1. Устройство для клепки авиационных деталей

Постановка вопроса.

Уже более ста лет в авиапромышленности при изготовлении летательных аппаратов применяется метод клепки деталей между собой. Указанный метод заключается в том, что две соединяемые между собой детали, например металлический лист и металлический профиль, накладываются друг на друга, просверливаются. В просверленное отверстие вставляется заклепка. Шляпка заклепки прижимается к поверхности листа массивной поддержкой и удерживается руками клепальщика. Тонкий конец заклепки, с другой стороны соединения, расклепывается с помощью клепального молотка, который также держит рабочий. Таким образом, детали, с помощью заклепки, прочно соединяются между собой.

Проблема заключается в том, что рабочие-клепальщики через несколько лет работы заболевают т.н. «виброболезнью» и становятся инвалидами по причине вредности производства.

У нас в стране и за рубежом, с начала применения клепальных технологий в производстве, конструкторы пытались создать подобные безопасные устройства. Поиски были направлены по пути создания роботов и всевозможных устройств, повторяющих действия человека. Но такие устройства оказывались дорогостоящими, громоздкими и не надежными. Были достигнуты определенные успехи по созданию прессов для клепки, но эти прессы оказались эффективны только при клепке небольших плоских панелей.

РЕШЕНИЕ ВОПРОСА.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять клепку деталей, установленных в стапеле, с поверхностью любой кривизны и любого размера, при этом исключается вредное воздействие на человека.

Устройство отличается тем, что пресс, заменяющий пневмомолоток, и поддержка укреплены на двух половинах сердечника электромагнита, которые ориентируются рабочим относительно заклепки и, после подачи напряжения на электромагнит, сжимаются, жестко фиксируя тем самым клепальное устройство относительно заклепки. Подобно тому, например, как работает электрозамок известного всем «домофона». После этого включается пресс и расклепывается свободный конец заклепки. После выполнения операции клепки и отключения электромагнита, половинки сердечника разъединяются, и устройство переносится к следующей заклепке.

Для изготовления и внедрения устройства в производство, проектанту необходимо;

1. Изучить существующую технологию клепки с целью определения величин усилий, создаваемых между половинами сердечника разрабатываемого электромагнита и необходимого давления создаваемого прессом, а также определения оптимальных габаритов и веса устройства.

2. Рассчитать параметры электромагнита, обеспечивающего усилие сжатия половин сердечника не менее 500 кг.

3. Спроектировать устройство, с учетом оптимальных параметров, размеров и масс, определенных после выполнения п.п.1. и 2.

4. Изготовить устройство, согласно расчетам и чертежам по п.п.1-3.

5. Испытать устройство в условиях производства.

6. Разработать техническую документацию, включающую в себя паспорт устройства, необходимые чертежи и схемы, инструкцию по эксплуатации и др.

7. Представить экономический расчет, демонстрирующий целесообразность внедрения данного устройства.

8. Внедрить в серийное производство.

.

2.Устройство для выполнения точечной сварки деталей, установленных в стапеле и имеющих криволинейную поверхность

Постановка вопроса.

Одним из направлений совершенствования авиационных технологий является замена клепочных соединений сварочными соединениями. Так, при сборке фюзеляжа вертолета в стапеле, все шире применяется точечная сварка. Однако полностью отказаться от клепки, при сборке в стапеле, пока не удается. Дело в том, что сама сварка ведется пока не в стапеле, а на сварочном автомате установленном рядом со стапелем. Детали, подвергаемые сварке, предварительно устанавливаются в стапеле, затем фиксируются относительно друг друга с помощью технологических соединений типа болт-гайка, или с помощью клепки. После этого детали извлекаются из стапеля и свариваются на сварочном автомате. Полученный таким образом узел снова устанавливается в стапель, где соединяется с таким же узлом с помощью клепки.

Такая неоднородная конструкция имеет целый ряд недостатков, связанных с появлением зон – концентраторов напряжений, а также возникновением трудностей, при стыковке узлов из-за возникновения поводок, изменения их размеров и формы, во время перемещения деталей и узлов со стапеля на сварочный стол и обратно..

Решение вопроса.

Предлагается устройство для производства точечной сварки деталей, установленных непосредственно в стапеле, а не на сварочном автомате. Устройство позволяет производить весь объем сварочных работ при сборке фюзеляжа с одной установки в стапеле, что позволит избежать нежелательных поводок корпуса, изменения размеров и формы, а также возникновения лишних точек – концентраторов прочностных напряжений.

Устройство отличается тем, что электроды сварочного автомата устанавливаются на двух половинах сердечника электромагнита, который сжимает между собой детали подвергаемые сварке, а также фиксирует электроды относительно заранее намеченной точки сварки.

Точка сварки намечается (прожигается) на обеих сторонах свариваемого пакета с помощью лазерного излучателя, который предварительно устанавливается на одной из половин сердечника электромагнита. Во втором случае, отметка точки сварки производится вручную. Лазерный луч, нагревая металл, делает темную точку в зоне нагрева, с обоих сторон металлопакета, предназначенного в дальнейшем для сварки. После отметки точки, лазерный излучатель извлекается из сердечника электромагнита. На обе половины сердечника электромагнита устанавливаются электроды, против отмеченной точки. Они сжимают пакет и производится сварка. После выполнения сварки, электромагнит обесточивается и переносится на другое место, где операции повторяются.

Для изготовления и внедрения устройства в производство, проектанту необходимо: 1.Изучить существующую технологию точечной сварки, с целью определения величин усилий создаваемых между половинами сердечника электромагнита, а также между электродами сварочного автомата и определения габаритов и веса устройства.

2.Рассчитать параметры электромагнита обеспечивающего заданное усилие сжатия между половинами сердечника.

3. Выбрать, заказать и получить лазерный излучатель.

4. Спроектировать и изготовить узел крепления лазерного излучателя в одной из половин сердечника электромагнита.

5. Выбрать, заказать и получить сварочный автомат для производства точечной сварки.

6. Спроектировать и изготовить узлы крепления электродов сварочного автомата на половинах сердечника электромагнита.

7. Спроектировать и изготовить устройство согласно расчетам и чертежам по п.п.1 – 6.

8. Испытать устройство в условиях производства.

9. Разработать техническую документацию, включающую в себя паспорт, необходимые чертежи и схемы, инструкцию по эксплуатации и др.

10 Представить экономический расчет, демонстрирующий целесообразность внедрения данного устройства.

11. Внедрить в серийное производство.