ทำไมเครื่องบินถึงใช้หมุดย้ำนับล้านแทนการเชื่อม?

ถ้าเรามองดูเครื่องบินอย่างใกล้ชิดจะพบว่ามีตะปูมากมายบนผิวหนังของเครื่องบิน เรามักจะเห็นงานฝีมือตอกหมุดบนอาคารสะพานขนาดใหญ่บางแห่ง

ว่ากันว่าเครื่องบิน C919 ใช้หมุดย้ำนับล้าน และเครื่องบิน A380 ใช้หมุดย้ำมากกว่าห้าล้านชิ้น ——แล้วทำไมไม่เชื่อมระนาบโดยตรง แต่เลือกกระบวนการหมุดย้ำที่ดูยุ่งยากนี้

พยายามที่จะสูญเสียทุกกรัม

มีคำขวัญในอุตสาหกรรมการบิน: "Strive to save every gram" เพื่อลดน้ำหนักของเครื่องบิน วัสดุที่เบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ถูกนำมาใช้ในการผลิตเครื่องบินตามสภาพท้องถิ่น

เพื่อลดน้ำหนัก โดยทั่วไปแล้วผิวหนังของเครื่องบินจะถูกทำให้บางมาก ด้วยผิวที่บางเช่นนี้จึงเป็นเรื่องยากมากที่จะเชื่อมเข้าด้วยกัน

ยิ่งไปกว่านั้น ในเครื่องบินบางรุ่น ลำตัวเครื่องบินทำจากวัสดุอะลูมิเนียมซึ่งทนความร้อนได้ไม่ดี และกระบวนการเชื่อมจะทำให้เกิดความร้อนสูงระหว่างการเชื่อม ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่เหมาะกับเครื่องบินที่มีลำตัวอะลูมิเนียม

เครื่องบินโดยสารที่ทันสมัยที่สุดในโลกใช้วัสดุผสมในปริมาณมาก และวัสดุผสมก็จะได้รับความเสียหายจากการเชื่อมด้วยเช่นกัน การเชื่อมต่อระหว่างกันของวัสดุต่าง ๆ จะต้องได้รับการแก้ไขทางกายภาพ

โลดโผนมีเสถียรภาพและเชื่อถือได้มากขึ้น

ครั้งแรกที่ฉันขึ้นเครื่องบิน ฉันนั่งใกล้หน้าต่างของปีก เมื่อเครื่องบินเผชิญกับการขึ้นและลงของกระแสลม ปีกก็สั่นอย่างเห็นได้ชัดเช่นกัน และตอนนั้นฉันรู้สึกประหม่า...

เชื่อว่าเพื่อนๆหลายคนคงเคยเจอเหตุการณ์แบบนี้ หากเกิดการปั่นป่วนอย่างรุนแรง ปีกของเครื่องบินจะแกว่งขึ้นลงอย่างมาก

ในระหว่างการสั่นซ้ำๆ นี้ ผิวของปีกจะถูกยืดออกหรือถูกบีบ หากใช้กระบวนการเชื่อม ความแข็งแรงของรอยเชื่อมจะลดลงอย่างมากภายใต้การเปลี่ยนแปลงความเค้นซ้ำนี้

เมื่อเวลาผ่านไป จุดเชื่อมเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเกิดรอยร้าวเล็กๆ หากไม่ถูกค้นพบทันเวลา จะเป็นอันตรายอย่างมากต่อความปลอดภัย

โดยปกติแล้วเครื่องบินพลเรือนต้องประจำการนานกว่าสิบปี และรอยเชื่อมมักจะเกิดปัญหาความล้าของโลหะ และผลการเชื่อมต่อก็ไม่เหมาะ การตอกหมุดสามารถลดการส่งผ่านแรงสั่นสะเทือนระหว่างข้อต่อได้ จึงช่วยลดความเสี่ยงของการแตกร้าว สำหรับการเปลี่ยนแปลงความเครียดซ้ำ ๆ ความแน่นจะดีกว่าและเชื่อถือได้มากกว่า

การโลดโผนช่วยอำนวยความสะดวกในการผลิตเชิงปริมาณและลดต้นทุนการบำรุงรักษา

คุณภาพการเชื่อมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับทักษะของผู้ปฏิบัติงาน การเชื่อมจะบางลงและหนาขึ้น และความสุ่มก็ค่อนข้างใหญ่ ยังคงเป็นเรื่องยากที่จะกำหนดมาตรฐานที่เป็นเอกภาพ

หมุดย้ำที่ใช้ในกระบวนการตอกหมุดมีข้อผิดพลาดของพารามิเตอร์น้อยมาก และง่ายต่อการควบคุมคุณภาพและการผลิตที่ได้มาตรฐาน

เราทุกคนทราบดีว่าเมื่อมีการผลิตเครื่องบิน จะมีข้อกำหนดสูงสำหรับการกำหนดมาตรฐาน

สิ่งที่สำคัญที่สุดในอุตสาหกรรมการบินคือความสม่ำเสมอของคุณภาพ เครื่องบินมีหมุดย้ำหลายล้านหมุด และหมุดแรกที่ผลิตจะต้องเหมือนกันทุกประการกับหมุดย้ำนับสิบล้านหลังจากนั้น

ความแข็งแรงเฉพาะของหมุดยึดบนเครื่องบินจะต้องสูงถึง 1,100 MPa ซึ่งเทียบเท่ากับน้ำหนักของรถยนต์ 10 คันบนพื้นที่ 1 ตารางเซนติเมตร ความแม่นยำในการตัดเฉือนของหมุดย้ำถึงการควบคุมระดับไมครอน

หลักการนี้คล้ายกับเครื่องบินขนาดใหญ่นั่นเอง ไม่ใช่เรื่องยากเกินไปสำหรับประเทศขนาดใหญ่ที่จะผลิตเครื่องบินขนาดใหญ่ขั้นสูง แต่เป็นความท้าทายอย่างยิ่งในการผลิตผลิตภัณฑ์เดียวกันหลายหมื่นลำ

หมุดย้ำไม่เพิ่มแรงต้านอากาศพลศาสตร์ แต่ลดแรงเสียดทาน

เพื่อนๆ บางคนอาจสงสัยว่า: หมุดที่ยื่นออกมาเหล่านี้จะช่วยเพิ่มแรงต้านอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินหรือไม่? ในความเป็นจริงแล้ว หมุดย้ำที่ใช้ในด้านการผลิตการบินส่วนใหญ่เป็นหัวนูนและหมุดย้ำหัวจม

ภายในเครื่องบิน เนื่องจากไม่มีข้อกำหนดสำหรับรูปทรงแอโรไดนามิก จึงใช้หมุดย้ำหัวนูนที่มีต้นทุนต่ำและง่ายต่อการแปรรูปเป็นหลัก

หมุดย้ำหัวจมส่วนใหญ่จะใช้กับส่วนที่เรียบของเครื่องบิน ซึ่งสามารถลดแรงต้านของเครื่องบินได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในระหว่างการประมวลผลมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับความทนทานของฝาเล็บและโครงสร้างโดยรอบ เมื่อคุณสัมผัสพื้นผิวของเครื่องบิน คุณแทบจะไม่รู้สึกถึงการมีอยู่ของหมุดย้ำ

แอปพลิเคชั่นนี้ให้ผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง ตามข้อมูลที่เกี่ยวข้องในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 หลังจากใช้หมุดย้ำจม ความต้านทานของเครื่องบินจะลดลงประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์

จะเปลี่ยนหมุดหักได้อย่างไร?

โดยทั่วไปจะใช้หมุดย้ำแช่แข็งแทน กล่าวคือ หมุดจะถูกตรึงอย่างรวดเร็วหลังจากดับ และต้องตรึงหมุดภายใน 15 นาทีเมื่อใช้งาน

ความแข็งแรงของหมุดย้ำแช่แข็งนี้จะเพิ่มขึ้นภายใต้สภาวะอุณหภูมิปกติ ซึ่งจะช่วยเพิ่มความมั่นคงของโครงสร้างหมุดย้ำ

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าหมุดหลุด

ตะปูที่หลวมอาจทำให้เครื่องบินแสดงข้อความผิดพลาด ทำให้พนักงานซ่อมบำรุงเครื่องบินต้องทำงานล่วงเวลาเพื่อหาตะปูปลอม

ในปี 2559 เพื่อขจัดข้อบกพร่องของเครื่องบิน A320 เจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาสามวันสามคืน หลังจากตรวจสอบข้อผิดพลาดที่เป็นไปได้ทั้งหมดทีละรายการ ในที่สุดพวกเขาก็พบว่ามีพินข้อมูลจำนวนหลายร้อยพินที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 1 มม. .

แม้ว่าจะเป็นงานที่ต้องทำมากในการแก้ปัญหาเรื่องเล็บ แต่ก็ไม่จำเป็นต้องกังวล สกรูการบินเป็นแบบล็อคตัวเองและมีโอกาสคลายตัวน้อยมาก

ดังนั้นภายใต้ข้อจำกัดต่างๆ เครื่องบินส่วนใหญ่ที่เห็นในปัจจุบันจึงถูกตอกตะปูเข้าด้วยกัน

หนังเครื่องบินที่กระจัดกระจายจะถูกร้อยเป็นเกลียวด้วยหมุดย้ำ และในที่สุดพวกมันก็สามารถกลายเป็นชุดต่อสู้กลางอากาศได้ ทำให้ปีกเครื่องบินสามารถเต้นได้อย่างยืดหยุ่น

ลิงค์ที่เกี่ยวข้อง: เกี่ยวกับกระบวนการโลดโผน

การโลดโผนด้วยแรงดันเป็นวิธีการโลดโผน ซึ่งหมายถึงการใช้แรงดันภายนอกเพื่อเปลี่ยนความเป็นพลาสติกของวัสดุในโครงการโลดโผน เพื่อเข้าสู่ร่องสำเร็จรูปพิเศษในโครงสร้างสกรูและน๊อตโลดโผน เพื่อให้บรรลุการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ระหว่าง ชิ้นส่วน

เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำธรรมดา แผ่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ แผ่นทองแดง และวัสดุอื่นๆ วัสดุบางชนิดที่มีวัสดุที่ดีเยี่ยม เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมและแผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนสูง โดยทั่วไปจะใช้หมุดย้ำน็อตหมุดที่มีความแข็งสูงเป็นพิเศษ ดังนั้นเหล็กกล้าไร้สนิมจึงไม่ค่อยถูกนำมาใช้กับหมุดย้ำทั่วไปและชิ้นส่วนโลหะแผ่นน็อตหมุดรีเวท . สกรูและน็อตตอกหมุดย้ำเป็นแบบเดียวกับสลักหมุดย้ำ ใช้เหล็กกล้าไร้สนิมน้อยกว่า

ผ่านการวิเคราะห์กระบวนการโลดโผนและการแนะนำชิ้นส่วนโลดโผนทั่วไปและกระบวนการของพวกเขา รวมกับวิธีการควบคุมคุณภาพของกระบวนการโลดโผน จะมีการกล่าวถึงกระบวนการโลดโผน

เนื้อหาวิดีโอ แนะนำให้ดู Wi-Fi

1. กระบวนการโลดโผน

1. ต้องเปิดขนาดรูก้นโลดโผนตามตารางขนาดมาตรฐานของรู

2. ยกเว้นกรณีพิเศษ (เช่น: หลังจากการชุบผิวของแต่ละขั้นตอนเสร็จสิ้นแล้ว มีการรบกวนการโลดโผน) การรักษาพื้นผิวของผลิตภัณฑ์จะต้องเสร็จสิ้นก่อนกระบวนการโลดโผน

3. เมื่อเลือกสีพื้นผิวของชิ้นส่วนที่ตอกหมุดและสีการรักษาพื้นผิวของชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์ โดยปกติเมื่อเลือกสีชุบสังกะสีบนชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์ ส่วนที่ตอกหมุดจะสอดคล้องกับชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์ มักจะเป็นสังกะสีสีน้ำเงิน สังกะสีสีขาว เมื่อนิกเกิลและออกซิเดชัน ชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์พิเศษถูกตอกหมุดก่อนการรักษาพื้นผิวและจำเป็นต้องเชื่อมและเสริมความแข็งแรง มีการใช้ชิ้นส่วนหมุดย้ำชุบนิกเกิล เนื่องจากสารเคมีของสารเคลือบผิวส่งผลต่อคุณภาพของการเชื่อม

2. บทนำและข้อกำหนดด้านเทคโนโลยีการประมวลผลของชิ้นส่วนโลดโผนที่ใช้กันทั่วไป

(1) น็อตโลดโผนและข้อกำหนดกระบวนการ

เมื่อแผ่นอะลูมิเนียมของน็อตหมุดย้ำฟันมีขนาด t น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.0มม. รหัสการประมวลผลของน็อตหมุดย้ำฟันคือ -0; เมื่อใช้วัสดุสแตนเลสในการตอกหมุดด้วยแรงดัน เนื่องจากวัสดุสแตนเลสนั้นค่อนข้างแข็ง มันจึงเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้น็อตหลุดหลังจากการตอกหมุดด้วยแรงดัน ดังนั้นโดยปกติแล้วการเชื่อมแบบจุดจะใช้เพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับน็อตใกล้กับแผ่นเพลท เมื่อทำการตรึงด้วยแรงกด การตรึงด้วยแรงกดของแม่พิมพ์จะต้องอยู่ในตำแหน่งเดียวกัน และส่วนที่ยื่นออกมาของน็อตจะต้องเข้าไปในเพลททั้งหมดโดยไม่เว้นช่องว่างใดๆ เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อน็อตและเพลทได้อย่างแน่นหนา แนวตั้งที่ดี

(2) หมุดย้ำแรงกดและข้อกำหนดของกระบวนการ

สตั๊ดโลดโผนประกอบด้วยสตั๊ดโลดโผนแบบรูทะลุและสตั๊ดโลดโผนแบบรูตัน บทความนี้จะแนะนำสตัดแบบเต็มรูและสตั๊ดรูตันสองประเภทเป็นหลัก ความแตกต่างระหว่างสตั๊ดแบบเต็มรูทะลุและสตั๊ดรูตันคือรูด้านในเปิดและความยาวของเกลียวแตกต่างกันหรือไม่ ในขณะที่ขนาดที่เหลือโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน

ข้อกำหนดด้านเทคโนโลยีการประมวลผลของสตั๊ดโลดโผนมีดังนี้: โดยทั่วไป สตั๊ดโลดโผนรูตันจะไม่ได้รับการรีรีตก่อนการชุบผิวด้วยไฟฟ้า จุดประสงค์คือเพื่อให้น้ำยาเคลือบโลหะไหลออกมามากที่สุดและป้องกันไม่ให้เกลียวสึกกร่อน

เมื่อดำเนินการตอกหมุดความดัน ต้องตอกหมุดแม่พิมพ์ในคราวเดียว และทุกมุมของหมุดจะต้องฝังอยู่ในแผ่นอย่างสมบูรณ์ และในขณะเดียวกันก็ต้องสอดคล้องกับพื้นผิวของชิ้นส่วน เพื่อให้ ความเรียบของแผ่นเพลตและความตั้งฉากกับสตั๊ดอยู่ในเกณฑ์ดี เมื่อความยาวสตั๊ด L มากกว่าหรือเท่ากับ 30มม. ตามการวิเคราะห์โครงสร้างและข้อกำหนดของกระบวนการ สตั๊ดจะต้องได้รับการเสริมแรงด้วยการเชื่อมแบบจุดเพื่อหลีกเลี่ยงการเอียงของสตั๊ด เมื่อใช้แผ่นเหล็กกล้าไร้สนิมในการตอกหมุดย้ำ ความเผื่อระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของแกนและขนาดของช่องเปิดแผ่นจะต้องรับประกันว่าอยู่ภายใน ±0.05 มม.

(3) สกรูยึดแรงดันและข้อกำหนดของกระบวนการ

สกรูโลดโผนแรงดันส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองประเภท: ประเภทหัวกลมและประเภทหัวหกเหลี่ยม: ส่วน S ของสกรูโลดโผนแรงดันหัวกลมคือหัวกลมและฟันดอกไม้ และวิธีการโลดโผนด้วยแรงดันนั้นเหมือนกันกับดอกไม้ น็อตโลดโผนดันฟันแนะนำก่อนหน้านี้; ประเภทหัวหกเหลี่ยม ส่วน S ของสกรูประกอบด้วยหัวหกเหลี่ยมและส่วนเว้า-นูน และวิธีการโลดโผนจะเหมือนกับสตั๊ดโลดโผน

ข้อกำหนดด้านเทคโนโลยีการประมวลผลของสลักโลดโผนมีดังนี้: โดยปกติแล้ว แผ่นเพลทที่มี t<1mm is not used for the riveting; the use of the mold must be in place at one time during the riveting, and all corners of the stud must be fully embedded in the plate, and at the same time It is consistent and flush with the surface of the part, so that the flatness of the plate and the perpendicularity to the stud are good. Because the S value of the riveting screw is usually large, it is easy to squeeze the material during the riveting, which will lead to the deformation of the part; when riveting the stainless steel screw on the stainless steel plate, the tolerance of the outer diameter of the screw and the size of the opening should be guaranteed to be within ±0.05mm .

(4) สกรูยึดแรงดันแบบหลวมและถอดไม่ได้และข้อกำหนดของกระบวนการ

โดยทั่วไป ในสถานที่ที่ต้องถอดและติดตั้งการยึดบ่อยครั้ง มักจะใช้สกรูยึดแบบถอดไม่ได้

ข้อกำหนดด้านเทคโนโลยีการประมวลผลของสกรูยึดด้วยแรงดันแบบไม่คลาย: ต้องใช้แม่พิมพ์พร้อมกันระหว่างการตอกหมุดด้วยแรงดัน แนวตั้งเป็นสิ่งที่ดี

(5) การหาตำแหน่งพินและข้อกำหนดทางเทคโนโลยี

ข้อกำหนดด้านเทคโนโลยีการประมวลผลของหมุดกำหนดตำแหน่งหมุดย้ำแรงดัน: เมื่อความยาว L ของหมุดกำหนดตำแหน่งมากกว่า 20 มม. ตามการวิเคราะห์โครงสร้างและข้อกำหนดกระบวนการ จะต้องเชื่อมหมุดกำหนดตำแหน่ง (การเชื่อมเฉพาะจุดที่หัวกลม) เพื่อเสริมแรง เพื่อหลีกเลี่ยงการเอียง การใช้แม่พิมพ์ระหว่างการโลดโผนด้วยแรงกดจะต้องอยู่ในตำแหน่งเดียวกันและหัวหน้าของพินตำแหน่งจะต้องฝังอยู่ในแผ่นอย่างสมบูรณ์และในขณะเดียวกันก็ต้องล้างออกด้วยพื้นผิวของชิ้นส่วนเพื่อให้ความเรียบ ของเพลตและการตั้งฉากกับหมุดกำหนดตำแหน่งนั้นดี

3. การควบคุมคุณภาพของกระบวนการโลดโผน

1. เนื้อหาการประมวลผลของกระบวนการโลดโผน: น็อตโลดโผน สกรู สตั๊ด และชิ้นส่วนโลดโผนฮาร์ดแวร์แบบกำหนดเอง (หมุดไกด์ เสารองรับตำแหน่ง ฯลฯ) โถรองมือไฟฟ้าสถิต ประแจโลดโผน ฯลฯ

2. สำหรับชิ้นส่วนโลดโผนที่อยู่ใกล้กับขอบของผลิตภัณฑ์หรือรอบนอกของรู ขอบของผลิตภัณฑ์หรือรอบนอกของรูจะผิดรูปอย่างเห็นได้ชัดหลังจากถูกตรึง ใช้มาตรการที่สอดคล้องกัน (เช่น การแก้ไขรูปร่าง/หรือการเจียร) ตามการเสียรูปและการขยายตัวของวัสดุ เพื่อให้ได้ขนาดและลักษณะการวาดตามข้อกำหนด

3. หลังจากการโลดโผน จะต้องไม่มีปรากฏการณ์คดเคี้ยวหรือโก่งตัว และต้องแน่ใจว่าด้ายและรูที่สอดคล้องกันนั้นมีศูนย์กลางร่วมกัน

4. วัสดุ ข้อมูลจำเพาะ และรุ่นของชิ้นส่วนโลดโผนต้องสอดคล้องกับภาพวาด และข้อกำหนดต้องไม่ผิด

5. หลังจากการโลดโผนแล้ว ส่วนรอบ ๆ ของชิ้นส่วนโลดโผนจะต้องไม่เสียรูปหรือนูนหรือเว้าอย่างเห็นได้ชัด และต้องไม่มีลายนูนหรือแม่พิมพ์ที่เห็นได้ชัดเจนซึ่งไม่สามารถปิดทับได้ด้วยกระบวนการเตรียมผิว

6. อย่าเอียงหลังจากโลดโผน ชิ้นส่วนที่ใช้โลดโผนต้องไม่คลายหรือหลุด และต้องทดสอบความแน่น แรงผลักและค่าแรงบิดต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของข้อบังคับ PEM สำหรับชิ้นส่วนโลดโผนตามข้อกำหนด

7. ก่อนโลดโผน จำเป็นต้องยืนยันทันเวลาว่าเครื่องหมายภายนอกของชิ้นส่วนโลดโผนที่ใช้ในสายการผลิตและวัตถุจริง (วัสดุ ข้อมูลจำเพาะ และรุ่น) ในถุงบรรจุภัณฑ์ตรงตามข้อกำหนดของภาพวาดหรือไม่ และไม่ว่าจะมี เป็นวัสดุผสมในถุงบรรจุภัณฑ์

8. หลังจากโลดโผนแล้ว ด้ายของชิ้นส่วนโลดโผนจะต้องผ่านการรับรอง กฎการผ่านคือผ่าน และกฎการหยุดคือหยุด