Показатели качества соединений.

Все показатели разбивают на четыре группы: конструктивные, технологические, эксплуатационные и экономические.

Конструктивные это те, которые определяются конструктором при проектировании изделия. Очевидно, что конструктор при проектировании должен учитывать требования технологии, эксплуатации и экологичности. Практически это выражается в совместной работе конс-труктора и технолога на этапе проектирования и изготовления соединения.

1) Прежде всего, соединение должно отвечать заданным требованиям статической и усталостной прочности. Это обеспечивается выбором соответству-ющего материала при прочностных расчетах и уточняется во время испытаний.

В заклепочных и болтовых соединениях существенное влияние на ресурс соединения оказывают величины радиального и осевого натягов.

Выбор вариантов ТП и режимов также влияет на ресурс соединения. Конструктор обязан знать это. Коррозионная стойкость материалов также влияет на ресурс.

2. Соединения должны иметь минимальную массу.

Технологические показатели характеризуют сте-пень совершенства ТП. ТП должны обеспечивать изготов-ление изделий с заданными показателями прочности и ресурса. Технолог должен знать, как влияют различные технологические решения на ресурсные, коррозионные и массовые характеристики. Необходимо предусматривать широкое применение средств механизации и автомати-зации выполнения соединений.

Надо учитывать необходимость надежного контроля качества выполнения соединений. ТП должен гарантии-ровать заданную степень прочности (с применением или без применения герметиков) соединений в кабинах пилотов, в пассажирских салонах, в баках для топлива, в приборных отсеках. Для поверхностей, которые выходят на наружные обводы, ТП должен обеспечивать требуемую гладкость.

Эксплуатационные показатели характеризуют ремонтопригодность соединения, удобство контроля и выполнения регламентных работ.

В экономических показателях отражаются затра-ты труда и средств на проектирование, изготовление и эксплуатацию соединения.

Технологические методы соединения болтовых высокоресурсных соединений.

Ресурс конструкции – важнейший показатель ее качества. В наибольшей степени ресурс соединения определяется конструктивными и технологическими факторами Рис. 2.18.

Рис. 2.18.

Ряд эксплуатационных факторов также влияет на поддержание заложенного конструкторами и реализован-ного в процессе изготовления конструкции ресурса соединений. Однако эксплуатационные факторы не создают какого-то нового значения ресурса по сравнению с заложенными в конструкцию при ее изготовлении.

Под величиной осевого натяга понимают усилие сжатия пакета, перпендикулярное плоскости соединения при постановке заклепок и болтов. Это усилие зависит от усилия расклепывания заклепки и затяжки болтов, определяемое крутящим моментом М_кр на ключе. Усилие Р, передаваемое через заклепочное или болтовое соединение, может быть выражено:

Р=Р_z + Р_тр,

где Р_z – усилие, передаваемое через ослабленное отверстием сечение листа;

Р_тр –усилие трения, передаваемое по контактным поверхностям.

Усилие Р_z может быть определено по формуле:

Р_z = σ_в∙F_z∙ γ,

где σ_в – предел прочности материала листа;

F_z - площадь сечения листа по ослабленному месту;

γ - коэффициент концентрации, учитывающий снижение прочности от наличия концентраторов напряжения.

γ=0,25…0,9

Величину Р_тр можно определить как

Р_тр = Q ∙f ∙i,

где Q - нормальное к плоскости соединения усилие от затяжки болта;

f - коэффициент трения для данной пары контактных поверхностей;

i - число пар контактных поверхностей.

Приближенно усилие от затяжки можно опреде-лить:

Q=

где d_о - наружный диаметр резьбы.

Увеличение затяжки Q приводит к увеличению силы трения по контактным поверхностям, разгружает ослаб-ленное сечение, уменьшает концентрацию напряжения. Все это приводит к движению ресурса, но так как его трудно рассчитать и сохранить величину М_кр затяжки во времени, получаемый прирост ресурса идет в запас прочности.

Пластичное упрочнение радиальным натягом поверхностного слоя отверстия образует большие сжимающие остаточные напряжения, уменьшающие концентрацию и амплитуду колебания напряжений по опасному сечению. Поэтому установка болтов и заклепок с большими натягами ведет к увеличению ресурса. Наибольшую усталостную прочность имеют клеевые, клееклепаные, клеесварные соединения.

Режимы выполнения технологических процессов существенно влияют на ресурс соединений. Поэтому для получения высокого ресурса необходимо строго выполнять режимы. При сверлении и обработке отверстий под заклепки и болты следует выдерживать заданные скорости, подачу и глубину резания. Большая шероховатость, риски от инструмента на поверхности стенки отверстия снижают сопротивление усталости конструкции. Параметры, определяющие протекание процессов сварки, пайки, склеивания (сила тока, время, давление, температура и др.) должны строго выдерживаться в заданных пределах.

Вид термообработки определяет структуру мате-риала, его прочность, вязкость, пластичность. Крупнозернистая структура, высокая прочность, малая пластичность материала снижают сопротивление уста-лости конструкций. Кроме того, в высокопрочных мало-пластичных материалах трещина быстро развивается, образуется хрупкое разрушение, поэтому необходимо назначать такой вид термообработки, который бы одновременно обеспечивал требуемую прочность и необходимую пластичность материала.

От толщины и прочности защитных покрытий зависит стойкость материала к возникновению поверхностной коррозии, а также коррозии трения. Защитные покрытия следует выбирать таким образом, чтобы они не разрушались в заданный срок эксплуатации под воздействием переменных нагрузок и вредных факторов окружающей среды.