Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Производство, техническая диагностика и ремонт самолёта. В 2 частях. Ч.1. Основные технологические процессы производства. Учебное пособие
.pdf
3.2. Упрочнение деталей методами пластического деформирования поверхности
61
лении времени обработки следует иметь в виду, что при значительной длительности обработки эффект упрочнения снижается. Всегда необходимо
знать оптимальное время обработки, которое указывается в соответствующих технологических документах. Основной инструмент для пневмодинамического упрочнения – пневмопистолет. Принцип, которого следующий:
по трубопроводу сжатый воздух попадает в профилированный канал, туда
же из специальной ловушки подаются шарики, смешиваясь, они с силой
ударяются об обрабатываемую поверхность и производят упругопластическое деформирование – наклеп. Отработанный воздух уходит через специальное отверстие в боковой стенке пистолета. С помощью данного приспособления при ремонте обрабатывают материал у вершины трещины, а также материал вокруг отверстий создающих концентрацию напряжений. Исследования показали, что это значительно уменьшает, а иногда и вовсе прекращает развитее трещин, повышает усталостную прочность, долговечность и коррозионную стойкость в условиях эксплуатации.
Пневмодинамическим способом производится упрочнение деталей
из титановых и алюминиевых сплавов, конструкционных и высокопрочных сталей, на установках, оборудованных сжатым воздухом.
На установках может производиться поверхностное упрочнение
одной или нескольких деталей, а пневмоустройствами – местное упрочнение поверхности детали. Местное упрочнение применяется для обработки
как внутренних, так и наружных поверхностей деталей.
Дробеметное упрочнение
Дробеметное упрочнение деталей проводится после окончательной
механической обработки, формообразования, зачистки поверхности и
комплектации в стапеле сборки, на специальной дробеметной установке.
Дробеметное упрочнение осуществляется путем ударения потока
дроби с поверхностью обрабатываемой детали, установленной напротив
дробеметного аппарата. Дробь приводится в движение лопастями вращающегося ротора (дробемета).
Упрочнение детали происходит в результате поверхностного пластического деформирования, возникающего от воздействия потока дроби
на деталь и вызывающего улучшение параметров качества поверхностного слоя, возникновение остаточных, сжимающих напряжений, повышение
микротвердости, улучшение микрогеометрии.
3. Техпроцессы изготовления и ремонта летательного аппарата
62
В качестве рабочих тел при дробеметном упрочнении деталей применяется стальная литая дробь ДСП 05 365 ГОСТ 11964–81 диаметром
0,6–0,8 мм из малоуглеродистой стали (ТИ-20-1-78).
Особенности упрочнения длинномерных тонкостенных деталей
[4. C. 17–18]
Особенностью упрочнения длинномерных тонкостенных деталей
является наличие поводок – изменений их форм и размеров. Причина этого явления – внутренние силы, возникающие в сечении при обработке
дробью каждой стороны детали. Внутренние силы (первоначально неуравновешенная эпюра остаточных напряжений по высоте сечения детали) приводятся к равнодействующей, положение которой по высоте сечения вызывает увеличение размеров (когда равнодействующая внутренних
сил совпадает с центром тяжести сечения детали), либо к увеличению
размеров и изменению форм (когда равнодействующая внутренних сил не
совпадает с центром тяжести сечения детали).
Изменение формы зависит от режимов обработки, их соотношения с жесткостью детали, схемы обработки, условий заделки обрабатываемой детали.
Увеличение линейных размеров деталей при упрочнении обратно
пропорционально толщине сечения, а изменение кривизны детали обратно пропорционально квадрату толщины сечения.
Выбор режимов упрочнения,
их эффективность
При известном диаметре дроби и принятой настройке дробеметов
выбор режимов упрочнения включает в себя:
− назначение скорости продольной подачи конвейера или рольганга;
− назначение интенсивности упрочнения каждой стороны детали по
участкам;
− оценку эффективности упрочнения.
Скорость продольной подачи конвейера или рольганга определяется из условий обеспечения гарантированного укрытия обрабатываемых
поверхностей отпечатками дроби – сплошности обработки. Гарантированная сплошность обработки должна составлять не менее 85 % на любом
3.3. Герметизация конструкции самолёта
63
из участков детали, находящейся в рабочей зоне воздействия потока дроби. Она обеспечивается расчетом и контролируется по утвержденному
контрольному образцу сплошности обработки.
Интенсивность упрочнения, измеряемая стрелой прогиба контрольных пластин, зависит от конструкции детали и определяется дифференцированием для каждой ее стороны, исходя из требований сохранения
исходной геометрической точности формы и одинакового удлинения одноименных участков, собираемых между собой деталей.
При упрочнении стрингерных панелей крыла, имеющих поперечную кривизну, полученную прессовым методом, необходимо учитывать
поле остаточных напряжений, создаваемых прессовой гибкой, и их влияние на внутренние силы, формируемые обработкой дроби.
При одинаковой интенсивности упрочнения стороны теоретического контура (ТК) и стрингерного набора (СН) внутренние силы, формируемые со стороны СН, будут больше внутренних сил, формируемых па стороне ТК, что может привести к частичному разгибу панели (уменьшению
поперечной кривизны). Поэтому интенсивность упрочнения со стороны
ТК должна превышать интенсивность упрочнения со стороны СН.
По проектным режимам с использованием методик, разработанных
НИАТ, может быть выполнен проверочный расчет деформационных поводок упрочненных деталей – удлинение и отклонение контура от шаблонов контура сечения.
Оценка эффективности упрочнения производится НИАТ на основании усталостных испытаний образцов, обработанных на режимах упрочнения конкретных деталей.
3.3. Герметизация конструкции самолёта
При обнаружении негерметичности и определении её мест производится ремонт. Предотвращение утечек достигается применением универсальных заклёпок, резиновых уплотнительных колец, уплотнением
соединений с помощью герметиков, уплотнительных лент.
Клепка универсальными заклёпками с применением топливостойких лаков, наносимых после клёпки на внутреннюю поверхность герметизируемого объёма, обеспечивает достаточно надёжную и долговечную
3. Техпроцессы изготовления и ремонта летательного аппарата
64
герметизацию. Резиновые уплотнительные кольца при ремонте заменяют
новыми, так как с течением времени они деформируются, стареют и теряют свои герметизирующие свойства.
Герметики
Герметиками были названы материалы, обеспечивающие непрони-
цаемость конструкций в летательных аппаратах. В отличие от других
средств герметизации их используют не в виде готовых деталей или изделий, а распределяют путем простых технологических операций в зонах
швов с последующей вулканизацией, после чего они способны обеспечивать герметичность в условиях перепада давлений, переменных температур и нагружений.
По внешнему виду, физическому состоянию и способу применения
герметики подразделяются на следующие основные группы.
1. Невысыхающие пластичные замазки. Являются первыми спе-
циальными герметиками, применявшимися в нашей и американской
технике в послевоенный период. В качестве примера: замазка тиоколовая и замазка У-20А.
Недостатками этих герметиков, ограничивающими область их
применения, являются неустойчивая герметичность и ограниченная теплостойкость (до +60 °С), что связано с текучестью под влиянием сжатия,
перепада давлений и особенно повышения температуры.
В настоящее время герметики этого типа не имеют широкого
применения и используются для герметизации только таких агрегатов,
которые не предназначены для эксплуатации при повышенных температурах и по отношению, к которым не предъявляется требований высокой
герметичности.
2. Высыхающие или вулканизирующиеся при повышенной темпе-
ратуре замазки. Обладают способностью превращаться в резиноподобные
материалы в результате испарения растворителя или процесса вулканизации, протекающего при повышенной температуре.
3. Самовулканизирующиеся пасты. Отличительной особенностью
этих герметиков является их способность переходить под влиянием вулканизующих агентов при комнатных температурах из пастообразного в
эластичное состояние, не давая при этом усадки. Это свойство, наряду со
стойкостью к топливу и устойчивостью к различным факторам старения,
3.3. Герметизация конструкции самолёта
65
сделало их весьма ценными герметизирующими материалами и обусловило их широкое распространение [9].
4. Клеевые герметики. Представляют собой пастообразную вязкоте-
кучую композицию на основе кремнийорганического каучука, катализатора
и наполнителей, вулканизующуюся при контакте с влагой воздуха с образованием резиноподобного материала. Клей-герметик Эласил 137-175М работоспособен в интервале рабочих температур от –130 до +300 °С и предназначается для склеивания широкой гаммы материалов, таких как: плиточная
теплозащита и теплоизоляционные материалы; кремнийорганические резины; ткани с кремнийорганическим покрытием между собой, а также с алюминиевыми, титановыми сплавами, сталью и фетром; стеклоткани и текстильные застежки с алюминиевыми сплавами, стеклопластиком и углепластиком; пленки ПЭТФ со стекло-тканью и стеклопластиком [10. C. 13].
5. Компаунды. Компаундами называют смесь компонентов на обра-
зующих химического соединения. Они бывают эпоксидными, полиуретановыми и силиконовыми. Из-за того, что жизнеспособность их небольшая
(от нескольких десятков минут до 6часов) смешивание компонентов проводят непосредственно перед применением вручную или миксерами.
Полная вулканизация наступает через 72 ч при комнатной температуре.
Эпоксидные применяют для приборной техники. Силиконовые (применяемые в авиации) являются топливостойкими.
6. Полимеризующиеся герметики. Жидкие вещества на основе ак-
рила, обладают высокой проникающей способностью, отверждение происходит при температуре 15–20 °С и полном отсутствии кислорода. Герметики работают от –60 до +150 °С.
Следующие группы герметиков редко применяются в авиационной
промышленности.
7. Мастики. Представляют собой высоковязкие резиноподобные
герметики после затвердевания.
8. Герметики в виде подвижных жидкостей. Подвижные жидкости
наносят разбрызгиванием или окунанием [10. C. 12].
Существует группа герметиков с малой плотностью типа ВПГ. Ра-
ботают в интервале температур 110–300 °С. После смешивания компонентов пеногерметики способны вспениваться и вулканизоваться без
применения нагрева с образованием мелкопористой структуры. В процес-
3. Техпроцессы изготовления и ремонта летательного аппарата
66
се вулканизации объем увеличивается в 2 раза. Их используют в качестве
заливочных материалов в приборной технике.
С развитием авиационной техники при разработке новых материалов улучшают отдельные характеристики, в первую очередь адгезионные,
технологические свойства, а также грибо- и тропикостойкость [10. C. 13].
Герметики непрерывно совершенствуются, улучшаются их долговечность, технологические характеристики и др. параметры.
Вулканизация герметика начинается сразу же после его изготовления. Время, в течение которого герметик, наносимый на поверхность
детали, не теряет своих адгезионных свойств (способности сцепляться с
поверхностью), называется жизнеспособностью герметика. Она измеря-
ется в часах и минутах и зависит от количественного соотношения составляющих веществ и температуры окружающей среды. Если герметик
использовать после истечения времени жизнеспособности, через короткий
промежуток времени он начнёт отслаиваться от поверхности, герметизация не будет обеспечена.
Применение герметиков
Особое внимание уделяется подготовки поверхности под герметизацию, так как опыт эксплуатации показал, что до 40 % течей через герметичные швы появляются из-за плохой подготовки поверхности деталей. Перед
герметизацией поверхности очищают от пыли, грязи, стружки, а затем
обезжиривают бензином или растворителем для обеспечения лучшей адгезии, с последующей сушкой в течении 10–15 мин. Герметики наносят на
анодированную поверхность алюминиевых сплавов, на окрашенные поверхности и на старый слой герметика. Во многих типах конструкций для
улучшения адгезии увеличения долговечности герметизирующих покрытий
применяют специальные подслои, наносимые пульверизатором.
Герметик наносят в один или несколько слоёв, что оговаривается в
технологии и в чертежах.
Герметизация бывает внутришовной, поверхностной и комбинированной (рис. 3.17).
Трудоёмкость поверхностной герметизации в 3–4 раза меньше внутренней. Поверхностную герметизацию рекомендуют применять, когда избыточное давление или среда действуют с одной стороны соединения, герметизация ведется после окончательной сборки и только в зоне шва (рис. 3.18).
3.3. Герметизация конструкции самолёта
67
а
б
в
Рис. 3.17. Виды герметизации: а – внутришовная герметизация;
б – наружная герметизация; в – комбинированная
а
б
в
г
Рис. 3.18. Поверхностная герметизация соединения:
а; б; в – герметизация пастами, замазками; г – герметизация поливом
3. Техпроцессы изготовления и ремонта летательного аппарата
68
Внутренняя герметизация рекомендуется как при одностороннем,
так и при двухстороннем воздействии рабочей среды. При этом требуется
предварительная сборка отсека или узла, их разборка, подготовка поверхности деталей к нанесению герметика, укладка слоев герметика и окончательная сборка. Зазоры между соединяемыми деталями не должны превышать 0,5 мм. Не стыковые швы рекомендуется выполнять прокладыванием уплотнительных резиновых колец под головки болтов. При использовании специальных типов заклепок или качественной клепке можно не
производить герметизацию замыкающих головок. Применение пастообразных герметиков увеличивает трудоемкость в два раза. После сборки
возможно проведение внутренней герметизации путем нагнетания герметика под давлением в пазы мест стыка, но имеется недостаток – необходимость высокой точности подгонки деталей и потребность в дополнительных отверстиях для впрыска герметика.
Комбинированная герметизация обеспечивает наибольшую герметичность отсеков и агрегатов, применяют при воздействии рабочей среды
с двух сторон соединения. По сравнению с двумя предыдущими способами наиболее трудоемкая и имеет большую массу.
Надежность герметичного соединения зависит:
− от типа и свойств герметизирующего материала;
− характера нагрузок, действующих на соединение;
− рабочей среды и температурного режима работы соединения;
− срока службы воздушного судна.
Наиболее трудоёмкая и длительная – это комбинированная и применяется она для изделий с повышенными требованиями к надёжности
герметизации.
Заклёпочные, болтовые, винтовые соединения дополнительно герметизируются с помощью прокладки под головки резиновых уплотнительных колец. Другие виды соединений герметизируются с помощью
клея или клеевой герметизирующей плёнки, ленты, пасты.
Большинство герметиков не универсальны и применяются в отдельности или в комплексе для каждого конкретного случая.
Испытания на герметичность отремонтированных соединений можно проводить через 10–15 часов после сушки последнего слоя герметика.
3.4. Металлические и неметаллические неорганические покрытия
69
Результаты проверок герметичности заносят в специальный прото-
кол. Все эти работы проводятся в присутствии ОТК. Контроль времени
падения давления может быть автоматизирован, в этих случаях протокол
не заполняется.
3.4. Металлические и неметаллические
неорганические покрытия
Способы получения покрытий
В зависимости от требований, предъявляемых к эксплуатационным
характеристикам деталей, различают три типа покрытий:
− коррозионно-защитные, применяются для защиты от коррозии
деталей в различных агрессивных средах;
− защитно-декоративные, применяются для декоративной отделки
деталей с одновременной защитой их от коррозии;
− функциональные, применяются для придания поверхности детали
специальных свойств (увеличения твердости, поверхностной электропроводности, улучшения электроконтактных свойств, паяемости, изменения
коэффициента трения (в любую сторону), увеличения износостойкости,
придания электроизоляционных, магнитных или каких-либо специальных
свойств), восстановления изношенных деталей или обеспечивающие защиту основного металла от особых сред (местная защита от цементации,
азотирования и пр.).
По способу нанесения покрытия бывают: химические, электрохи-
мические, диффузионные, металлизационные, контактно-механические.
Ведущее положение при ремонте и восстановлении деталей на за-
нимают электрохимические и химические способы.
Электрохимические покрытия по способу защитного действия де-
лятся на анодные и катодные.
Электрохимический способ с катодным
восстановлением металла [11. C. 16–17]
Катодные покрытия имеют более положительные электродные по-
тенциалы по сравнению с потенциалом металла, на который они нанесены. Медь, серебро, никель, золото, осаждённые на сталь, являются катод-
ными покрытиями.
3. Техпроцессы изготовления и ремонта летательного аппарата
70
Защитные свойства покрытий зависят не только от природы ме-
талла, но и от состава коррозионной среды. Олово по отношению к железу в растворах неорганических кислот и солей является катодным покрытием, а в ряде органических кислот (пищевых консервах) – анодным.
Катодные покрытия защищают металл детали механически, изолируя
его от окружающей среды. Основное требование к катодным покрытиям – беспористость.
Сущность процесса, при котором происходит наращивание ме-
талла на поверхность детали, заключается в том, что при прохождении
электрического тока через водный раствор солей металлов, электролит
распадается на противоположно заряженные ионы. При этом ионы с
положительным зарядом – в виде атомов металла и водорода – направляются к катоду и осаждаются на нем, а отрицательно заряженные частицы направляются к аноду.
На свойства гальванических покрытий и на ход осаждения метал-
ла оказывают влияние: температура электролита, плотность тока, распределение тока на катоде, состав электролита, подготовка поверхности
перед нанесением покрытия.
Плотность тока, т.е. отношение силы тока к площади покрытия,
влияет на структуру покрытия и скорость осаждения. При малых значениях плотность тока не велика, однако при её повышении возрастает
выход водорода из раствора. Атомы водорода внедряются в осаждённый металл, повышая его хрупкость и твёрдость, происходит
наводораживание.
Толщина осаждённого металла будет больше на тех участках ре-
альной детали, где возникает большая плотность заряда (выпуклые поверхности, края детали).
Для улучшения распределения тока на поверхности катода при-
меняют: аноды, повторяющие форму изделия; увеличивают расстояние
между катодом и анодом; также большое значение играет состав
электролита.
Наиболее распространёнными в авиаремонтном производстве ма-
териалами гальванопокрытий является хром, кадмий, цинк, бронза
(сплав медь-олово), олово, никель.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]