Виды, применяемые в самолетостроении соединений
Соединение деталей, узлов, панелей и агрегатов самолетов и вертолетов при сборке производится различными способами. При этом, принимаемые в самолетостроении соединения подразделяются следующим образом:
I.Неподвижные:
II. Подвижные разъемные:
3) Валы и подшипники.
Неподвижные неразъемные и разъемные соединения обеспечивают неизменное положение собираемых деталей и узлов, относительно друг друга. Подвижные соединения допускают такие перемещения.
По конструктивно-технологическим признакам соединения в самолетостроении бывают:
1. Соединения, выполняемые силовыми точками: заклепками, болтами и сварными точками. Характерными признаками таких соединений являются:
— ослабление соединяемых деталей из-за отверстий под заклепки и болты и нагрева деталей в зоне постановки сварных точек;
— концентрация напряжений в детали в зоне постановки силовой точки при нагружении конструкции;
— невысокая производительность труда при постановке силовых точек вследствие прерывистости выполнения соединений;
2. Соединение непрерывным швом: сварка роликовая и плавлением, склеивание и пайка. Характерными признаками таких соединений являются:
— ослабление соединяемых деталей при их нагреве в процессе сварки, склеивании и пайке;
— значительная концентрация напряжений в детали в зоне шва;
— непрерывность процесса соединения, облегчающая механизацию и автоматизацию;
3. Комбинированные соединения: точечная сварка + склеивание, клепка + склеивание и клепано-болтовое соединение. Такие соединения обладают всеми признаками соединений силовыми точками и непрерывным швом.
Выбор того или иного вида соединения зависит от конструкции самолета и материалов, из которых изготовлены его отсеки, узлы и детали.
В конструкциях самолетов из легких сплавов преобладающим видом соединения является клепка. При изготовлении обшивки самолетов из сталей и титана соединения выполняют электроконтактной и дуговой сваркой.
При применении в конструкции самолета монолитных панелей и узлов количество клепанных и сварных соединений уменьшается, но увеличивается количество болтовых соединений. Монолитные узлы и панели соединяются между собой и с обшивкой болтами.
Для конструкций из КпМ наибольшее применение находят соединения: клепаные, клее-клепаные и штифтово-болтовые. В вертолетостроении широкое применение получили клеевые и клее-болтовые соединения. Для соединения пакетов больших толщин и смешанных пакетов (КпМ+металл) эффетивно используются болты и болт-заклепки.
Дата добавления: 2016-02-13 ; просмотров: 4021 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Пуговица применяемая при строительстве самолетов для соединения деталей
ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРИМЕНЯЕМЫХ В САМОЛЁТОСТРОЕНИИ СОЕДИНЕНИЙ
Общая характеристика применяемых в самолётостроении соединений
Соединение деталей, узлов, панелей и агрегатов самолетов и вертолетов при сборке производится различными способами. Применяемые в самолетостроении соединения разделяют на: неподвижные неразъемные (клепка, сварка, пайка, склеивание), неподвижные разъемные (болтовые и винтовые) и подвижные разъемные (шарнирные соединения, болтовые, валы и подшипники) /3/.
Неподвижные неразъемные соединения и неподвижные разъемные соединения обеспечивают неизменное положение собираемых деталей и узлов друг относительно друга. Подвижные соединения допускают такие перемещения.
По конструктивно-технологическим признакам соединения разделяют на:
a) соединения, выполняемые силовыми точками (заклепками, болтами, сварными точками). Характерными признаками таких соединений являются: ослабление соединяемых деталей из-за отверстий под заклепки и болты и нагрева деталей в зоне постановки сварных точек; концентрация напряжений в детали в зоне постановки силовой точки при нагружении конструкции; невысокая производительность труда при постановке силовых точек вследствие прерывистости выполнения соединений;
b) соединение непрерывным швом (сварка роликовая и плавлением, склеивание, пайка). Характерные признаки таких соединений: ослабление соединяемых деталей при их нагреве в процессе сварки, склеивания, пайки; значительная концентрация напряжений в детали в зоне шва; непрерывность процесса соединения, облегчающая механизацию и автоматизацию;
c) комбинированные соединения (точечная сварка + склеивание, клепка + склеивание, клепано-болтовое соединение). Такие соединения обладают всеми признаками соединений силовыми точками и непрерывным швом.
Выбор того или иного вида соединения зависит от конструкции самолета и материалов, из которых изготовлены его отсеки, узлы и детали.
При применении в конструкции самолета монолитных панелей и узлов количество клепаных и сварных соединений уменьшается, но увеличивается количество болтовых соединений. Монолитные узлы и панели в этих случаях соединяют между собой и с обшивкой болтами.
Для конструкций из композиционных материалов (КМ) наибольшее применение находят клепаные, клееклепаные и штифто-болтовые соединения. В вертолетостроении широкое применение получили клеевые и клееболтовые соединения. Для соединения пакетов больших толщин и смешанных пакетов (КМ + металл) эффективно использовать болты и болт-заклепки.
ЛЕКЦИЯ 29. Способы клепки и типы заклепок, применяемых при сборке авиационных конструкций
Технологический процесс образования заклепочного соединения заключается в пластической деформации стержня заклепки с одновременным образованием замыкающей или обеих головок, включая закладную. Этот процесс в самолетостроении осуществляется тремя основными способами: ударной, прессовой и автоматической клепкой, соответственно при помощи ударов пневмомолотка, давлением поддержки пресса или раскаткой с помощью специальных машин и применением автоматического сверлильно-клепального оборудования. Клепка давлением пресса получила соответственно название прессовой клепки. Прессовая клепка имеет следующие преимущества в сравнении с ударной:
— значительно улучшаются психофизиологические условия работы клепальщиков вследствие снижения воздействия шума и вибрации;
— повышаются усталостные характеристики соединения вследствие более плотного и равномерного заполнения отверстия осаживаемым стержнем заклепки по толщине пакета;
— в ряде случаев можно отказаться от герметизации соединения, что обеспечит снижение массы конструкции;
— повышается производительность труда в 1,5…2 раза при сокращении числа рабочих на 50…75%, прежде всего, за счет групповой клепки заклепок, т.е. при одновременной клепке нескольких заклепок.
Рис. 29.1. Электромагнитная клепка стержнями с помощью электромагнитной клепальной системы, работающей по принципу синхронизированного двухстороннего обжатия
стержня: 1 – клепальные инструменты; 2 – стержень; 3 – конденсаторы; 4 – источник
Существует большое разнообразие форм закладных головок заклепки, которое можно свести к шести основным типовым группам: плоская, полукруглая, потайная (90°), плоско-выпуклая, потайная (120°) и с компенсатором. Точность обработки гнезда под головку заклепки существенно влияет на ресурс соединения.
Все заклепки классифицируют по типу головок, марке материала, диаметру и длине. Заклепки общего пользования предназначены для выполнения заклепочных соединений при ударной и прессовой заклепке.
Типы заклепок общего назначения в условиях двустороннего подхода приведены в табл. 29.1.
В зависимости от технических условий, которым должен соответ-ствовать объект сборки, заклепочные соединения панелей подразделяются на обычные, высокоресурсные и герметичные.
В современных конструкциях летательных аппаратов большое распространение получили высокоресурсные заклепочные соединения, выполняемые заклепками с компенсаторами и стержневыми заклепками. При расклепывании таких заклепок одновременно с образованием замыкающей головки компенсатор утапливается в тело заклепки клепальным инструментом. Компенсатор вызывает радиальную раздачу материала в головке заклепки и прилегающей зоне стержня. В результате полностью заполняется отверстие, как по закладной головке, так и по стержню заклепки за счет одновременного течения материала со стороны замыкающей и закладной головок. Как показали испытания, проведенные на различных режимах нагружения, заклепки с компенсаторами имеют увеличенную выносливость на срез от 2 до 6 раз, на отрыв – в 8-10 раз в сравнении с обычными заклепками. Образованные заклепками с компенсаторами соединения являются герметичными безвнутришовной или иной герметизации и сохраняют ее до разрушения. В табл. 29.2 представлены основные типы заклепок с компенсаторами, применяемые при прессовой и автоматической клепке.
| Наименование | Обозначение | Тип | Эскиз |
| Заклепки с плоской головкой | 3501А…3508А ГОСТ 14801-85 | ЗП | |
| Заклепки с плоскоскругленной головкой из жаропрочного сплава | ОСТ 1 34000-84 ОСТ 1 34003-86 | ЗП | |
| Заклепки с плосковыпуклой головкой | 3558А…3564А ОСТ 14800-85 | ЗВ | |
| Заклепки с полукруглой головкой | 3515А…3523А ГОСТ 14797-85 | ЗК | |
| Заклепки с потайной головкой (Ð90°) | 3531А-3532А ГОСТ 14798-85 ОСТ 1 34085-80… ОСТ 1 34091-80 | ЗУ (Ð90°) | |
| Заклепки с потайной головкой (Ð90°) из жаропрочного сплава | ОСТ 1 34001-84 ОСТ 1 34004-86 | ЗУ (Ð90°) | |
| Заклепки с потайной головкой (Ð120°) | 3547А-3552А ГОСТ 14799-85 ОСТ 1 34096-80… ОСТ 1 34101-80 | ЗУ (Ð120°) | |
| Заклепки с потайной головкой (Ð120°) из жаропрочного сплава | ОСТ 1 34002-84 ОСТ 1 34005-86 | ЗУ (Ð120°) | |
| Заклепки с потайной уменьшенной головкой (Ð120°) | ОСТ 1 11847-74… ОСТ 1 11648-74 | ЗУМ (Ð120°) | |
| Заклепки с плоскоскругленной головкой | ОСТ 1 34073-85… ОСТ 1 34083-85 | ЗПВС |
| Эскиз | Тип | Наименование | Обозначение |
| ЗУК (Ð90°) | Заклепки с уменьшенной потайной головкой (Ð90°) с компенсатором | ОСТ 1 12020-75 Ф 185 Я | |
| ЗУКМ (Ð120°) | Заклепки с уменьшенной потайной головкой (Ð120°) с компенсатором | Ф 188 Я | |
| ЗУКМ (Ð90°) | Заклепки с уменьшенной потайной головкой (Ð90°) с компенсатором (модернизированные) | ОСТ 1 34047-80 | |
| ЗУКТ-1 | Заклепки с уменьшенной потайной головкой (Ð90°) с компенсатором для тонких обшивок | ОСТ 1 34116-91 | |
| ЗУКТ-2 | Заклепки с уменьшенной потайной головкой (Ð90°) с компенсатором для особо тонких обшивок | ЗУКТ-2 | |
| ЗВУК | Заклепки с плосковыпуклой уменьшенной головкой с компенсатором | УН 0100 093 | |
| ЗПК | Заклепки с плоской головкой с компенсатором | Ф 186 Я УН 0100 094 | |
| ЗУКС | Заклепки с компенсатором типа «стержень» | УН 2000.135 | |
| ЗУКК (Ð90°) | Заклепки с потайной головкой (Ð90°) с корончатым компенсатором | ОСТ 1 34052-85 АНУ-0301 | |
| ЗВУКК | Заклепки с плосковыпуклой головкой с корончатым компенсатором | ОСТ 1 34040-80 | |
| ЗУГ | Заклепки с уменьшенной потайной (Ð90°) деформируемой головкой для тонких обшивок | ЗУГ | |
| ЗУГБ | Заклепки с потайной (Ð90°) деформируемой головкой | ЗУГБ |
Клепка стержневыми заклепками предусмотрена на автоматическом сверлильно-клепальном оборудовании – сверлильно-клепальных автоматах и установках отечественного и зарубежного производства. Цикл образования заклепочного соединения включает сжатие пакета под действием нижней силовой головки; вращение сверла и быстрый подвод его к поверхности изделия; сверление и зенкование с рабочей подачей; отвод сверла; подачу заклепки (стержня) в отверстие; клепку; зачистку закладной головки. При необходимости команда на подачу дозированного количества герметика поступает после сверления и зенкования.
При стержневой клепке стержень устанавливается в отверстие с помощью поршня 1 (рис. 29.2). Пакет сжат между верхней плитой 3, к которой приложено усилие четырех пневмоцилиндров 
, и нижним прижимом (усилие 
). Усилие больше усилия примерно на 1000 Н. Разность этих усилий воспринимается пакетом. Усилие 
, приложенное к поддержке 2, значительно больше усилия клепки 
, и поэтому перемещение поддержки при клепке исключено. После подвода обжимки 5 образуются небольшие «бочки» с обоих концов стержня. Затем под действием усилия окончательно образуется замыкающая головка. Усилие через замыкающую головку передается на пакет и через него на верхнюю плиту. Поэтому после образования замыкающей головки на пакет снизу действует усилие + , большее усилия пневмоцилиндров . В результате пакет приподнимается вверх и отжимает верхнюю плиту. При этом происходит окончательное образование закладной головки.
Рис. 29.2. Схема клепки стержнями: 1 – цилиндр; 2 – поддержка; 3 – верхняя плита;
4 – прижим; 5 – обжимка.
В табл. 29.3 представлены два основных типа стержневых заклепок, применяемых в отечественном самолетостроении.
| Эскиз | Тип | Наименование | Обозначение | Условия подхода |
| ЗУС, ЗПС | Заклепки стержневые | ОСТ 1 34043-80 | Двусто- ронний | |
| СКН | Заклепки-стержни | ОСТ 1 34012-76 | Двусто- ронний |
В отрасли с внедрением прогрессивной автоматической клепки в целях повышения надежности технологического перехода вставки заклепки в отверстие в автоматическом режиме создан ряд специальных типов заклепок со скругленной торцевой частью (табл. 29.4).
Применение при сборке прессовой и автоматической клепки соединений заклепками с компенсаторами и стержневыми заклепками позволяет значительно увеличить ресурс заклепочных соединений в сравнении с ударной клепкой и использованием заклепок общего назначения за счет упрочнения поверхности стенок отверстия деталей. Упрочнение производится за счет пластического формообразования заклепки-стержня создания напряженно-деформированного состояния в замкнутой зоне.
| Эскиз | Тип | Наименование | Обозначение |
| ЗПВС | Заклепки с плоскоскругленной головкой | ОСТ 1 34054-85 | |
| УЗ | Универсальные заклепки | ОСТ 1 34044-80 | |
| ЗУК (90°) | Заклепки с потайной головкой (90°) с компенсатором | ОСТ 1 34039-79 | |
| ЗУКК | Заклепки с плоскоскругленной головкой с корончатым компенсатором | ОСТ 1 34045-80 | |
| ЗУКМ (90°) | Заклепки с уменьшенной потайной головкой (90°) с компенсатором | ОСТ 1 34012-76 |
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие преимущества имеет прессовая клепка перед ударной?
2. Какой принцип работы электромагнитной клепальной системы?
3. Какие основные различия в процессах установки заклепок типа ЗУ и заклепок типа ЗУКМ?
4. Какой принцип работы компенсатора заклепки?
5. Какие преимущества клепки стержневыми заклепками и заклепками с компенсаторами?
6. Какие принципиальные различия в процессах автоматической и прессовой клепки?
7. Какие перспективы применения заклепочных соединений существуют?