Клепка и ресурс (Лекции или что-то типа. Бехметьев В.И. часть 1)
Описание файла
Файл "Клепка и ресурс" внутри архива находится в следующих папках: Лекции или что-то типа. Бехметьев В.И. часть 1, ЛК2-1. Документ из архива "Лекции или что-то типа. Бехметьев В.И. часть 1", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "летательные аппараты" из 4 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "летательные аппараты" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Клепка и ресурс"
Текст из документа "Клепка и ресурс"
§ 4. ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ КЛЕПКИ НА РЕСУРС ЗАКЛЕПОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Современные тенденции в совершенствовании процессов клепки связаны, в первую очередь, с созданием процессов клепки, обеспечивающих плотное заполнение гнезда и отверстия телом заклепки, и обеспечением гарантированного натяга заклепок в течение всего срока эксплуатации.
При передаче усилия через клапанный шов в материале листа возникают напряжения, которые распределены неравномерно по
Рис. 13.9. Выносливость потайных клепаных соединений, выполненных различными способами.
ширине листа. В зоне отверстия эти напряжения имеют наибольшую величину и являются источником образования трещин и разрушения соединения при работе в условиях переменных нагрузок. Существует несколько технологических методов снижения наибольшего напряжения — концентрации напряжения: упрочнение стенок отверстия в детали, повышение чистоты поверхности при образовании отверстия, снятие и упрочнение фасок на кромках отверстия. Наиболее эффективным методом является упрочнение материала — стенок отверстия.
При выполнении клепаных соединений упрочнение отверстий производят за счет деформации листа — увеличения диаметра отверстия стержнем заклепки.
В процессе образования замыкающей головки заклепки стержень увеличивается в диаметре и увеличивает диаметр отверстия, т. е. упрочняет материал детали в зоне отверстия под заклепку.
В практике самолетостроения применяется несколько способов клепки, имеющих различную степень упрочнения и соответствующую ей выносливость соединений.
На рис. 13.9 приведен график, показывающий характер упрочнения при различных способах клепки.
При постановке обычных потайных заклепок способом Д упрочняется в основном лист со стороны замыкающей головки;
выносливость при этом способе клепки условно принята за 100 %.
Способ ПЗГ (потайная замыкающая головка) приводит к упрочнению зенкованного листа и дает некоторое повышение выносливости при разрушении соединения при вибрационных нагрузках по зенкованному листу. Заклепки с компенсатором (ЗУК) и стерж
невые (ЗУС) обеспечивают более равномерное упрочнение соединяемых деталей и приводят к значительному повышению выносливости. Наибольшее и практически равномерное упрочнение по толщине деталей возможно получить при клепке КЗО-ЗУС. При этом способе клепки образование головок заклепок происходит
в замкнутом объеме.
В целях предотвращения возникновения заусенцев и образования наплывов по кромкам отверстий при клепке повышенным давлением (КЗО, ПЗГ и др.) следует предусмотреть предварительное сжатие пакета усилием, соизмеримым с необходимым усилием для образования замыкающей головки. Оборудование для клепки в этом случае оснащается специальными прижимами, а обжимки для образования замыкающих головок профилируются в соответствии с типом заклепок.
Особенностью напряженно-деформированного состояния клепаных соединений КМ является возрастание концентрации напряжений около отверстий при действии технологических начальных напряжений и, как следствие, снижение прочности и долговечности соединений.
Поэтому в отличии от клепаных соединений металлических конструкций основным направлением повышения качества клепаных соединений КМ является создание и разработка технологии малодеформационной клепки. В основе малодеформационных процессов клепки КМ лежит использование специальных заклепок переменной жесткости, ограничивающих элементов, а также способов клепки, обеспечивающих локализацию пластических деформаций в области замыкающей головки заклепки. Такими способами являются клепка давлением с раскаткой, клепка с наложением ультразвуковых колебаний, клепка с нагревом.
Реализация технологии малодеформационной клепки позволяет существенно повысить ресурс клепаных соединений КМ. При использовании прессовой или ручной ударной клепки целесообразно использовать заклепки переменной жесткости с шайбами под замыкающими головками. При клепке конструкций с двухсторонним потайным швом целесообразно использовать заклепки переменной жесткости. Для сравнительно тонких пакетов, имеющих двухсторонний потайной шов, следует применять специальные переходные втулки и сплошные заклепки из высокопрочных сплавов.
§ 5. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЗАКЛЕПКИ
Кроме описанных ранее типов заклепок в самолетостроении применяют и специальные — заклепки с высоким сопротивлением срезу и заклепки для односторонней клепки.
Технология клепки такими заклепками и применяемый на Некоторых операциях и переходах инструмент несколько отличаются от рассмотренных ранее.
Рис. 13.10. Схема технологического процесса постановки заклепок с высоким сопротивлением срезу:
а — установка заклепки в отверстие; б — надевание кольца; в — обжатие кольца; г — заклепка после обжатия кольца; / — стержень заклепки; 2 — кольцо; 3 — обжимка;
4 — отход (излишний материал)
Заклепки с высоким сопротивлением срезу применяются в заклепочных соединениях, воспринимающих большие срезывающие усилия. В таких соединениях прочность на срез заклепок из легких сплавов недостаточная, а при использовании обычных стальных заклепок их необходимо перед постановкой в отверстие нагреть, что значительно усложняет выполнение работ.
Заклепка с высоким сопротивлением срезу состоит из двух частей: стержня 1 из стали ЗОХГСА и кольца 2 из алюминиевого сплава Д18 (рис. 13.10). Один конец стержня заклепки высажен в закладную потайную или плоскую головку, другой имеет специальную кольцевую выточку. Стержень заклепки термически обработан до ст = 1250 МПа и отшлифован.
Технологический процесс образования соединения заклепками этого типа включает следующие основные операции: сверление, зенкование, развертывание или протягивание отверстий, постановку заклепок в отверстия, установку колец и образование замыкающих головок заклепок. Все эти операции выполняются на обычном клепальном оборудовании, причем из всех применяемых при клепке инструментов специфической является лишь обжимка 3. Эта обжимка имеет отверстие для выхода излишнего материала после осадки кольца на стержень заклепки.
Рис. 13.11. Схема технологического процесса постановки заклепок с сердечником:
/ — сверление отверстия: 2 — вставка заклепки в отверстие; 3 — образование замыкающей головки; 4 — обрыв сердечника; 5 — удаление выступающей части сердечника;
6 — готовое изделие
Заклепки с высоким сопротивлением срезу клепают на прессах одиночной клепки или пневмомолотком.
Заклепки для односторонней клепки применяются в местах, где нет доступа к замыкающей головке заклепки. В таких случаях применяются заклепки с сердечником (рис. 13.11) или гайкопи-стоны. Отверстия и гнезда для головок таких заклепок выполняются обычным инструментом.
§ 6. СПОСОБЫ ГЕРМЕТИЗАЦИИ КЛЕПАНЫХ ШВОВ И ИЗДЕЛИЙ
В пассажирских и грузовых самолетах и вертолетах герметизируются кабины, приборные и грузовые отсеки. Назначение герметизации — поддержание избыточного давления в кабинах, предотвращение утечки топлива из кессон-баков, защита различных отсеков и агрегатов от проникновения в них агрессивных жидкостей и газов и попадания воды во время дождя.
Утечки воздуха, газов или жидкостей в швах в основном происходят через зазоры между контактными поверхностями листов, между элементами заклепок (стержень, головка) и стенками отверстия в деталях. Уменьшить или полностью устранить утечки можно путем нанесения герметизирующих материалов в зоны утечки и применением плотной посадки заклепки в отверстие. Постановка вместо обычных заклепок заклепок с компенсатором и стержневых приводит к значительному повышению герметичности шва. Наибольший эффект в части герметизации швов достигается сочетанием плотной посадки заклепок с последующим нанесением герметизирующих материалов — специальных герметиков.
Герметизирующие материалы имеют адгезию к соединяемым деталям и могут применяться в виде пленок, паст и жидкостей, допускают взаимное перемещение соединяемых деталей без нарушения герметизации. К герметикам предъявляются следующие требования: а) они должны обладать пластичностью, т. е. сохранять герметизирующие свойства при перепадах давлений рабочего тела, деформациях шва, воздействии высокой и низкой темпера-^Р; б) должны иметь сцепление не менее 0,98 МПа с поверхностями деталей, которое не должно нарушаться ^при воздействии статических и переменных нагрузок, различных температур, "атмосферных явлений и воздуха; газов или топлива; в) не должны оказывать вредного воздействия на людей и вызывать коррозионные процессы в зоне герметизации.
В самолето- и вертолетостроении применяется большое количество разнообразных марок герметиков.
Герметики ВГФ-1 и У-2-28 работают при температуре от —60 (70) до +250 (300) °С на самолетах со скоростью М = 2 ... 3, а герметики У-ЗОМ, УТ-32, У-ЗОмэс-5, ВТУР — от —50 до +130 °С на самолетах и вертолетах со скоростями полета до 277,8 м/с.
Герметик может быть в виде пастообразной массы, раствора, пасты, жидкости, ленты или ткани, пропитанной герметиком.
Рис. 13.12. Зона герметизации швов и способы нанесения герметика:
а — укладка ленты; б — нанесение пасты шпателем; я — нанесение герметика кистью;
г — нанесение герметика поливом; / — обычный жгут; // — жгут с наплывом; /// — форма шпателей для нанесения жгутов; IV — местная герметизация стыка; V — местная герметизация заклепки (болта)
Состояние герметика зависит от количества входящих в него компонентов и определяет способ его нанесения и вид применяемого при этом инструмента и оборудования.
Ленты из герметизирующего материала или ткани, пропитанной герметиком, нарезают по ширине шва т с припуском 1,5-10'3 м на сторону. Ленты в зону шва укладывают вручную, условный индекс способа нанесения обозначен буквой (Л). На чертеже герметичного шва указывают марку герметика, толщину ленты и способ нанесения, например, если взят герметик У-20А в виде ленты, то обозначено У-20А (Л) (см. рис. 13.12, а).
Герметики в виде пасты наносят шпателем или шприцем, которым присвоен индекс (Ш). Рекомендуемые размеры жгутов из пасты и система обозначения их на чертеже приведены на рис. 13.12, б. Наносимые кистью герметики разводят до состояния вязкотекучей жидкости, им присвоен индекс (К). На чертеже герметичного шва указывают марку герметика, зону герметизации, индекс (К) и количество слоев герметика, наносимого кистью (см. рис. 13.12, б).
Для нанесения герметика поливом, пульверизатором или окупанием его разводят до состояния подвижной жидкости. Этому процессу присвоен индекс (П) (см. рис. 13.12, г). После нанесения каждого слоя герметика кистью, пульверизатором или поливом дают выдержку для вулканизации — отверждения герметика. Важным свойством герметика является его жизнеспособность, т. е. время, в течение которого герметик наносится на поверхности деталей, сохраняя свои адгезионные свойства — способность прилипать к поверхности деталей. По истечении определенного срока герметик .теряет свои свойства и в дальнейшем не может быть использован.
Учитывая жизнеспособность герметиков, приготавливают его непосредственно в цехе герметизации перед выдачей на рабочие места.
Герметизация клепаного шва осуществляется одним из следующих способов:
внутришовной герметизацией, при которой герметики прокладываются между соединенными деталями (см. рис. 13.12, а);
поверхностей герметизацией, когда герметик наносится на внутренние (не обтекаемые воздушным потоком) поверхности соединяемых деталей (см. рис. 13.12, б, е);
смешанной герметизацией, включающей внутришовную, поверхностную и герметизацию поливом (см. рис. 13.12, г).
При внутришовной герметизации операции по сборке, клепке и герметизации чередуются между собой, что в значительной степени усложняет и удлиняет процесс сборки изделия. При поверхностной герметизации изделие (панель отсека) сначала полностью собирают, клепают, контролируют, а затем герметизируют. Этот процесс имеет меньшую трудоемкость и цикл сборки. Смешанный способ герметизации является наиболее трудоемким и дорогим и применяется главным образом при изготовлении емкостей для топлива, к которым предъявляются повышенные требования по герметизации.
Процесс герметизации протекает в следующей последовательности: