Герметизация и литье с закладными (разница ТКЛР и ТКОР)

[Yurikman 96]

Здравствуйте!

 

Планируем литье с закладными деталями. Деталь представляет собой некую пробку (POM-C) внешним диаметром Ø15мм, в которую запрессована резьбовая шпилька М4 (предварительно латунь), в связи с чем возникает несколько вопросов:

1. Получится ли сделать герметичное соединение металл-пластик при перепадах температур от -60°C до +80°C в течении 24...48ч. на протяжении срока в 6...7лет?
2. Как (за счет чего) можно скомпенсировать разницу ТКЛР и ТКОР (разница в 100раз. может удастся уменьшить с помощью наполнения пластика)?
3. Был ли у кого-нибудь отрицательный или положительный опыт работы с закладными деталями?

Заранее спасибо за ответ.

Изменено 2 февраля 2016 пользователем Yurikman

[Bully 1 098]

а что герметичность? Закладная проходит насквозь чтоли? Такого не делают обычно. Но даже если сделать, закладную делают так, чтобы был поднутряющий элемент (бурт). Тогда никуда не выпадет. Что сквозная, что нет. Насчет герметичности не уверен, но вроде при любых температурах обхват за этот бурт останется плотным. Проблема, если закладная сложная и/или поднутряющих элементов больше одного. Тогда и потрескаться может запросто пластик.

[Yurikman 96]

а что герметичность?

  - вот попытался изобразить.

[механик 39]

А ПОМ такие циклы выдержит? Думаю, что при таких условиях да еще на 7 лет герметичности не будет. Сталкивался неоднократно с тем, что пластик со временем от закладной детали отваливался. Наверное это можно решить усложнив конфигурацию закладной детали, но вот "накатка по контуру" герметичности не добавит это точно.

[Barvinsky 5]

Хотите угадаю, где растрескается. У Вас 2 концентратора напряжений напротив друг друга.

[Yurikman 96]

А ПОМ такие циклы выдержит?

  - я указал предельно возможные, в реальных условиях проблем с ПОМ нет.

 

Сталкивался неоднократно с тем, что пластик со временем от закладной детали отваливался

- что это за случаи были и через какое время?

 

Наверное это можно решить усложнив конфигурацию закладной детали

- сильно усложнить вряд ли получиться, максимум добавить проточек и небольших (не более 1мм на сторону) выступов.

 

Хотите угадаю, где растрескается. У Вас 2 концентратора напряжений напротив друг друга.

  - хочу, если Вы про выточку (переход с диаметра на диаметр), то можно добавить радиусы.

 

В данный момент конструктив этой втулки аналогичен приведенному, только вместо закладной идет гладкий стержень с двумя уплотнительными кольцами, просто хотим несколько упростить сборку, усложнив при этом деталь.

Изменено 2 февраля 2016 пользователем Yurikman

[Booster 103]

Лучше запрессовывать резьбовой элемент в пластиковую деталь, во избежание проблем.

[Barvinsky 5]

Надо убирать внутренние углы (на пластмассе), вводя приличные радиусы закруглений.

 

Это не гарантирует, что не растрескается - все-таки материал имеет большую усадку. Но многое зависит от того, какая будут литниковая система.

Для POM наполнение не слишком популярно - т.к. теряются все замечательные свойства этого материала.

Если при недостаточно хорошем уплотнении (из-за литниковой системы) внутри образуется пузырь или поры - они тоже могут стать концентраторами напряжений.

[механик 39]

Некоторые шестерни для различной офисной техники делаются с закладной металлической арматурой. Пластик используется ПОМ. Так вот со временем пластик лопается по радиусу. Т.е. появляется трещина от центра к периферии шестерни. Причём это *стандартный* дефект. Пластик как бы *усыхает* и разрывается на закладной детали. Через сколько это происходит сказать трудно, но гораздо быстрее чем через 7 лет. Может через пару лет. Офисная техника обновляется достаточно быстро. В вашей старой конструкции резиновые кольца компенсируют взаимное движение пластика и металла. Поэтому узел работает без проблем.

[Barvinsky 5]

Это известное явление для POM, оно может быть вызвано разными причинами. Но в любом случае концентраторы напряжений, если они есть в конструктиве, надо убирать.

[Bully 1 098]

- вот попытался изобразить.

Я бы убрал накатку, она только создаст проблем. И добавил бурт вот так. Нарисовано условно, концентраторы сгладить надо.

Изменено 3 февраля 2016 пользователем Bully

[Barvinsky 5]

Только не так. Так резко повышается разнотолщинность, а это - новые проблемы.

[Bully 1 098]

@@Barvinsky, бурт показан условно. Его можно и совсем маленьким сделать же и расположить по высоте где удобно, чтобы не влияло особо на разнотолщинность.. 

[Алексей SHM 24]

        Армирование зубчатых колес из POM металлическими осями широко применяется в часах и хватает прочности на весь срок службы часов. Иногда встречаются экземпляры по 15-20 лет и больше. Но гарантировать герметичность я бы не стал, тем более, что нет конкретных цифр избыточного давления, на которое надо рассчитывать данное соединение. Накатка в плане герметичности ничего не дает, она только увеличивает крутящий момент посадки. Посмотрите как обеспечивается герметичность в механическом газовом счетчике. Там приводной вал счетного механизма выводится из герметичного корпуса счетчика через латунную втулку без резиновых уплотнений. Правда посадка подвижная, но может на что нибудь натолкнет.

[Горыныч 525]

Накатку убирать однозначно. Для механического сцепления можно сделать закладную из шестигранника с усеченными по цилиндру вершинами для устранения концентраторов, а посередине канавку для обеспечение прочности сцепления в осевом направлении.

 

Что касается герметичности: я делал изделие из РА+GF с закладной и необходимостью обеспечить герметичность при 30 бар. Как мы ни старались герметичность по месту стыка пластик-накладная обеспечить не удалось, пришлось принципиально менять схему уплотнения.

[Yurikman 96]

Спасибо всем!

 

Накатку убирать однозначно

 

Я бы убрал накатку, она только создаст проблем

  - в чем проблема накатки? Я думал она поможет лучшему сцеплению закладной и создаст некий "лабиринт", который позволит получить герметичность.

 

 

Как мы ни старались герметичность по месту стыка пластик-накладная обеспечить не удалось, пришлось принципиально менять схему уплотнения.

  - отвлеченный вопрос: а как же тогда сантехнические фитинги с резьбовыми закладными (имеется ввиду полипропилен)?

30 бар у нас не будет...нужно будет уточнить вводные данные...

 

 

Лучше запрессовывать резьбовой элемент в пластиковую деталь, во избежание проблем.

- т.е. после литья втулки? Я думаю, что этот вариант несколько хуже чем "обливание" закладной (как раз в таких вставках и используется подобие накатки).

Изменено 3 февраля 2016 пользователем Yurikman

[Bully 1 098]

- в чем проблема накатки? Я думал она поможет лучшему сцеплению закладной и создаст некий "лабиринт", который позволит получить герметичность.

Лабиринт/не лабиринт, на герметичность не повлияет (увеличение пути прохождения нежелаемой среды и герметичность это разные вещи). А вот при температурных расширениях туда/сюда (больше всего при первичной усадке после литья) эта накатка и разъедать может по периметру прилегания пластик, т.е. только ухудшится обхват.

Изменено 3 февраля 2016 пользователем Bully

[Yurikman 96]

Уточненные вводные:

• максимальное кратковременное (не более 10мин) давление не более 5 бар.
• рабочее постоянное давление давление 1...2 бар.

P.S.

Походу эта затея с закладной принесет больше проблем, чем пользы....скорее всего придется воспользоваться проверенным методом - уплотнения с помощью колец ГОСТ 18829-73.

пришлось принципиально менять схему уплотнения

  - можете подсказать, если это не секрет?

[Горыныч 525]

вот так в итоге получилось

[Yurikman 96]

Не прошло и 3,5-х лет.... :)

Сделали форму и испытали детали - все норм.

фото_1 фото_2

 

Кому интересно сколько стоило это удовольствие:

Показать содержимое  

Пресс форма х/к 4места - 4600$

Литье 1шт. при заказе от 500шт. - 0,38$

Место производства - Китай

Hide  

 

P.S.

Всем огромное спасибо за помощь и рекомендации!

Изменено 26 марта 2019 пользователем Yurikman