پرچین در حمل و نقل هوایی: اصل مهندسی فرآیند "دوخت فلزی" هواپیما در هواپیما
فرآیند پرچین در ساخت هواپیما یک فناوری مهم است. چرا هواپیما به جای جوشکاری از روند پرچین استفاده می کند؟ در درجه اول ، از نزدیک با مواد تولیدی گره خورده است—مواد کامپوزیتی مانند آلیاژهای آلومینیوم ، که به راحتی جوش داده نمی شوند. هواپیما از طریق آسمان صعود می کند و مسئولیت ایمنی و اعتماد مسافران را بر عهده دارد. هرگونه نقص در مواد تولیدی می تواند منجر به عواقب بی اندازه شود و به طور بالقوه عملکرد ایمن هواپیما را در هر زمان به خطر بیاندازد.
I. اصول اساسی و طبقه بندی فرآیندهای پرچین
1. پایه P اصول
Riveting یک روش اتصال مکانیکی است که با استفاده از پرچ ها به چندین قطعه کار می پیوندد. پرچ ها از طریق تغییر شکل پلاستیک اتصالات دائمی ایجاد می کنند و بارهای انتقال را از طریق تداخل بین ساق پرچ و دیواره سوراخ منتقل می کنند. فرآیند پرچین به طور معمول شامل موقعیت یابی است ، مهر زنی , سوراخ , تشکیل دهنده ، و رها کردن پرچ تحت تغییر شکل در سوراخ پرچ قرار می گیرد تا هم یک سر پرچ و هم یک بخش گسترده را تشکیل دهد و از این طریق ارتباط ایمن بین قطعه های کار برقرار شود.
فرآیندهای پرچین هواپیما در درجه اول با توجه به سه بعد زیر طبقه بندی می شوند:
1. با توجه به کنترل دما:
- پرچین سرد: پرچ در دمای اتاق انجام می شود و برای پرچ های فولادی با قطر کمتر از 10 میلی متر و همچنین فلزات غیر آهنی ، فلزات سبک و آلیاژها با انعطاف پذیری مناسب مناسب است.
- Riveting Hot: Riveting پس از گرم کردن پرچ ها به دمای خاص انجام می شود. به طور معمول ، پرچ های فولادی با قطر بیش از 10 میلی متر گرم می شوند 1000–1100°C برای پرچ گرم ، با یک نیروی چکش در هر واحد در میله پرچ از 650 تا 800 مگاپاسکال. پرچ داغ ، سفتی برتر را فراهم می کند ، اگرچه شکاف بین میله پرچ و سوراخ پرچ باقی می ماند و از شرکت در انتقال نیرو جلوگیری می کند.
2. با توجه به روش پرچین:
- در ابتدا ، پرچین دستی ، که در درجه اول با استفاده از اسلحه های پرچ انجام می شد ، روش غالب بود. در حالی که کار سخت است ، انعطاف پذیری بالایی را ارائه می داد.
- با پیشرفت های صنعتی ، پرچین مکانیکی با استفاده از تجهیزات تخصصی پرچ برای تقویت کارآیی و قوام ، رویکرد اصلی شد.
3. با توجه به نوع پرچ:
- پرچ های جامد: متشکل از فلز جامد ، این پرچ ها از قدرت و دوام بسیار خوبی برخوردار هستند و آنها را به عنوان بسیار پرکاربردترین نوع در سازه های هواپیما تبدیل می کند.
- پرچ های توخالی: با داشتن یک مرکز توخالی یا کاملاً توخالی ، این پرچ ها از نظر وزن سبک تر هستند اما استحکام کمتری دارند و باعث می شوند آنها برای اتصالات کم بار مناسب باشند.
- پرچین کور: از یک طرف نصب شده است ، این پرچ ها برای پیوستن به سطحی که به راحتی در دسترس نیستند ، مانند ساختار داخلی یک بال ایده آل هستند.
II. کاربردهای خاص فناوری پرچین در ساخت هواپیما
1. سناریوهای برنامه و انتخاب پرچ
پرچین به طور گسترده در ساخت هواپیما مورد استفاده قرار می گیرد و در درجه اول برای سازه های زیر اعمال می شود:
• ساختار بدنه: بدنه یک هواپیما عمدتاً از قسمت بدنه جلوی ، بخش میانی و بخش دم تشکیل شده است. پوست و سازه های بدنه با اندازه های مختلف از طریق فرآیند پرچین به هم پیوسته اند. یک هواپیمای مسافربری متوسط حاوی میلیون ها پرچ در بدن آن است ، در حالی که یک Airbus A380 به طور معمول تقریباً 5 میلیون پرچ دارد.
• ساختار بال: بال به عنوان منبع اصلی آسانسور هواپیما عمل می کند و یک مؤلفه مهم برای پرچین است. پرچ ها در لبه اصلی بال قطعات متحرک هستند و باید جلوی آن باشند ، به این معنی که سطح باید بعد از نصب با پوست بماند. عدم دستیابی به این هدف ممکن است باعث ایجاد تلاطم در هنگام جریان هوا شود و منجر به افزایش مصرف سوخت شود.
• ساختار دم: دم شامل یک تثبیت کننده افقی و باله عمودی است که زمین و خمیازه هواپیما را کنترل می کند. تثبیت کننده و سطوح کنترل متحرک دم نیز از طریق پرچ گذاری متصل می شوند.
• اتصال مواد کامپوزیت: به عنوان مواد کامپوزیت ، تعداد فزاینده ای از ساختارهای هواپیما را تشکیل می دهد (حسابداری برای 40–60 ٪ در هواپیماهای جنگنده مدرن) ، فناوری پرچین مخصوصاً برای اتصالات مواد کامپوزیت بسیار حیاتی است. مواد کامپوزیت حداقل انعطاف پذیری را نشان می دهند و در هنگام پرچین مستعد آسیب آسیب دیدند ، که نیاز به تکنیک ها و فرآیندهای پرچین پیشرفته دارد
2. مواد و مشخصات پرچ
استانداردهای انتخاب و مشخصات مواد برای پرچ های هواپیما فوق العاده دقیق است. الزامات مواد چقدر سختگیرانه است؟ حتی سختگیرانه تر از اجزای هوافضا!
عوامل زیر در درجه اول در نظر گرفته می شوند:
نوع ماده:
- پرچ های آلیاژ آلومینیوم: انتخاب ترجیحی برای برنامه های سبک وزن ، که در درجه اول برای اتصال پوست هواپیما استفاده می شود.
- پرچ های آلیاژ تیتانیوم: قدرت بالاتری را ارائه دهید (1100–1250 مگاپاسکال) و مقاومت در برابر خوردگی برتر ، که به طور معمول برای اجزای بحرانی مانند هوا به کار می رود کاردستی سازه های قاب و دنده فرود
- پرچ های استیل ضد زنگ: مقاومت در برابر خوردگی عالی را فراهم کنید و برای مناطقی که در معرض رطوبت طولانی مدت یا محیط های خورنده قرار دارند مناسب هستند.
تحمل ابعادی:
- تحمل قطر: پرچ های هواپیما نیاز به قوام فوق العاده بالایی دارند. به عنوان مثال ، نیاز به تحمل قطر برای پرچ های خانگی مورد استفاده در هواپیماهای بزرگ داخلی C919 0 تا 0.05 میلی متر است که معادل یک هشتمین قطر یک مو است.
- تحمل قطر سوراخ: برای پرچین سرد ، قطر سوراخ باید از نزدیک با قطر ساقه پرچ مطابقت داشته باشد ، در حالی که برای پرچ های داغ ، تفاوت کمی بیشتر بین سوراخ و قطر ساق مجاز است.
-الزامات استحکام: نیاز خاص استحکام برای پرچ های هواپیما به اندازه 1100 مگاپاسکال است ، معادل حمایت از وزن 10 اتومبیل در یک منطقه 1 متر مربع. پرچ های ساخته شده از مواد مختلف با سطح قدرت متفاوت مطابقت دارند. به عنوان مثال ، پرچ های آلیاژ تیتانیوم به طور معمول نقاط قوت برشی بیش از 2500N را نشان می دهند.
3. پارامترهای پردازش و کنترل کیفیت
پارامترهای فرآیند و کنترل کیفیت بسیار مهم هستند و باید با دقت در نظر گرفته شوند. اختلاف 1 میلی متر ممکن است باعث تجزیه هواپیما شود. فرآیند پرچین هواپیما نیاز به کنترل دقیق پارامترهای زیر دارد: فشار پرچ ، سرعت پرچ و نیروی پرچ.
الزامات کیفیت پرچین هواپیما فوق العاده دقیق است و تحمل قطر پرچ در 0 تا 0.05 میلی متر است. پرچ اول باید با پرچم مین بار یکسان باشد استانداردهای ملی و بین المللی مقررات سختی را در مورد مواد پرچ ، ابعاد ، قدرت و سایر مشخصات اعمال می کنند.