КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Болт-заклепочные соединения
Важным фактором повышения работоспособности точечных соединений является наличие осевого натяга достаточной и стабильной величины. Возможность обеспечения этого фактора наилучшим образом реализуется в болт-заклепочных соединениях, где достигается усилие сжатия пакета в пределах 60…70% от разрушающей нагрузки стержня. Осевой натяг в болт- заклепочных соединениях может быть обеспечен в сочетании с радиальным. Болт-заклепка состоит из двух деталей: стержня и кольца (рис.9.).
Рис.9. Конструкция болта-заклепки
Стержень имеет гладкую часть, равную толщине пакета, закладную головку, продольную часть с кольцевыми канавками, шейку и хвостовик. Стержни изготавливаются из стали 30ХГСА, сплава Д16П или титанового сплава ВТ16. Кольца изготавливаются из стали 15, сплава В65 точением или высадкой, из титанового сплава ВТ16 – точением. Для постановки болт-заклепок предусмотрены инструменты, предназначенные для выполнения следующих операций (Рис.10): - втягивание стержней болт-заклепок; - образование замыкающей головки болт-заклепочного соединения; - удаление дефектных болт-заклепок. Замыкающая головка образуется путем обжатия кольца специальной для каждого материала фильерой. В качестве инструмента для образования замыкающих головок применяются ручные и стационарные прессы, обеспечивающие поддержку закладной головки стержня, обжатие кольца и съем фильеры. Рис.10. Болт-заклепочное соединение: а – устройство болт-заклепки: 1-обжимное кольцо; 2-гладкий стержень; 3-полукруглая головка; 4-потайная головка; 5-средний участок стержня; 6-калиброванная проточка; 7-хвостовик; б – схема установки болт-заклепки: 1-корпус захватно-обжимного устройства; 2-обжимные губки; 3-соединяемый пакет; 4-стержень болт-заклепки; 5-обжимное кольцо; 6-губки отрывного устройства;
в - общий вид заклепочного соединения: 1-обжимноекольцо; 2-соединяемый пакет; 3-стержень Затраты труда на выполнение болт-заклепочных соединений в 1,3…2 раза меньше, чем по сравнению с обычными болтовыми соединениями.
Болтовые соединения. В современных самолетах и вертолётах широко применяют соединения болтами, которые различаются по типам, диаметрам, квалитетам точности и материалам. Болтовые соединения делятся на подвижные и неподвижные. В свою очередь неподвижные соединения бывают разъёмные и неразъёмные. И те, и другие могут быть с болтами, работающими на срез и с работающими на растяжение. В неподвижных соединениях болты используются в качестве крепёжного элемента, соединяющего несколько деталей узла. В этом качестве болты применяются и в тех случаях, когда требуется передать большие усилия, или в местах с ограниченным доступом. В подвижных соединениях болты, помимо этого, выполняют функции оси, вокруг которой поворачиваются различные элементы конструкции. Под неразъёмными понимаются болтовые соединения, которые при эксплуатации не разбираются. Разъёмные соединения в определённых случаях могут разбираться. Болтовые соединения, работающие на срез, подразделяются по конструктивным признакам на одно-, двух- и многосрезные. В односрезных соединениях листы могут быть соединены встык с подкладкой и внахлёстку. Болты изготавливают из стали 45, 30ХГСНА, Х17Н2, алюминиевых сплавов и из латуни. Применение титанового сплава ВТ16 снижает массу используемых в конструкции болтов на 40%. Около 80% соединений выполняются болтами с потайной головкой, а остальные – с выступающей, главным образом, шестигранной головкой. В общем случае технологический процесс выполнения болтового соединения состоит из следующих операций: сжатия пакета, сверления, чистовой обработки отверстий, снятия фасок и заусенцев по кромкам отверстий, вставки болта в отверстие, надевания шайбы, наживления, завинчивания и контровки гайки.
Наиболее трудоемким элементом технологического процесса выполнения болтового соединения является образование и чистовая обработка соединений. При образовании болтового соединения по 6-му квалитету более 70% трудоемкости приходится на образование и обработку отверстий с помощью разверток. При использовании протяжек доля времени, приходящаяся на образование и чистовую обработку отверстий, снижается до 35% общей трудоемкости выполнения соединения. Более 20% трудоемкости приходится на вставку болта, установку шайбы, наживление и завинчивание гаек. Постановка болтов по легкопрессовой и другим напряженным посадкам является особо трудоёмкой операцией. Для уменьшения усилий запрессовки болтов применяют смазки ЦИАТИМ-201, петролатум и др. Навинчивание гаек (затяжка болтовых соединений) является весьма ответственной операцией. Величина затяжки полностью определяет работоспособность болтовых соединений, работающих на растяжение, и в значительной мере качество соединений, работающих на срез. Поэтому в особенно ответственных соединениях усилия стягивания пакета определяются величиной крутящего момента затяжки и выполняются тарированными гаечными ключами. Трудоёмкость выполнения болтовых соединений при одинаковых диаметрах, материалах, толщинах пакета и условиях подхода зависит от квалитета точности и применяемых средств механизации и больше трудоёмкости постановки заклёпок при тех же условиях в 10-15 раз. Поэтому их применение может быть оправдано только в тех случаях, когда болтовые соединения нельзя заменить менее трудоёмкими соединениями. Существенное влияние на ресурс болтовых соединений оказывают следующие факторы: - материал элементов конструкции и крепежа; - геометрические параметры швов болтовых соединений (расстояние от края листов и между болтами, число болтов в ряду и др.); - режимы и способы образования и обработки отверстий под болты (скорость, величина подачи и глубина резания при сверлении, развертывании или протягивании отверстий);
- характер посадки болтов в отверстия (с зазором, средним по величине или большим радиальным натягом); - величина затяжки болтов; - интенсивность и условия эксплуатации, погодные и климатические условия. Правильный учет всех факторов, выбор их оптимального соотношения позволяет получить высокоресурсные болтовые соединения. Совокупность конструктивно-технологических параметров болтового соединения должна обеспечивать благоприятное, с точки зрения долговечности конструкции, напряженно-деформированное состояние (НДС) в зоне соединения. Характер НДС в этой зоне определяется действующими эксплутационными нагрузками и величиной остаточных напряжений, возникших в деталях в процессе обработки отверстий под болты, напряжений, вызванных установкой болтов в отверстия с радиальным натягом, и напряжений от силы сжатия пакета деталей в результате свинчивания болтовых соединений. Для повышения ресурса конструкции особенно большое значение имеет характер посадки и затяжка при выполнении болтовых соединений. При установке болтов с большим натягом в поверхностном слое отверстий создаются значительные напряжения сжатия. Кроме того, происходит наклеп поверхностного слоя. При нагружении болтового соединения переменными нагрузками высокие напряжения от натяга уменьшают концентрацию напряжения в зоне отверстия. При больших натягах высокие напряжения сжатия препятствуют образованию переменных по знаку напряжений в зоне отверстия, которые особенно резко повышает сопротивление усталости конструкции. По этим причинам установка болтов в отверстие с высоким натягом способствует увеличению ресурса болтового соединения, который в 1,5…3,5 раза выше ресурса соединений с болтами, установленными с зазором.
Особенно ответственной операцией является затяжка болтов. В соединениях, работающих на растяжение болта, усилие от затяжки должно быть больше внешних усилий, воспринимаемых данным элементом конструкции. В противном случае произойдет «раскрытие» стыка и разрушение конструкции. В соединениях, в которых болт работает на срез, затяжка обеспечивает плотное прилегание всех соединяемых элементов и их равномерную работу при эксплуатации. Увеличение затяжки до 0,6…0,7 от предела текучести материала болта уменьшает концентрацию напряжений, задерживает возникновение и развитие коррозии трения по контактным поверхностям и вследствие этого существенно увеличивает усталостную прочность болтового соединения. Вместе с тем следует иметь в виду, что увеличение затяжки резко повышает жесткость болтового соединения и конструкции в целом. Герметизация соединений. В пассажирских и грузовых самолетах и вертолетах герметизируются кабины, приборные и грузовые отсеки. Назначение герметизации – поддержание избыточного давления в кабинах, предотвращение утечки топлива из кессон-баков, защита различных отсеков и агрегатов от проникновения в них агрессивных жидкостей и газов и попадания воды во время дождя. Утечки воздуха, газов или жидкостей в швах в основном происходят через зазоры между контактными поверхностями листов, между элементами крепежных элементов (заклепки, болты) и стенками отверстия в детали. Набольший эффект в части герметизации швов достигается сочетанием плотной посадки крепежных элементов с последующим нанесением герметизирующих материалов – специальных герметиков. Герметизирующие материалы имеют адгезию к соединяемым деталям и могут применяться в виде пленок, паст, жидкостей, лент и тканей, допускающих взаимное перемещение соединяемых деталей без нарушения герметизации. Степень герметизации разъемного болтового соединения зависит от посадки болта в отверстии и определяемых этой посадкой зазоров. Зазор можно, например, уменьшить с помощью уплотнительной пленки (Рис. 11, а). При герметизации болтовых соединений часто применяют способ уплотнения прокладками, которые располагаются на поверхности шайб (Рис. 11, б) или в специальных выточках. Рис. 11. Герметизация болтовых соединений: а – с помощью уплотнительной пленки; б – с помощью уплотнителя, заключенного в специальных проточках; 1 – уплотнитель; 2 – шайбы с проточками
Анкерные гайки герметизируют при помощи уплотнительных колец, помещаемых в канавки, расположенные на винте или корпусе гайки. Соединения с деталями малых диаметров чаще уплотняют с помощью прокладок или жгутов.
Рис. 12. Способы герметизации заклепочных соединений: а – с использованием кромок 1; б – нанесением герметика в полости 1; в – нанесением пленок 1; г – комбинированная герметизация: 1 – пленка; 2 - прокладка
Рис.13. Пазовая внутришовная герметизация: 1 – лонжерон; 2 – обшивка; 3 – герметичные заклепки; 4, 6 – пазы; 5 - заглушка
Поверхностный метод герметизации соединений, узлов и агрегатов осуществляется после окончания их сборки и поэтому не требует повышенной точности сборки. Герметизирующие материалы на поверхности соединений рекомендуется наносить только в зоне шва. Этот процесс имеет меньшую трудоемкость и цикл сборки. Внутришовный метод герметизации требует предварительной сборки деталей, соединений, узлов и агрегатов, их разборки для подготовки поверхностей деталей, соединений, узлов и агрегатов, удаления заусенцев, нанесения паст или прокладывания пленок и лент с прокалыванием отверстий в них и повторной окончательной сборки. Это в значительной степени усложняет и удлиняет процесс сборки изделия. Смешанный способ герметизации является наиболее трудоемким и дорогим и применяется главным образом при изготовлении емкостей для топлива, к которым предъявляются повышенные требования по герметизации. Материалы, применяемые в качестве герметиков, должны обладать высокой адгезией; температурной стойкостью (от —70 до +100 °С для обычных герметиков и до +300 °С для теплостойких); устойчивостью к воздействию окружающей атмосферы; вибростойкостью; устойчивостью к воздействию влаги, масла, бензина, керосина, агрессивных сред; малой плотностью; хорошей устойчивостью к коррозии.
Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 8292; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |