Почему в самолетах используются заклепки, а не сварка? Ответ кроется в уникальных задачах аэрокосмической техники. Заклепки обеспечивают большую стабильность и надежность, что очень важно для тонких и легких материалов, используемых в самолетах. В отличие от сварных швов, которые со временем могут подвергаться тепловому разрушению и усталости, заклепки обеспечивают стабильное качество и простоту обслуживания. В этой статье мы рассмотрим причины, по которым промышленность отдает предпочтение заклепкам, изучим преимущества, которые они дают с точки зрения производства, производительности и безопасности.
При внимательном осмотре самолета можно заметить множество заклепок на его обшивке. Этот процесс клепки также часто встречается при строительстве больших мостов.
Говорят, что для самолета C919 требуются миллионы заклепок, а для пассажирского лайнера A380 - более пяти миллионов.
Так почему бы им просто не сварить самолет, вместо того чтобы выбирать этот кажущийся громоздким процесс клепки?
В аэрокосмической промышленности существует девиз: "Стремимся сбросить каждый грамм". Чтобы облегчить самолет, производители используют максимально легкие материалы, адаптированные под конкретные задачи.
Обшивка самолета обычно делается очень тонкой, чтобы уменьшить вес. Сварка таких тонких обшивок представляет собой огромную проблему.
Кроме того, корпуса некоторых самолетов изготавливаются из алюминия, который обладает относительно низкой термостойкостью. Сайт процесс сварки выделяет большое количество тепла, что явно не подходит для самолетов с алюминиевыми корпусами.
В самых современных коммерческих самолетах международного класса широко используются композитные материалы. Эти материалы также могут быть повреждены сваркой. Соединение между различными материалами должно быть надежно закреплено.
Во время моего первого полета на самолете я сидел у окна в крыле. Когда самолет столкнулся с турбулентностью, крыло заметно задрожало, что вызвало во мне прилив тревоги.
Думаю, многие из вас были свидетелями таких сценариев, когда при сильной турбулентности крыло самолета резко поворачивается.
Во время этого непрерывного процесса качания обшивка крыла будет либо растягиваться, либо сжиматься. Если бы использовался процесс сварки, прочность в местах сварки значительно снизилась бы при таких постоянных изменениях напряжения.
Со временем на этих сварных участках могут появиться мелкие трещины. Если их вовремя не обнаружить, они представляют собой существенную угрозу безопасности.
Коммерческие самолеты обычно служат более десяти лет, и сварные швы подвержены проблемам усталости металла, что приводит к неоптимальному соединению. Напротив, клепка может уменьшить передачу вибрации между соединенными деталями, тем самым снижая риск возникновения вибрационных трещин. С точки зрения повторяющихся изменений напряжения клепка обеспечивает более высокую и надежную прочность.
Качество сварки в значительной степени зависит от мастерства оператора, при этом в значительной степени случайно, будет ли он слишком тонким или слишком толстым. Сложно установить единые стандарты.
Напротив, заклепки, используемые в процессе клепки, имеют минимальные погрешности параметров, что упрощает контроль качества и стандартизацию производства.
Всем известно, что при производстве самолетов высок спрос на стандартизацию.
Наиболее важным аспектом в авиационной промышленности является постоянство качества. В самолете миллионы заклепок, и первая изготовленная заклепка должна быть идентична десяткам миллионов последующих.
Требования к прочности заклепок на самолетах достигают 1100 мегапаскалей, что эквивалентно весу десяти седанов на одном квадратном сантиметре. Точность обработки заклепок достигает микронного уровня.
Эта концепция схожа с концепцией самих больших самолетов. Производство передового крупного самолета не представляет особой сложности для крупной страны, но выпуск тысяч одинаковых изделий - монументальная задача.
Кто-то может задаться вопросом: не увеличат ли эти заметные заклепки аэродинамическое сопротивление самолета? На самом деле, заклепки, используемые в авиастроении, в основном имеют выступающую головку и потайную головку.
Внутри самолета, где нет необходимости в придании аэродинамической формы, преимущественно используются более дешевые и простые в обработке заклепки с выступающей головкой.
Потайные заклепки, с другой стороны, в основном используются на внешних частях самолета, которые должны быть гладкими. Они могут эффективно снижать сопротивление самолета. Процесс производства требует строгих допусков для шляпок заклепок и близлежащих структур. Прикоснувшись к поверхности самолета, вы едва ли почувствуете присутствие заклепок.
Это применение дало значительные результаты. Согласно данным, полученным во время Второй мировой войны, использование потайных заклепок позволяет снизить сопротивление самолета примерно на 3%.
Как правило, для замены мы используем замороженную заклепку. Такая заклепка быстро охлаждается после термообработки и должна быть заклепана в течение пятнадцати минут после использования.
Прочность такой замороженной заклепки увеличивается при нормальных температурных условиях, что повышает стабильность клепаной конструкции.
Одна-единственная ослабленная заклепка может вызвать сигнал о неисправности самолета, что потребует круглосуточной работы обслуживающего персонала для поиска проблемной заклепки.
В 2016 году, чтобы устранить неполадку в самолете A320, сотрудники службы технического обслуживания трудились без устали в течение трех дней и ночей. После систематического изучения всех возможных неисправностей они наконец обнаружили ослабленный штифт среди сотен штифтов данных, каждый из которых был менее 1 миллиметра в диаметре.
Хотя выявление и устранение дефектов заклепок может быть сложной задачей, это не повод для беспокойства. Авиационные винты являются самостопорящимися, поэтому вероятность откручивания ничтожно мала.
Из-за различных ограничений большинство самолетов, которые мы видим сегодня, собираются с помощью заклепок.
Отдельные куски обшивки самолета соединяются между собой с помощью заклепок, образуя воздушную броню. Это позволяет закрылкам самолета двигаться гибко.
Прессовая клепка - это метод крепления, при котором внешнее давление изменяет пластичность материала в процессе проектирования. Эта техника позволяет вставлять винты и гайки-заклепки в специальные готовые пазы в конструкции, тем самым достигая надежного соединения между компонентами.
Обычная низкоуглеродистая сталь, листы алюминиевых сплавов и медные листы обычно используются для установки заклепочных гаек под давлением. Для материалов с повышенной твердостью, таких как нержавеющая сталь и листы высокоуглеродистой стали, используются специальные высокотвердые заклепочные шпильки. Поэтому нержавеющая сталь редко используется для изготовления заклепочных шпилек общего назначения и заклепочных гаек для прессования. листовой металл детали. То же самое относится к винтам и гайкам для прессовых заклепок, где нержавеющая сталь используется редко.
Благодаря анализу процессов клепки на прессе, а также знакомству с общая пресса В связи с тем, что в процессе работы были рассмотрены компоненты клепки и их технологии, а также методы контроля качества пресс-клепки, было проведено всестороннее обсуждение процессов пресс-клепки.
1. Размер отверстия для установки заклепки должен быть выполнен в соответствии со стандартной таблицей размеров отверстий.
2. За исключением особых случаев (например, когда помехи возникают при клепке после всех видов обработки и обработка поверхности завершена), обработка поверхности изделия должна быть завершена до процесса клепки.
3. При выборе цвета клепаных деталей, если на детали изделия нанесено цветное цинковое покрытие, клепаные детали должны соответствовать ему. При синем цинковом, белом цинковом, никелевом и оксидном покрытии деталей изделия обычно используются никелированные клепаные детали. Для специальных деталей, которые должны быть склепаны перед обработкой поверхности и требуют пайка Для усиления также выбирают никелированные клепаные детали, поскольку химические свойства слоя покрытия влияют на качество сварки.
(I) Заклепочные орехи и требования к их обработке
Когда толщина (t) гайки заклепки с цветочным зубом алюминиевая пластина меньше или равно 1,0 мм, используется код обработки -0. Для заклепок из нержавеющей стали, поскольку нержавеющая сталь твердая и склонна к тому, чтобы гайка заклепки отвалилась после заклепывания, точечная сварка обычно используется вокруг гайки для ее укрепления.
В процессе клепки матрица должна быть установлена за один проход, все выступающие части гайки должны войти в пластину без зазоров, чтобы обеспечить хорошее перпендикулярность между гайкой и пластиной.
(II) Заклепочные шпильки для прессования и технологические требования к ним
Шпильки для прессовых заклепок включают в себя шпильки для прессовых заклепок со сквозными отверстиями и шпильки для прессовых заклепок с глухими отверстиями. В этой статье представлены в основном эти два типа. Разница между шпилькой со сквозным резьбовым отверстием и шпилькой с глухим отверстием заключается в том, полностью ли открыто внутреннее отверстие и какова длина резьбы, в то время как остальные размеры практически одинаковы.
Требования к обработке прессованных шпилек следующие: обычно прессовая клепка глухих отверстий и шпилек не производится перед нанесением гальванического покрытия. Это делается для того, чтобы гальванический раствор полностью вытекал, предотвращая коррозию резьбы.
В процессе прессовой клепки матрица должна быть точно установлена за один проход. Все углы шпильки должны быть полностью утоплены в листовой металл и должны быть заподлицо с поверхностью детали. Это обеспечивает хорошую плоскостность металлического листа и перпендикулярность к шпильке.
Для шпилек длиной (L) 30 мм и более необходимо усиление точечной сваркой в соответствии со структурным анализом и технологическими требованиями, чтобы предотвратить перекос шпильки. При использовании листового металла из нержавеющей стали для прессовой клепки необходимо обеспечить допуск на размер наружного диаметра шпильки и размер отверстия в листе в пределах ±0,05 мм.
(III) Винты с прессовой заклепкой и требования к процессу их изготовления
Прессовые заклепочные винты в основном делятся на типы с круглой и шестигранной головкой. Часть "S" винта с круглой головкой представляет собой круглую головку и зазубрины, а метод заклепки практически такой же, как и у гайки с зубчатой заклепкой, представленной ранее.
Часть винта с шестигранной головкой 'S' состоит из шестигранной головки и выступов, а метод заклепки соответствует методу заклепки прессованной шпильки.
Ниже приведены требования к обработке прессово-клепальных шпилек: Как правило, листы толщиной менее 1 мм не используются для прессовой клепки. Пресс-форма для прессовой клепки должна быть правильно расположена с первой попытки, обеспечивая полное вхождение всех углов шпильки в лист, а также их прилегание к поверхности детали, обеспечивая хорошую плоскостность листа и перпендикулярность шпильки.
Поскольку величина S прессовых винтов обычно велика, во время прессового заклепывания легко происходит выдавливание материала, что приводит к деформации детали. При запрессовке винтов из нержавеющей стали в листы из нержавеющей стали необходимо соблюдать допуск на внешний диаметр винта и размер отверстия в пределах ±0,05 мм.
(IV) Прессово-заклепочные винты с защитой от ослабления и технологические требования к ним:
Непрочные пресс-винты часто используются в местах, требующих крепления и частого демонтажа и монтажа.
Требования к обработке пресс-клепальных винтов с защитой от сыпучих материалов следующие: При использовании пресс-формы для прессовой заклепки необходимо правильно расположить винт с первой попытки, обеспечив полное вхождение всех углов винта в лист, а также заподлицо с поверхностью детали, обеспечив хорошую плоскостность листа и перпендикулярность к винту.
(V) Позиционирующий штифт и его технологические требования
Требования к изготовлению позиционного штифта с прессовой заклепкой следующие: если длина позиционного штифта (L) превышает 20 мм, на основании структурного анализа и технологических стандартов необходимо усилить позиционный штифт пайкой (точечной сваркой на круглой головке) для предотвращения перекоса.
Штамп при прессовой клепке должен быть точным и устанавливаться на место с первого раза, а выступающая часть позиционирующего штифта должна быть полностью утоплена в листовой металл, находясь заподлицо с поверхностью деталей. Это обеспечивает плоскостность металлического листа и хорошую перпендикулярность к позиционирующему штифту.
1. Процесс клепки включает в себя крепление заклепочных гаек, винтов, шпилек и нестандартных заклепок (например, направляющих штифтов, опорных стоек и т.д.), электростатических оснований для ручных чаш и клепальных ключей.
2. Клепка у края изделия или по окружности отверстия может вызвать значительную деформацию. В зависимости от степени деформации следует принять необходимые меры (например, изменить форму или отшлифовать), чтобы соблюсти размерные и эстетические требования в соответствии с чертежами.
3. После заклепывания не должно быть перекосов или смещений. Необходимо следить за тем, чтобы резьба концентрически совпадала с соответствующими отверстиями.
4. Материал, характеристики и модель клепаных деталей должны соответствовать чертежам. Использование неправильных спецификаций не допускается.
5. После клепки недопустимы заметные деформации, выступы или вмятины вокруг клепаных деталей. Не должно быть видимых отпечатков или следов пресс-формы, которые нельзя скрыть с помощью обработки поверхности.
6. Заклепанные детали не должны расшатываться или отсоединяться после клепки. Их прочность должна быть проверена; сила отжима и крутящий момент должны соответствовать требованиям, указанным PEM для спецификаций клепаных деталей.
7. Необходимо своевременно проверять соответствие материала и модели заклепок, используемых на производственной линии, указанным на упаковке, чертежам. Проверьте, нет ли в упаковке смешанных материалов.
8. После заклепывания резьба заклепанных деталей должна пройти проверку: датчики "идет/не идет" должны работать правильно.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO