Por que as aeronaves usam rebites em vez de solda? A resposta está nos desafios exclusivos da engenharia aeroespacial. A rebitagem oferece maior estabilidade e confiabilidade, essenciais para os materiais finos e leves usados em aviões. Ao contrário das soldas, que podem sofrer danos por calor e fadiga ao longo do tempo, os rebites proporcionam qualidade consistente e facilidade de manutenção. Este artigo investiga as razões por trás da preferência do setor por rebites, explorando os benefícios que eles oferecem em termos de produção, desempenho e segurança.
Ao inspecionar de perto um avião, podemos observar vários rebites em sua pele. Esse processo de rebitagem também é comumente visto na construção de grandes pontes.
Diz-se que um avião C919 requer milhões de rebites, enquanto o jato de passageiros A380 usa mais de cinco milhões.
Então, por que eles simplesmente não soldam o avião em vez de optar por esse procedimento aparentemente complicado? processo de rebitagem?
No setor aeroespacial, há um lema: "Esforçar-se para perder cada grama". Para tornar a aeronave mais leve, os fabricantes usam os materiais mais leves possíveis, adaptados a aplicações específicas.
O revestimento de uma aeronave geralmente é muito fino para reduzir o peso. O desafio de soldar peles tão finas é enorme.
Além disso, alguns corpos de aeronaves são feitos de alumínio, que tem uma resistência ao calor relativamente baixa. O processo de soldagem gera uma grande quantidade de calor, o que é claramente inadequado para aeronaves com carrocerias de alumínio.
As aeronaves comerciais mais avançadas do mundo fazem uso extensivo de materiais compostos. Esses materiais também podem ser danificados pela soldagem. A conexão entre diferentes materiais deve ser protegida de maneira física.
Em minha primeira viagem de avião, eu estava sentado perto da janela da asa. Quando o avião passou por uma turbulência, a asa tremeu visivelmente, causando uma onda de ansiedade em mim.
Acredito que muitos de vocês já testemunharam cenários em que, se a turbulência for intensa, a asa do avião balança drasticamente.
Durante todo esse processo de oscilação contínua, a pele da asa seria esticada ou comprimida. Se fosse usado um processo de soldagem, a resistência nos pontos de soldagem diminuiria significativamente sob essas mudanças recorrentes de tensão.
Com o tempo, essas áreas soldadas podem desenvolver pequenas rachaduras. Se não forem descobertas a tempo, elas representam um risco substancial à segurança.
Os aviões comerciais costumam funcionar por mais de uma década, e os cordões de solda são propensos a problemas de fadiga do metal, resultando em uma conexão abaixo do ideal. Por outro lado, a rebitagem pode reduzir a transmissão de vibração entre as peças conectadas, diminuindo assim o risco de rachaduras por vibração. Em termos de mudanças recorrentes de tensão, a rebitagem proporciona uma firmeza superior e mais confiável.
Qualidade da soldagem depende, em grande parte, da habilidade do operador, com uma aleatoriedade substancial, seja ela muito fina ou muito grossa. É um desafio estabelecer padrões uniformes.
Em contrapartida, os rebites usados no processo de rebitagem têm erros mínimos de parâmetros, facilitando o controle de qualidade e a produção padronizada.
Todos sabem que, durante a fabricação de aeronaves, a demanda por padronização é alta.
O aspecto mais crítico no setor de aviação é a consistência da qualidade. Uma aeronave tem milhões de rebites, e o primeiro rebite produzido deve ser idêntico ao das dezenas de milhões seguintes.
A exigência de resistência dos rebites em uma aeronave chega a 1100 megapascals, o que equivale ao peso de dez sedãs em um centímetro quadrado. A precisão do processamento de rebites atinge o controle em nível de mícron.
Esse conceito é semelhante ao das próprias aeronaves de grande porte. A fabricação de uma aeronave de grande porte de última geração não é muito difícil para um grande país, mas a produção de milhares de produtos idênticos é um desafio monumental.
Alguns podem se perguntar: esses rebites chamativos não aumentariam a resistência aerodinâmica da aeronave? De fato, os rebites usados na fabricação de aeronaves são principalmente do tipo cabeça saliente e escareado.
No interior da aeronave, onde não há necessidade de modelagem aerodinâmica, os rebites de cabeça saliente, de custo mais baixo e mais fáceis de processar, são utilizados predominantemente.
Os rebites escareados, por outro lado, são usados principalmente nas partes externas da aeronave que precisam ser lisas. Eles podem reduzir efetivamente o arrasto da aeronave. O processo de fabricação exige tolerâncias rigorosas para as tampas dos rebites e as estruturas próximas. Quando você toca a superfície da aeronave, mal consegue sentir a presença dos rebites.
Essa aplicação produziu resultados significativos. De acordo com dados da Segunda Guerra Mundial, o uso de rebites escareados pode reduzir o arrasto da aeronave em aproximadamente 3%.
Normalmente, usamos um rebite congelado para substituição. Esse rebite é resfriado rapidamente após o tratamento térmico e deve ser rebitado em até quinze minutos após o uso.
A resistência de um rebite congelado aumenta em condições normais de temperatura, aumentando assim a estabilidade da estrutura rebitada.
Um único rebite solto poderia acionar um alerta de mau funcionamento da aeronave, exigindo horas extras ininterruptas da equipe de manutenção para localizar o rebite problemático.
Em 2016, para solucionar um problema em uma aeronave A320, a equipe de manutenção trabalhou incansavelmente por três dias e três noites. Depois de investigar sistematicamente todas as falhas possíveis, eles finalmente identificaram um pino solto entre centenas de pinos de dados, cada um com menos de 1 milímetro de diâmetro.
Embora a tarefa de identificar e consertar falhas nos rebites possa ser exigente, isso não é motivo de preocupação. Os parafusos de aviação são autotravantes, o que torna mínima a probabilidade de se soltarem.
Devido a várias restrições, a maioria das aeronaves que vemos hoje é montada com rebites.
As peças individuais do revestimento da aeronave são interconectadas por meio de rebites, formando efetivamente uma armadura aérea. Isso permite que os flaps da aeronave se movimentem com flexibilidade.
A rebitagem por pressão é um método de fixação que aplica pressão externa para alterar a plasticidade do material no processo de engenharia. Essa técnica permite a inserção de parafusos e porcas de rebite em ranhuras pré-fabricadas especializadas na estrutura, obtendo assim uma conexão confiável entre os componentes.
O aço comum de baixo carbono, as chapas de liga de alumínio e as chapas de cobre são normalmente usados para prisioneiros de porca de rebite de encaixe por pressão. Para materiais de dureza excessiva, como aço inoxidável e chapas de aço com alto teor de carbono, são usados prisioneiros de porca de rebite altamente duros, fabricados especialmente. Consequentemente, o aço inoxidável raramente é utilizado em prisioneiros de rebite de pressão geral e prisioneiros de porca de rebite de pressão chapa metálica peças. O mesmo se aplica a parafusos e porcas de rebite de pressão, em que o aço inoxidável é pouco usado.
Por meio da análise dos processos de rebitagem da imprensa, juntamente com apresentações de imprensa comum componentes de rebitagem e suas técnicas, e em conjunto com os métodos de controle de qualidade das operações de rebitagem por prensa, foi realizada uma discussão abrangente sobre os processos de rebitagem por prensa.
1. O tamanho do furo para a colocação do rebite deve ser feito de acordo com a tabela de tamanhos de furos padrão.
2. Exceto em casos especiais (como quando ocorre interferência com a rebitagem após toda a usinagem e tratamento de superfície (o tratamento de superfície do produto deve ser concluído antes do processo de rebitagem.
3. Ao selecionar a cor das peças rebitadas, se o revestimento de zinco colorido for selecionado para as peças do produto, as peças rebitadas deverão corresponder. Para zinco azul, zinco branco, níquel e revestimento de óxido nas peças do produto, normalmente são usadas peças rebitadas niqueladas. Para peças de produtos especiais que precisam ser rebitadas antes do tratamento de superfície e exigem brasagem Para o reforço, também são escolhidas peças rebitadas niqueladas, pois as propriedades químicas da camada de revestimento afetam a qualidade da soldagem.
(I) Porcas de rebite e seus requisitos de processamento
Quando a espessura (t) da porca do rebite de dentes em flor placa de alumínio for menor ou igual a 1,0 mm, o código de processamento -0 é usado. Para rebitagem com materiais de aço inoxidável, porque o aço inoxidável é duro e tende a fazer com que a porca do rebite caia após a rebitagem, soldagem por pontos geralmente é empregado ao redor da porca para fortalecê-la.
Durante o processo de rebitagem, a matriz deve estar no lugar de uma só vez, e todas as partes salientes da porca devem entrar na placa sem deixar lacunas, para garantir uma boa rebitagem. perpendicularidade entre a porca e a placa.
(II) Pinos de rebite de pressão e seus requisitos de processo
Os prisioneiros de rebite de prensa incluem prisioneiros de rebite de prensa com furo passante totalmente rosqueado e prisioneiros de rebite de prensa com furo cego. Este artigo apresenta principalmente esses dois tipos. A diferença entre o pino de furo passante totalmente rosqueado e o pino de furo cego está no fato de o furo interno estar completamente aberto e no comprimento da rosca, enquanto o restante das dimensões é essencialmente o mesmo.
Os requisitos de processamento para prisioneiros rebitados por pressão são os seguintes: normalmente, a rebitagem por pressão de furos cegos e prisioneiros não é realizada antes da galvanoplastia. O objetivo disso é permitir que a solução de galvanoplastia flua completamente, evitando a corrosão das roscas.
Durante o processo de press-riveting, a matriz deve ser posicionada com precisão de uma só vez. Todos os cantos do pino devem ser completamente embutidos na chapa metálica e devem estar nivelados com a superfície da peça. Isso garante o bom nivelamento da chapa metálica e a perpendicularidade com o pino.
Para prisioneiros com comprimento (L) de 30 mm ou mais, é necessário um reforço de solda por pontos, de acordo com a análise estrutural e os requisitos do processo, para evitar que o prisioneiro se incline. Ao usar chapas metálicas de aço inoxidável para rebitagem por pressão, a tolerância do tamanho do diâmetro externo do prisioneiro e do tamanho do furo da chapa deve ser garantida em ±0,05 mm.
(III) Parafusos rebitados por pressão e seus requisitos de processo
Os parafusos rebitados por pressão são divididos principalmente em tipos de cabeça redonda e cabeça sextavada. A parte "S" do parafuso rebitado de pressão de cabeça redonda é a cabeça redonda e as serrilhas, e o método de rebitagem é essencialmente o mesmo da porca rebitada de pressão serrilhada apresentada anteriormente.
A parte "S" do parafuso de cabeça sextavada consiste em uma cabeça sextavada e saliências, e o método de rebitagem é consistente com o do pino rebitado por pressão.
A seguir estão os requisitos de processamento para a fixação de pinos por pressão: Em geral, as chapas com espessura inferior a 1 mm não são usadas para a fixação por pressão. O uso do molde de fixação por pressão deve ser posicionado corretamente na primeira tentativa, garantindo que todos os cantos do pino estejam totalmente embutidos na chapa e que estejam nivelados com a superfície do componente, proporcionando um bom nivelamento da chapa e perpendicularidade com o pino.
Como o valor S dos parafusos de pressão é geralmente grande, é fácil que ocorra a extrusão do material durante a pressão, levando à deformação da peça. Ao aplicar parafusos de aço inoxidável em chapas de aço inoxidável, a tolerância do diâmetro externo do parafuso e do tamanho do furo deve ser mantida em ±0,05 mm.
(IV) Parafusos de pressão à prova de soltura e seus requisitos de processo:
Os parafusos de pressão à prova de folga são frequentemente usados em locais que precisam ser fixados e frequentemente desmontados e instalados.
Os requisitos de processamento para parafusos de pressão à prova de folga são os seguintes: O uso do molde de press-riveting deve ser posicionado corretamente na primeira tentativa, garantindo que todos os cantos do parafuso estejam totalmente embutidos na chapa e que estejam nivelados com a superfície do componente, proporcionando um bom nivelamento da chapa e perpendicularidade com o parafuso.
(V) Pino de posicionamento e seus requisitos de processo
Os requisitos de fabricação do pino de posicionamento rebitado por pressão são os seguintes: quando o comprimento do pino de posicionamento (L) for maior que 20 mm, com base na análise estrutural e nos padrões de processo, é necessário reforçar o pino de posicionamento por brasagem (solda a ponto na cabeça redonda) para evitar desalinhamento.
O uso da matriz durante a rebitagem com prensa deve ser preciso e estar no lugar na primeira vez, e a parte saliente do pino de posicionamento deve ser totalmente embutida na chapa metálica, ficando nivelada com a superfície dos componentes. Isso garante a planicidade da chapa metálica e uma boa perpendicularidade com o pino de posicionamento.
1. O processo de rebitagem envolve a fixação de porcas de rebite, parafusos, pinos e rebites de hardware personalizados (como pinos-guia, colunas de suporte de localização, etc.), bases de tigela manual eletrostática e chaves de rebitagem.
2. A rebitagem próxima à borda de um produto ou à circunferência de um furo pode causar deformação significativa. Com base na extensão da deformação, as medidas necessárias (como remodelagem ou esmerilhamento) devem ser tomadas para atender aos requisitos dimensionais e estéticos de acordo com os desenhos do projeto.
3. Após a rebitagem, não deve haver desalinhamento ou deslocamento. É essencial garantir que as roscas estejam alinhadas concentricamente com seus furos correspondentes.
4. O material, as especificações e o modelo das peças rebitadas devem corresponder aos dos desenhos. Não é permitido o uso de especificações incorretas.
5. Após a rebitagem, é inaceitável qualquer deformação, protrusão ou indentação visível ao redor das peças rebitadas. Não deve haver impressões visíveis ou marcas de molde que não possam ser ocultadas por meio de tratamento de superfície.
6. As peças rebitadas não devem estar soltas ou desprendidas após a rebitagem. Sua firmeza deve ser testada; a força de tração e os valores de torque devem estar em conformidade com os requisitos especificados pela PEM para as especificações da peça rebitada.
7. É imperativo verificar prontamente se as especificações de material e modelo dos rebites usados na linha de produção, conforme marcadas na embalagem, estão de acordo com os desenhos do projeto. Verifique se há materiais misturados na embalagem.
8. Após a rebitagem, as roscas das peças rebitadas devem passar pela inspeção: os medidores de go/no-go devem funcionar corretamente.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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