Изучение сборки-склейки сотовых конструкций

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Авиастроение»
Методические указания
к лабораторной работе № 4
по дисциплине «Технология композиционных материалов в авиастроении»
«Изучение сборки-склейки сотовых конструкций»
Ростов-на-Дону
2013г.
Составители: ассистент
Н.В. Рождественская
Методические указания к лабораторной работе № 4 по дисциплине
«Технология композиционных материалов в авиастроении» для студентов
специальности 151001 «Технология машиностроения».
1. Цель работы. Ознакомиться с «рулонной» технологией изготовления
полимерсотопласта, полимерсотоблока, сотовой конструкции, изучить
технологии склеивания в стационарных приспособлениях и вакуумавтоклавным методом, освоить расчёт параметров заготовки
полимерсотоблока.
2. Основные сведения.
Полимерсотопласты – это ячеистые материалы (обычно форма
ячейки шестигранная), напоминающие внешне пчелиные соты.
Сочетание лёгкого веса, высокой прочности, шумопоглощения
позволяет использовать их в авиации как заполнители хвостовых
отсеков лопастей, салонных перегородок, частей фюзеляжа,
шумопоглощающей облицовки гондол двигателей и иных деталей.
Наполнителями (армирующими элементами, воспринимающими
основную нагрузку) здесь служит специальная полимерная бумага,
реже – стеклоткани и другие виды тканей. Способ получения
полимерсотопластов называют «рулонным», потому что основные
стадии изготовления бумага или ткань проходит в виде рулона.
Наполнитель предварительно пропитывается аппретом – составом,
придающим определённые свойства (лучшее последущее сцепление со
связующим, увеличение жёсткости, пожаробезопасность и др.), затем
связующим (композицией из одной или нескольких смол со
специальными добавками). Полученный препрег «подсушивается» для
частичного или полного удаления липкости, затем поперёк рулона
через равные промежутки наносят клеевые полосы. Рулон разрезают на
отдельные листы, необходимое (рассчитанное) число листов
складывают в пакет, т.е. друг на друга, чередуя клеевые полосы
соседних листов в шахматном порядке.
После термообработки склеенный пакет и называется
полимерсотопластом. Из него вырезают (например, вырубают штампом
пресса с последующей фрезеровкой или шлифованием торцев)
заготовку будущей детали, равномерно растягивают её на специальном
устройстве для растяжки, надевают рамку, не дающую растянутой
заготовке сложиться обратно в пакет, и снова проводят
термообработку, фиксирующую заготовку в виде готовых сотов. Так
получают полимерсотоблок.
Затем с помощью мехобработки заготовке придают необходимую
форму и используют для изготовления сотовой конструкции, т.е.
авиационной детали, например, хвостового отсека лопасти или панели
фюзеляжа. Для этого сотоблок склеивают с обшивками и иными
указанными в чертеже деталями (нервюрами, металлическими
пластинами, окантовками и др.). Склейка сотовой конструкции
производится либо в автоклаве, либо в стационарном склеечном
приспособлении, оснащённом нагревателями и камерой давления.
3. Методика и пример расчёта количества листов препрега для
получения заданной чертежом ширины заготовки сотового блока.
Чтобы определить число листов препрега для сотов с шестигранными
ячейками используется формула:
n = (2∙b) / (a·3) ,
где
n – число листов наполнителя;
a – размер стороны ячейки, мм;
b – требуемая ширина сотов после растяжения, мм.
При стороне ячейки а = 4.2 мм
n = 0,275 · b
К расчитанному количеству добавляем листы на техприпуск – не менее 12
листов с каждой стороны – т.к. крайние ячейки плохо растягиваются.
Например, сотоблок хвостового отсека лопасти НВ с ячейкой 4.2 мм по
чертежу 396 мм. Это 109 листов, с учетом листов на крайние ячейки
набирают не менее 133 листов.
4. Методика выполнения работы и контрольные вопросы.
 Ознакомиться с изготовлением препрега АБТ на Лопастном
заводе ОАО «Роствертол». Какие стадии проходит бумага в
процессе производства препрега, какие изменения бумаги на
каждой из стадий? Какое оборудование используется?
 Ознакомиться с изготовлением полимерсотопласта. Какие
оборудование и оснастка используются? С какими целями
протяжка препрега при нанесении и сушке клеевых полос
осуществляется со строго определённой скоростью? Для чего при
сборке пакета необходимо клеевые полосы листа располагать
строго посередине между клеевыми полосами предыдущего
листа?
 Ознакомиться с изготовлением сотового блока. Какие оснастка и
оборудование используются? С помощью чего задаётся
необходимый размер ячейки? Какие два размера ячейки
бумажных сотов выпускаются на Лопастном заводе, указать
общее назначение сотовых блоков с крупными и с мелкими
ячейками? Что происходит с размером сотоблока по хорде при
растяжении заготовки? Какой размер заготовки необходим, если
хорда готового сотового блока должна составить 300мм? Для
чего производится шлифовка торцев заготовки сот перед
растяжкой?
 Ознакомиться с вакуумно-автоклавным изготовлением панелей.
Какова роль вакуумного мешка?
 Ознакомиться с изготовлением хвостовых отсеков лопастей в
стационарном
склеечном
приспособлении.
Указать
расположение
нагревателей
и
камеры
давления
в
приспособлении. Что такое склейка в один и в два перехода? В
чём преимущества использования клеевых плёнок перед
жидкими клеями?
 Выполнить расчёт числа листов бумаги для изготовления
сотовой панели шириной 420 мм, при размере ячейки 2.5 мм.
 По результатам работы составить отчёт. Ответы на контрольные
вопросы включить в отчёт в письменном виде.
5. Литература.
Б.Н. Слюсарь, М.Б. Флек, Е.С. Гольдберг, Н.В. Рождественская, С.Н. Шевцов
«Технология производства лопастей вертолётов и авиационных конструкций
из полимерных композиционных материалов», Ростов-на-Дону, 2013г.
В.Н. Крысин, М.В. Крысин «Технологические процессы формования,
намотки и склеивания конструкций» М.; «Машиностроение» 1989г., 235с.
Электронный вариант.
В.Е. Берсудский, В.Н. Крысин, С.И. Лесных «Производство сотовых
конструкций». М.; «Машиностроение», 1966г., 284с.