飞机铆接装配故障分析与解决办法

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　　[摘 要]飞机行业的快速发展，在造飞机技术上的要求也越来越严苛，其中飞机结构铆接是飞机装配的重要环节，在保证飞机结构的需求同时，要符合外形气动的要求，还要遵循飞机设计思想。飞机结构铆接是飞机装配的重要过程之一。除了可以保证飞机结构的刚性需求还要符合外形气动的要求，也是贯彻飞机设计思想的过程。但是，飞机铆接装配过程中会出现很多不可预测的不定因素。
　　[关键词]飞机；铆接装配；故障诊断；解决方法
　　中图分类号：G711 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0099-01
　　铆接是进行飞机装配的重要工程，它既要承载设计师设计思想的表达，还要保证飞机在造型完美的情况下达到刚性需求。然而，铆接装配中总会出现各种不良现象，如零件超差、干涉现象、鼓动问题、阶差现象、间隙问题、复合材料结构损伤等问题。面对随时可能出现的铆接装配问题，工作人员兵来将挡水来土掩，总能找到绝佳的途径来解决。
　　1常见故障类型
　　飞机在制造过程会由于人为因素和非人为因素出现装配故障，最常见的有以下几种类型。
　　1.1 零件尺寸超差
　　飞机制造过程由于工装可能会出现零件尺寸超差等问题，所谓尺寸超差，顾名思义即超出了公差范围，实际尺寸已经无法满足图纸或技术规范的要求。例如一个长度为 10 的尺子，上公差为 +0，05，下公差为 0，如果实际成品尺寸为 10.06，即为超差。飞机装配过程如果出现尺寸超差，将会导致强度和装配的问题。如果超差零件成本低，则可以优先采取更换零件的方案 ；如果成本零件高，要考虑实际的超差情况，在能补偿的情况下优先采取补偿方案。
　　1.2 阶差现象
　　装配过程之所以会出现阶差现象，主要原因还是在于装配技术存在缺陷和公差积累。例如当飞机的底部结构和中部结构对接后其外部却不能平滑过渡时便是因为飞机的边梁部位在装配过程出现阶差。面对这种问题，如果现象轻微，进行调整即可 ；如果现象严重，则必须更换零件进行重新装配。
　　1.3 干涉现象
　　装配零件不存在尺寸超差的情况下，也有可能出现另外一种问题：干涉现象。出现该问题的主要原因是装配技术存在缺陷或者公差的持续积累。如果问题轻微，进行调整就可以；遇到不可调的问题则要考虑重新装配或者视干涉情况进行修理。
　　1.4鼓动现象
　　所谓鼓动现象，即完成装配后的钣金零件出现大面积受力分布不均匀而导致个别部位弹性突起的现象。由于涉及到应力不均匀的问题，因此该现象经常见于飞机的地板、钛板、蒙皮等机构上。此外，除了装配过程出现的应力不均匀导致鼓动现象外，金属结构由于环境波动产生的热胀冷缩物理反应同样会导致鼓动现象。一旦出现该现象，飞机零件便会加速老化，大大缩短各部位零件寿命，因此务必要及时采取补偿或者调整等方法来消除鼓动。
　　2故障问题的解决方法
　　2.1铆接零件间隙的处理措施
　　当铆接过程出现间隙，可以通过垫片填补或者调整零件结构来解决问题。例如当两个固定框通过盒型件进行连接时，在3 个零件都已经成为刚体的情况下，且无法再调整设计进行补偿，拼接在一起的时候依然会产生不可避免的间隙。原因就是制造零件时候的误差和进行装配时候的误差时刻都存在，从而导致每架飞机在装配2个固定框时所产生 的间隙也不同。面对这种问题，解决的途径便是在进行设计时，将盒件型的某侧变型为角材连接，并且盒件型和角材之间的连接面要相对较长，以便调整盒型件与角材铆接时候的位置，最终间接消除间隙。
　　2.2管壁粱超差的处理措施
　　某飞机的座舱罩管粱结构，某处管粱壁厚度尺寸未符合图纸要求，出现超差现象。由于该位置已经安装过盲孔螺母，再加上厚度超差，导致舱门合页的强度减小。如果要更换管梁，显然成本太高，所以可以考虑是否有补偿空间。通过分析，可以发现位于超差位置的盲孔螺母周围空间充足，可以尝试托板螺母与加强片组合来替代盲孔螺母，来实现增加强度的效果。关于加强片需要强调的是，既要有足够的修理空间，又要起到辅助托板螺母固定的作用，同时还扮演着铆接过渡的角色。又如在某型直升机的座舱罩管粱结构中，一处管梁壁厚度超差，厚度尺寸小于图纸要求。该位置属于舱门合页的安装位置，预先安装了盲孔螺母，由于厚度超差，导致强度变小。由于更换整个管梁的成本太高，我们优先考虑补偿方案。通过观察，我们发现超差处盲孔螺母周围的空间富余，可以用托板螺母结合加强片代替盲孔螺母的方法来增加该区域的强度。加强片的设计是关键，既要起到铆接过度的作用，又要在尺寸上 同时满足托板螺母的固定和修理操作的空间要求。
　　通过这样的解决办法，超差区域的强度得到了很大的补偿，在整个修理工程中也比较简单，容易操作，这种解决办法在外观上基本上没有任何变化，对于超差问题的解决有一定的优势，该解决办法亦适用于一些螺母孔超差的情况，在针对飞机上其他超差问题，还需要根据实际情况进行分析，提出相应的解决办法
　　2.3防火墙鼓动的处理措施
　　钛板是防火墙结构的主要材料，由于其在装配过程对应力格外敏感，因此极易发生鼓动现象。这不仅仅会产生噪音还会将零件外形大打折扣，如果长期维持这种现象不予修复，将会大大缩短零件寿命。防火墙钛板的厚度大约为0.5mm，对外界所能承受的应力值很低，因此最有效的办法便是增加钢度。具体方案为 ：1）制造 L 型角材 ；2）将其铆接到容易发生或者已经发生鼓动的区域，来增加钛板硬度。虽然这种方法貌似解决了钛板变形的问题，但是治标不治本，因为钛板表层应力并未得到釋放且零件外观已经产生形变。因此不妨从另外一个角度来解决根源，如提高工装技术等。
　　2.4复合材料损伤问题
　　常见的复合材料损伤一般都采用胶接修理技术，可根据损伤程度来选择不同的工艺方法。对于仅影响气动外观的小损伤，可进行装饰性的修理，目的是恢复气动光滑性，通过填充或者刷胶即可完成。小面积脱胶或分层可用注胶的方法进行修理，钻一些通到损伤层的小孔作为注胶孔和溢胶孔，加热胶液并用压枪注入孔中直至胶液从邻近的溢胶孔中溢出，固化后使修理区和未修理区连成一体。
　　结束语
　　综上所述，以上针对飞机铆接装配中常见的故障问题而提出的解决措施，其在实际中的应用都取得了一定的成效，同时对于如何提高飞机铆接装配效率仍然是其发展中需要注意的事项。目前在飞机制造中为了满足更多的要求，其设计也更加复杂，在此情况下便对飞机铆接装配水平的要求更高，一些装配中的故障问题也可能随之产生，故在工装技术上必须要不断的研究及突破，并加强无损检测技术的使用，以此来保证飞机铆接装配可以适应飞机结构的复杂化发展，保证其工装质量水平。
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