Havacılıkta Perçinleme: Uçağın Uçakta 'Metal Dikiş' sürecinin arkasındaki mühendislik prensibi
Uçak üretiminde perçinleme süreci kritik bir teknolojidir. Uçak neden kaynak yerine perçinleme işlemini kullanıyor? Öncelikle, üretim malzemelerine yakından bağlıdır—Kolayca kaynaklanmayan alüminyum alaşımlar gibi kompozit malzemeler. Uçak gökyüzünden geçerek yolcuların güvenliği ve güveninin sorumluluğunu taşıyor. Üretim malzemelerindeki herhangi bir kusur ölçülemez sonuçlara yol açabilir ve her zaman uçağın güvenli çalışmasını potansiyel olarak tehlikeye atabilir.
I. Perçinleme süreçlerinin temel ilkeleri ve sınıflandırılması
1. Temel P ilkeler
Perçinleme, perçin kullanarak birden fazla iş parçasını birleştiren mekanik bir sabitleme yöntemidir. Perçinler plastik deformasyon yoluyla kalıcı bağlantılar yaratır ve perçin sapı ve delik duvarı arasındaki parazit uyumu yoluyla transfer yükleri. Perçinleme işlemi tipik olarak konumlandırmayı içerir, damgalama , delici , şekillendirme ve serbest bırakma. Perçin, hem perçin kafası hem de genişletilmiş bir bölüm oluşturmak için perçin deliği içinde deformasyona uğrar, böylece iş parçaları arasında güvenli bir bağlantı kurar.
Uçak perçinleme işlemleri öncelikle aşağıdaki üç boyuta göre sınıflandırılır:
1. Sıcaklık kontrolüne göre:
- Soğuk perçinleme: Perçinleme oda sıcaklığında gerçekleştirilir ve çapları 10 mm'den daha az olan çelik perçinlerin yanı sıra demir dışı metaller, ışık metalleri ve iyi plastisiteye sahip alaşımlar için uygundur.
- Sıcak perçinleme: Perçinleme perçinleri belirli bir sıcaklığa ısıttıktan sonra gerçekleştirilir. Tipik olarak, çapları 10 mm'yi aşan çelik perçinler ısıtılır 1000–1100°C Sıcak perçinleme için, perçin çubuğunda birim alan başına 650 ila 800 MPa arasında değişen bir çekiç kuvveti ile. Sıcak perçinleme üstün gerginlik sağlar, ancak perçin çubuğu ve perçin deliği arasında bir boşluk kalır ve zorlu bulaşmaya katılmasını önler.
2. Perçinleme yöntemine göre:
- Başlangıçta, öncelikle perçin tabancaları kullanılarak gerçekleştirilen manuel perçinleme baskın yöntemdi. İşgücü yoğun olsa da, yüksek esneklik sundu.
- Endüstriyel gelişmelerle, mekanik perçinleme, verimliliği ve tutarlılığı artırmak için özel perçinleme ekipmanı kullanan birincil yaklaşım haline geldi.
3. Perçin Türüne göre:
- Katı perçinler: Katı metalden oluşan bu perçinler mükemmel güç ve dayanıklılık sergiler, bu da onları uçak yapılarında en yaygın kullanılan tip haline getirir.
- Hollow Rivets: İçi boş bir merkeze sahip veya tamamen içi boş olan bu perçinler ağırlık olarak daha açıktır, ancak daha düşük güç sunar, bu da onları hafif yüklü bağlantılar için uygun hale getirir.
- Kör Perçinler: Bir taraftan kurulan bu perçinler, bir kanadın iç yapısı gibi kolayca erişilemeyen yüzeyleri birleştirmek için idealdir.
II. Uçak imalatında perçinleme teknolojisinin özel uygulamaları
1. Uygulama senaryoları ve perçin seçimi
Perçinleme, uçak üretiminde yaygın olarak kullanılır ve öncelikle aşağıdaki yapılara uygulanır:
• Gövde yapısı: Bir uçağın gövdesi esas olarak ön gövde, orta bilge ve kuyruk bölümünden oluşur. Değişen boyutlardaki deriler ve gövde yapıları, perçinleme işlemi boyunca güvenli bir şekilde birleştirilir. Orta boyutlu bir yolcu uçağı vücudunda milyonlarca perçin içerirken, bir Airbus A380 tipik olarak yaklaşık 5 milyon perçin kullanır.
• Kanat Yapısı: Kanat, uçak için birincil asansör kaynağı olarak hizmet eder ve perçinleme için kritik bir bileşendir. Kanadın ön kenarındaki perçinler hareketli parçalardır ve karşı olmalıdır, yani yüzey kurulumdan sonra ciltle aynı hizada kalmalıdır. Bunu başaramama, hava akışı sırasında türbülansa neden olabilir ve bu da yakıt tüketiminin artmasına neden olabilir.
• Kuyruk yapısı: Kuyruk, uçağın perdesini ve sapmasını kontrol eden yatay bir stabilizatör ve dikey yüzgeç içerir. Kuyruğun stabilizatör ve hareketli kontrol yüzeyleri de perçinleme yoluyla bağlanır.
• Kompozit Malzeme Bağlantısı: Kompozit malzemeler, uçak yapılarının artan bir oranını oluşturduğundan ( 40–Modern savaş uçağlarında% 60), perçinleme teknolojisi özellikle kompozit malzeme bağlantıları için hayati önem taşır. Kompozit malzemeler minimal plastisite sergiler ve perçinleme sırasında darbe hasarına karşı hassastır, ileri perçinleme teknikleri ve süreçleri gerektirir
2. Perçin Malzemeleri ve Özellikleri
Uçak perçinleri için malzeme seçimi ve spesifikasyon standartları son derece katıdır. Malzeme gereksinimleri ne kadar katı? Havacılık ve uzay bileşenlerinden daha titiz!
Aşağıdaki faktörler öncelikle dikkate alınmaktadır:
Malzeme tipi:
- Alüminyum Alaşım Perçinleri: Öncelikle uçak derilerini bağlamak için kullanılan hafif uygulamalar için tercih edilen seçim.
- Titanyum alaşım perçinleri: daha yüksek güç sun (1100–1250 MPa) ve genellikle hava gibi kritik bileşenler için kullanılan üstün korozyon direnci zanaat Çerçeve yapıları ve iniş ekipmanı
- Paslanmaz çelik perçinler: Mükemmel korozyon direnci sağlar ve uzun süreli nem veya aşındırıcı ortamlara maruz kalan alanlar için uygundur.
Boyutsal tolerans:
- Çap toleransı: Uçak perçinleri olağanüstü yüksek boyutlu tutarlılık gerektirir. Örneğin, C919 yerli büyük uçaklarda kullanılan yerli perçinler için çap tolerans gereksinimi, bir saç çapının sekizte birine eşdeğer olan 0 ila 0.05 mm'dir.
- Delik çapı toleransı: Soğuk perçinleme için delik çapı perçin sapı çapına yakından eşleşmelidir, oysa sıcak perçinleme için delik ve sap çapları arasında biraz daha büyük bir farka izin verilebilir.
-Güç Gereksinimleri: Uçak perçinleri için spesifik güç gereksinimi, 1 metrekarelik bir alanda 10 otomobilin ağırlığını desteklemeye eşdeğer olan 1100 MPa kadar yüksektir. Farklı malzemelerden yapılmış perçinler değişen mukavemet seviyelerine karşılık gelir. Örneğin, titanyum alaşım perçinleri tipik olarak 2500N'yi aşan kesme mukavemetleri sergiler.
3. Proses parametreleri ve kalite kontrolü
Süreç parametreleri ve kalite kontrolü kritiktir ve titizlikle dikkate alınmalıdır. 1 mm'lik bir fark, uçağın parçalanmasına neden olabilir. Uçak perçinleme işlemi aşağıdaki parametrelerin sıkı kontrolünü gerektirir: perçinleme basıncı, perçinleme hızı ve perçinleme kuvveti.
Uçak perçinleme kalitesi gereksinimleri, 0 ila 0.05 mm'lik perçin çapı toleransı ile son derece sıkıdır. İlk perçin milyonuncu perçinle aynı olmalı Ulusal ve uluslararası standartlar perçin malzemeleri, boyutları, güç ve diğer özelliklere katı düzenlemeler uygular.