Исследование влияния давления на внешний вид резиновой прокладки

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ильясов Т.М. 1Мокеев Д.Е. 1

---

1МБОУ "Гимназия №14"

Зиманова Л.А. 1

---

1МБОУ "Гимназия №14"

Работа в формате PDF

728.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Почему капает вода из крана? Любой сантехник ответит, что это обычно происходит по причине того, что поизносилась прокладка - маленькое резиновое кольцо, находящееся внутри системы вентиля.

Казалось бы, что интересного может быть в уплотнительных кольцах? Однако, давайте представим: ночь, тишина, третий час борьбы с бессонницей и тут на кухне слышится незатейливое «как-кап» по нержавеющей раковине. О чем мы ведем речь? Непосредственно о том, что эти скучные резинотехнические изделия, способны изменить окружающий мир каждого конкретного человека в лучшую сторону. Сделать его радостнее, суше и комфортнее для проживания.

Чтобы перестало капать, нужно купить новую резиновую прокладку и заменить.

Но тут у нас возникли вопросы: что такое резина, как появляются на свет уплотнительные кольца и какие основные факторы влияют на их качество. Так появилась тема нашей исследовательской работы.

 Цель работы: Углубление и расширение представлений о изготовлении резиновых технических изделий

Объект исследования: Процесс вулканизации.

Предмет исследования: Уплотнительные кольца.

Задачи работы:

Изучить литературу по теме;

Посетить действующее производство изготовления резиновых технических изделий и принять участие в изготовлении уплотнительного кольца.

Выявить основные факторы процесса вулканизации и их влияние на качество готового изделия

Гипотеза: Изготовление уплотнительных колец не составляет большого труда

Практическая значимость исследования:  подбор режимов изготовления резиновой прокладки

Актуальность исследования повышение надежности резиновой прокладки.

Методы:

поисковый – подбор литературного материала по теме;

исследовательский – изучение материала о резинах;

прикладной – участие в изготовлении детали.

Глава 1

1.1. История резины и изделий из неё

Из Википедии - Рези́на (от лат. resina «смола») — эластичный материал, получаемый вулканизацией натурального каучука — смешиванием с вулканизирующим веществом (обычно серой) с последующим нагревом.

Ее путь к нам долог и тернист. Ее «открывали» целых два раза! Первый раз – во время эпохального плавания Колумба. Считается, что он самый первый увидел не только неведомый континент в другой части света, но и удивительный мячик, которым играли жители этого континента. Великого Колумба поразила повышенная прыгучесть мяча. Этот момент, принято считать за начало истории резины.

Однако, по всей видимости, предвидя те сложности, с которыми столкнется человечество при ее обработке, резина решила затаиться и сыграть премьеру еще раз, чтобы уж наверняка. Не менее великий путешественник из Франции, Ш. Кондамин, путешествуя по Южной Америке, в 1738 году открыл каучук. Больше человечеству медлить было нельзя, так как эпопея с резиной грозила затянуться на несколько веков. Кондамин, привез образцы непонятной материи и свои наблюдения и заключения по ее свойствам в Академию Наук в г. Париже. Великие умы Франции отнеслись к новому материалу весьма скептически, но по достоинству оценили его способность стирать карандашные записи. Так появился ластик.

Дальше — больше. Спустя 80 лет, после явления пластика, некий изыскатель Ч. Макинтош, проводил свободное время в поисках способа вернуть засохшему каучуку его природные свойства. Наука вещь непредсказуемая, бился бы несчастный исследователь над этим вопросом бесконечно или нет, мы не знаем, но как только он совершенно случайно пролил на кусок сухого каучука солвент-нафт, так сразу у него все и получилось. Макинтош решил пропитывать каучуком плащи из плотной ткани, в результате чего они становились абсолютно непромокаемыми.

Дальше в истории резины появился Ч. Гудьер, тоже абсолютно случайно нагрел кусок каучука с серой и узнал секрет вулканизации.

Потом появилось электричество и резину стали использовать в качестве изолятора.

Популярность резины росла, сфера ее применения ширилась, но ее катастрофически не хватало. Сочувствуя людской беде и горя жаждой наживы, один англичанин, чье имя неизвестно для истории, вывез из Бразилии большой мешок с семенами гевеи — каучукового дерева. Прижились они только на Цейлонских островах, которые принадлежали в то время Англии. Остальные крупнейшие страны, видя такую несправедливость, объявили натуральный каучук нерентабельным.

После этого началась история возникновения искусственного каучука, где представители российской науки сыграли главную роль, но это уже не очень интересная история, так как в ней много научных терминов и мало интриги. Поэтому самое время поговорить о самих резиновых изделиях, а конкретно о РТИ – резинотехнических изделиях.

Производство резинотехнических изделий в нашей стране развито, как нигде больше. Что же подразумевается под РТИ – это уплотнительные кольца, манжеты, гофрированные патрубки и много чего другого.

Вывод: Путь резины в наши дома был непрост, но мы рады, что все – таки имеем возможность пользоваться ею для своих нужд.

1.2. Применение резиновых уплотнительных колец

В недалеком прошлом установка напорных труб из чугуна производилась с использованием пеньковой пряди в местах стыковок. С появлением уплотнительных колец установка трубопроводов стала намного проще.

Самыми востребованными являются кольца уплотнительные круглого сечения, область использования которых чрезвычайно широка. Помимо систем водоснабжения и канализации они необходимы в авиационной промышленности, машинном и судовом производствах и т. д. Без резиновых уплотнителей не обходятся и гидравлические конструкции, которые встречаются в самых разных приспособлениях для поднятия тяжести, прессования, сверления и пр.

рис.1 – уплотнительные кольца

Их наличие дает возможность в любой момент разобрать инструмент, почистить и отремонтировать его. Уплотнительные кольца позволяют создавать абсолютно герметичные, качественные соединения в короткое время.

К «минусам» изделий из резины можно отнести лишь относительно небольшой срок их службы. Как отмечают производители, такие кольца могут прослужить в течение 1-2 лет. Именно этим объясняется и то, что резиновые уплотнители не могут использоваться вторично. Таким образом, если в ходе починки сантехнического оборудования нужно будет поджать гайку с таким кольцом, то его обязательно заменяют, а старое изделие выбрасывают. То есть резиновое колечко – стандартный расходный материал.

Вывод: Мы бы рекомендовали иметь в каждом доме уплотнительное резиновое кольцо «напрозапас». Если же его нет, то оно всегда найдется у сантехника.

Глава 2

2.1. Технологическая схема производства резиновых изделий.

Технология производства резиновых технических изделий (РТИ) включает в себя ряд операций, переходов и превращений сырья и исходных материалов. Переработка сырья в изделия на заводах резиновой промышленности заключается в изменении его свойств, состояния, формы и размеров в результате физико-механических воздействий и химических превращений.

Для ознакомления с процессом изготовления резиновых технических изделий мы побывали на одном из предприятий нашего города.

Одним из основных материалов резиновых изделий является резиновая смесь. Резиновая смесь представляет собой многокомпонентную однородную систему на основе каучука с различным количеством составляющих ее компонентов, причем состав и сами компоненты могут меняться в зависимости от типа и назначения резиновых смесей и изделий.

Технологическая схема изготовления уплотнительного кольца:

1. Вальцевание резиновых смесей на вальцах для придания текучести резиновой смеси.

2. Укладка заготовок в горячую пресс-форму.

3. Выдержка пресс-формы под прессом при температуре 151°С в течение 30 минут (режимы из технических условий) и расчётном давлении.

4. Съём изделия с пресс-формы.

5. Зачистка деталей от облоя. Эту операцию нам позволили выполнить самим.

2.2. Расчёт давления необходимое для изготовления уплотнительного кольца

Давление на резиновую смесь во время вулканизации зависит от её пластичности, объема заготовки и конфигурации детали. Детали простой конфигурации из мягкой резиновой смеси вулканизуют при давлении 15-30 кгс/см². Детали сложной конфигурации из жестких смесей вулканизуют при давлении 30-200 кгс/см². Оптимальное давление определяется при опытных запрессовках во время освоения производства деталей.

Гидравлическое давление в цилиндре пресса Р (кгс/см²) рассчитывается по формуле:

Р=4pS/Пd²

где р-удельное давление на резиновую смесь (из справочника), кгс/см²

( 20-100 кгс/см² в зависимости от жесткости резины)

S – площадь пресс-формы, см² (78,5 см²)

d – диаметр плунжерного пресса, см (20 см)

Р=4*20*197/3,14*400=12 кгс/см²

Р=4*60*197/3,14*400=38 кгс/см²

Р=4*100*197/3,14*400=63 кгс/см²

Таблица 1

Исходя из этого мы пришли к выводу, что правильно рассчитанное давление имеет важное значение на внешнем виде детали, а соответственно на исходном качестве детали.

Заключение

С виду неприметные резиновые технические изделия играют колоссальную роль в нашей жизни как в целом, так и в различных ее областях. Обладая одновременно рядом поразительнейших свойств и сравнительно недорогой ценой, резина не только уверенно входит в наши обыденные будни, но и способна открыть перед нами дорогу в будущее.

При написании данной работы мы пришли к выводу, что наша гипотеза не подтвердилась. Процесс изготовления уплотнительных колец не совсем простой как казалось на первый взгляд.

Благодаря этой работе мы узнали о происхождении резин, о технологии ее производства. Наряду с этим у нас возникло ещё больше вопросов, захотелось узнать о различных свойствах резин позволяющие использовать ее во многих сферах жизни человека, способах утилизации, вторичного использования. И мы думаем, что это будет темой нашей следующей исследовательской работы.

Список литературы

1. Аверко-Антонович Ю.О. и др. Технология резиновых изделий Л.: Химия, 1991. - 352 с.

2. Интернет-ресурс

3. Лимпер А. Производство резиновых смесей. С-П.: ЦОП Профессия,2013. - 264 с.