СПОСОБЫ ГЕРМЕТИЗАЦИИ КЛЕПАНЫХ ШВОВ И ИЗДЕЛИЙ

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЗАКЛЕПКИ

Кроме описанных ранее типов заклепок в самолетостроении применяют и специальные — заклепки с высоким сопротивлением срезу и заклепки для односторонней клепки.

Технология клепки такими заклепками и применяемый на Некоторых операциях и переходах инструмент несколько отлича­ются от рассмотренных ранее.

Рис. 13.10. Схема технологического процесса постановки заклепок с высоким сопротивлением срезу:

а — установка заклепки в отверстие; б — надевание кольца; в — обжатие кольца; г — заклепка после обжатия кольца; / — стержень заклепки; 2 — кольцо; 3 — обжимка;

4 — отход (излишний материал)

Заклепки с высоким сопротивлением срезу применяются в заклепочных соединениях, воспринимающих большие срезываю­щие усилия. В таких соединениях прочность на срез заклепок из легких сплавов недостаточная, а при использовании обычных стальных заклепок их необходимо перед постановкой в отверстие нагреть, что значительно усложняет выполнение работ.

Заклепка с высоким сопротивлением срезу состоит из двух частей: стержня 1 из стали ЗОХГСА и кольца 2 из алюминиевого сплава Д18 (рис. 13.10). Один конец стержня заклепки высажен в закладную потайную или плоскую головку, другой имеет спе­циальную кольцевую выточку. Стержень заклепки термически обработан до ст = 1250 МПа и отшлифован.

Технологический процесс образования соединения заклепками этого типа включает следующие основные операции: сверление, зенкование, развертывание или протягивание отверстий, поста­новку заклепок в отверстия, установку колец и образование замы­кающих головок заклепок. Все эти операции выполняются на обычном клепальном оборудовании, причем из всех применяемых при клепке инструментов специфической является лишь обжимка 3. Эта обжимка имеет отверстие для выхода излишнего материала после осадки кольца на стержень заклепки.

Рис. 13.11. Схема технологического процесса постановки заклепок с сердечни­ком:

/ — сверление отверстия: 2 — вставка заклепки в отверстие; 3 — образование замыка­ющей головки; 4 — обрыв сердечника; 5 — удаление выступающей части сердечника;

6 — готовое изделие

Заклепки с высоким сопротивлением срезу клепают на прессах одиночной клепки или пневмомолотком.

Заклепки для односторонней клепки применяются в местах, где нет доступа к замыкающей головке заклепки. В таких случаях применяются заклепки с сердечником (рис. 13.11) или гайкопи-стоны. Отверстия и гнезда для головок таких заклепок выполня­ются обычным инструментом.

СПОСОБЫГЕРМЕТИЗАЦИИ КЛЕПАНЫХ ШВОВ И ИЗДЕЛИЙ

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 заклепок (стержень, головка) и стенками отвер­стия в деталях. Уменьшить или полностью устранить утечки можно путем нанесения герметизирующих материалов в зоны утечки и применением плотной посадки заклепки в отверстие. Постановка вместо обычных заклепок заклепок с компенсатором и стержневых приводит к значительному повышению герметичности шва. На­ибольший эффект в части герметизации швов достигается сочета­нием плотной посадки заклепок с последующим нанесением герме­тизирующих материалов — специальных герметиков.

Герметизирующие материалы имеют адгезию к соединяемым деталям и могут применяться в виде пленок, паст и жидкостей, допускают взаимное перемещение соединяемых деталей без нару­шения герметизации. К герметикам предъявляются следующие требования: а) они должны обладать пластичностью, т. е. сохра­нять герметизирующие свойства при перепадах давлений рабочего тела, деформациях шва, воздействии высокой и низкой темпера-^Р; б) должны иметь сцепление не менее 0,98 МПа с поверх­ностями деталей, которое не должно нарушаться ^при воздействии статических и переменных нагрузок, различных температур, "атмосферных явлений и воздуха; газов или топлива; в) не должны оказывать вредного воздействия на людей и вызывать коррозион­ные процессы в зоне герметизации.

В самолето- и вертолетостроении применяется большое коли­чество разнообразных марок герметиков.

Герметики ВГФ-1 и У-2-28 работают при температуре от —60 (70) до +250 (300) °С на самолетах со скоростью М = 2... 3, а герметики У-ЗОМ, УТ-32, У-ЗОмэс-5, ВТУР — от —50 до +130 °С на самолетах и вертолетах со скоростями полета до 277,8 м/с.

Герметик может быть в виде пастообразной массы, раствора, пасты, жидкости, ленты или ткани, пропитанной герметиком.

Рис. 13.12. Зона герметизации швов и способы нанесения герметика:

а — укладка ленты; б — нанесение пасты шпателем; я — нанесение герметика кистью;

г — нанесение герметика поливом; / — обычный жгут; // — жгут с наплывом; /// — форма шпателей для нанесения жгутов; IV — местная герметизация стыка; V — местная герметизация заклепки (болта)

Состояние герметика зависит от количества входящих в него ком­понентов и определяет способ его нанесения и вид применяемого при этом инструмента и оборудования.

Ленты из герметизирующего материала или ткани, пропитан­ной герметиком, нарезают по ширине шва т с припуском 1,5-10'³ м на сторону. Ленты в зону шва укладывают вручную, условный индекс способа нанесения обозначен буквой (Л). На чертеже герме­тичного шва указывают марку герметика, толщину ленты и способ нанесения, например, если взят герметик У-20А в виде ленты, то обозначено У-20А (Л) (см. рис. 13.12, а).

Герметики в виде пасты наносят шпателем или шприцем, кото­рым присвоен индекс (Ш). Рекомендуемые размеры жгутов из пасты и система обозначения их на чертеже приведены на рис. 13.12, б. Наносимые кистью герметики разводят до состояния вязкотекучей жидкости, им присвоен индекс (К). На чертеже герметичного шва указывают марку герметика, зону герметизации, индекс (К) и количество слоев герметика, наносимого кистью (см. рис. 13.12, б).

Для нанесения герметика поливом, пульверизатором или окупанием его разводят до состояния подвижной жидкости. Этому процессу присвоен индекс (П) (см. рис. 13.12, г). После нанесения каждого слоя герметика кистью, пульверизатором или поливом дают выдержку для вулканизации — отверждения герме­тика. Важным свойством герметика является его жизнеспособ­ность, т. е. время, в течение которого герметик наносится на поверхности деталей, сохраняя свои адгезионные свойства — способность прилипать к поверхности деталей. По истечении определенного срока герметик.теряет свои свойства и в дальней­шем не может быть использован.

Учитывая жизнеспособность герметиков, приготавливают его непосредственно в цехе герметизации перед выдачей на рабочие места.

Герметизация клепаного шва осуществляется однимиз следую­щих способов:

внутришовной герметизацией, при которой герметики прокла­дываются между соединенными деталями (см. рис. 13.12, а);

поверхностей герметизацией, когда герметик наносится на внутренние (не обтекаемые воздушным потоком) поверхности соединяемых деталей (см. рис. 13.12, б, е);

смешанной герметизацией, включающей внутришовную, по­верхностную и герметизацию поливом (см. рис. 13.12, г).

При внутришовной герметизации операции по сборке, клепке и герметизации чередуются между собой, что в значительной степени усложняет и удлиняет процесс сборки изделия. При поверхностной герметизации изделие (панель отсека) сначала полностью собирают, клепают, контролируют, а затем герметизи­руют. Этот процесс имеет меньшую трудоемкость и цикл сборки. Смешанный способ герметизации является наиболее трудоемким и дорогим и применяется главным образом при изготовлении емкостей для топлива, к которым предъявляются повышенные требования по герметизации.

Процесс герметизации протекает в следующей последователь­ности:

а) внутришовная герметизация по схеме рис. 13.12, а;

б) поверхностная герметизация по схеме рис. 13.12, б;

в) герметизация поливом по схеме рис. 13.12, г.

При таком методе нанесение всех слоев герметика занимает 180 ч, а суммарная выдержка на воздухе в процессе герметизации (сушка отдельных слоев) — 230 ч, таким образом общий цикл работ по герметизации кессона-бака крыла длится 410 ч.

Сократить трудоемкость герметизации и время выдержки можно механизацией работ и принудительной сушкой слоев герметика путем нагрева (горячим воздухом, электроприборами и т. д.).

Рассмотрим кратко способы выполнения наиболее характерных операций герметизации клепаных соединений.

1. Обезжиривание поверхностей промывкой или пропиткой их бензином Б-70 или специальными смывками.

2. Нанесение герметиков на поверхность различными спосо­бами, а именно:

а) жидкие герметики наносятся кистью, пульверизатором или просто наливаются на поверхности. В последнем случае применя­ются специальные приспособления. Например, при поверхностной герметизации топливного отсека крыла изнутри на него наливают небольшое количество жидкого герметика, после чего отсек уста­навливают в специальное приспособление, в котором он вращается со скоростью 0,052... 0,105 рад/с. При вращении герметик разли­вается тонким слоем по внутренней поверхности отсека. Остав­шийся герметик сливается из отсека, а образовавшаяся на его внутренних поверхностях пленка герметика просушивается. При нанесении жидкого герметика в несколько слоев отдельно просу­шивается каждый слой. Пленка герметика сушится инфра­красными электролампами, горячим воздухом или сухим

•паром.

3. Термическая обработка некоторых герметиков (например, ТГ-18) при повышенной температуре. Для этого герметизируемые изделия помещают в специальные нагревательные камеры или установки, в которые подается горячий воздух.

4. Сборка и клепка герметизируемых изделий производится на том же оборудовании с применением тех же инструментов и приспособлений, что и негерметизированных.

5. Контроль качества герметизации заклепочных соединений (пооперационный в процессе клепки и общий по готовому изделию) осуществляется следующими методами:

а) созданием вакуума на испытываемом участке шва;

б) нагнетанием в контролируемое изделие сжатого воздуха в смеси с другими газами (например, аммиаком, фреоном и т. д.);

в) нагнетанием сжатого воздуха внутрь изделия;

г) заливкой топлива (керосина) при испытании на герметич­ность топливных отсеков.

Степень герметизации отдельных участков заклепочного шва герметической кабины контролируют методом вакуума и избыточ-

-ным давлением. При создании вакуума под прозрачным колпаком по вздутию мыльных пузырей определяют место утечки воз­духа.

Контроль степени герметизации кабины сжатым воздухом заключается в определении времени, в течение которого давление в кабине в результате утечки из нее воздуха падает от рц началь­ного до ркон конечного.

Допустимый перепад давлений в кабине за определенный про­межуток времени при ее испытании Лр == рц — ркон зависит от назначения кабины и условий ее эксплуатации. Так, для гермети­ческих кабин самолетов перепад давлений Лр = 0,04... 0,07 МПа при рц = 0,15... 0,18 МПа и ркон = 0.11 МПа, время снижения давления от рц до ркон равно 1 ч.

Рис. 13.13, Схема контроля герметичности галоидным методом с применением течеискателя ГТИ-2:

/ — подвод смеси азота с фреоном; 2— контролируемый отсек крыла; 3 — щуп течеи­скателя ГТИ-2; 4 — телефон: V — скорость перемещения щупа течеискателя.

Испытание кабины методом давления позволяет определить общую степень ее герметизации, но не дает возможности уста­новить места утечки воздуха. Для определения мест утечки воздуха пользуются методом вакуума или нагнетания сжатого воздуха, смешанного с аммиаком, в количестве 1 % объема кабины. В по­следнем случае на испытываемые швы накладывают бумагу, про­питанную 50 %-ным раствором азотнокислой ртути, которая в местах утечки из кабины смеси воздуха и аммиака покрывается темными пятнами.

Топливные отсеки чаще всего испытывают на герметичность заливкой в них керосина. Перед испытанием заклепочные швы топливного отсека снаружи покрывают раствором мела в воде и затем его просушивают. В испытуемом топливном отсеке ке­росин находится под давлением рц, величина которого обуслов­лена техническими условиями. При испытании на меловой окраске топливного отсека в местах утечки образуются темные пятна.

Для контроля герметичности применяют различного вида течеискатели. Это позволяет более объективно оценить качество изделий и способствует механизации и автоматизации процесса контроля. На рис. 13.13 приведена схема контроля герметичности с применением галоидного течеискателя типа ГТИ-3.

Проверяемое на герметичность изделие заполняют смесью фреона с воздухом под избыточным давлением. Клепаные швы про­веряют щупом, а по шкале прибора наблюдают за утечкой. Галоид­ный метод контроля герметичности обладает высокой чувствитель­ностью.

В случае обнаружения утечек производят дополнительную гер­метизацию, устанавливая заклепки большего диаметра или нанося Дополнительный слой герметика.