan (Volga region) Federal University
Increasing consumer properties of the product polyurethane foam materials used in the automotive industry
Abstract: The use of polymeric composite materials in automobile parts can significantly reduce the curb weight of cars, improve the dynamic characteristics and capacity, reduce fuel consumption and emissions. SMP is used in the manufacture of parts of the exterior, interior and technical part of the cars. The purpose of research is to develop recommendations to improve the consumer properties of products made of polyurethane materials, used in the automotive industry, on the basis of a comprehensive study, including the definition of physical and mechanical properties (heat resistance, toughness, resistance of the material to temperature, Shore hardness D) at TU 2292 -010-14682925-2014 and sound absorption coefficient. On the basis of comprehensive studies of the properties of glass-filled polyurethane developed recommendations to improve the consumer properties of products made of polyurethane materials, used in the automotive industry.
Key words: polyurethane foam materials, consumer properties.
УДК 621.74.041:620 163. 32
Мухаметзянова Г.Ф., кандидат технических наук, доцент, Набережночелнинский институт ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет».
|
