Конструктивно-технологическая характеристика соединений, применяемых в конструкциях самолетов. Виды и технологические характеристики соединений.

В конструкциях современных самолетов и вертоле-тов наиболее широко применяются заклепочные, болто-вые, сварные, паяные, клеевые и комбинированные соеди-нения. Вид соединения выбирают с учетом нагрузок, вида материала, толщины отдельных элементов конструкции, требований технологии и эксплуатации. Опыт самоле-тостроения позволяет определить рациональные области применения различных видов соединений. Заклепочные, болтовые, клеевые и комбинированные соединения наиболее широко применяются в конструкциях из алюминиевых сплавов. Так из общего числа неподвижных соединений в конструкциях из алюминиевых сплавов 60% - заклепочные, 20% - болтовые, 20% - сварные и комбинированные.

Заклепочные соединения рекомендуют применять в пакетах толщиной S < = (2,5 . . . 3,5)d (d – диаметр заклепки). Меньшая толщина пакета рекомендуется при использовании ударной клепки, большая – при прессовой.

При больших толщинах пакета S > = 4d рекомендуют применять болтовые и болтозаклепочные соединения. При этом необходимо иметь ввиду, что трудоемкость установки одного болта с гайкой в 15 . . . 25 раз превышает трудоемкость постановки одной заклепки. Масса болтовых и болтозаклепочных соединений в 1,5 . . 3 раза больше заклепочных.

Проектирование и изготовление заклепочных и болтовых соединений хорошо освоено, чем объясняется их широкое применение.

Клеевые соединения все шире применяются в конструкциях из легких сплавов для соединения тонких листов обшивок между собой, обшивок с элементами каркаса и при изготовлении сотовых конструкций. Основное их достоинство – более высокое сопротив-ление усталости и меньшая масса по сравнению с закле-почными и болтовыми соединениями. Это объясняется равномерной передачей нагрузки пор всему сечению и отсутствием ослабленных мест. Гладкость поверхностей, хорошая герметичность и коррозионная стойкость являются важными достоинствами клеевых соединений. Недостатки – низкая прочность при неравномерном отрыве, трудность контроля качества, уменьшение проч-ности соединения вследствие старения клеев, малая теплостойкость большинства клеев.

Конструкции изготовленные склеиванием имеют ресурс на 20-30% больший, а массу на 10-20% и трудоемкость на 15-25% меньшую по сравнению с клепаными конс-трукциями.

Сварные и паяные соединения широко применяя-ются в конструкциях из титановых сплавов и из сталей различных марок. Хорошо свариваются некоторые марки алюминиевых сплавов например, AМг6). Обычно объем сварных соединений в конструкциях из алюминиевых сплавов не превышает 15-20% от общего объема соединений, так как при сварке происходит быстрое окисление нагретого металла с образованием пленки окиси алюминия (Al₂O₃), которая резко снижает проч-ность соединения.

Основные достоинства сварки – получают конс-трукции с меньшей массой, малыми отходами материала, малыми затратами труда и средств. Масса сварной конструкции на 30-40% меньше клепанной. Коэффициент использования материала при получении панели с продольным и поперечным наборами сваркой 85-90% по сравнению с 7-12% при изготовлении такой же панели из плиты фрезерованием.

Выполнение сварных соединений хорошо механизи-руется и автоматизируется, что позволяет снизить их трудоемкость в 2-3 раза по сравнению с клепанными.

При проектировании сварных соединений задают величину коэффициента механизации и автоматизации:

К_ма = (l_ма/l)*100% (обычно К_ма = 70-85 %),

где l_ма – длина швов, выполненных со средствами механизации и автоматизации;

l – общая длина сварных швов.