飛機(jī)電磁加熱鉚接技術(shù)分析研究

摘 要:電磁加熱鉚接技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了飛機(jī)冷鉚接所存在的不足,對(duì)提升飛機(jī)鉚接質(zhì)量有著比較重要的改善作用。本文通過(guò)對(duì)飛機(jī)電磁加熱鉚接技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的概述,結(jié)合我國(guó)電磁加熱鉚接技術(shù)在飛機(jī)鉚接過(guò)程中的實(shí)際情況,對(duì)具體的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行闡述,望能夠?qū)ξ覈?guó)飛機(jī)應(yīng)用電磁加熱鉚接技術(shù)有所指導(dǎo)意義。 
中國(guó)論文網(wǎng) http://www.xzbu.com/8/view-6865955.htm
  關(guān)鍵詞:飛機(jī)鉚接;電磁加熱;分析研究 
  一、飛機(jī)電磁加熱鉚接技術(shù)概述 
  鉚接技術(shù)作為對(duì)飛機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)鏈接和修理最為關(guān)鍵的方法,主要應(yīng)用在飛機(jī)機(jī)壁結(jié)構(gòu)上將蒙皮和部分物件進(jìn)行鏈接,1970年之前飛機(jī)鉚接技術(shù)中還主要是采用冷鉚技術(shù)為主,冷鉚中主要采用氣動(dòng)錘鉚、液壓壓鉚兩種方法,分別采用冷氣作為鉚接動(dòng)力,冷鉚中所采用的鉚槍體積小,重量較輕,所以使用也就比較方便,這種鉚接技術(shù)能夠有所發(fā)展也是因?yàn)檫@一大優(yōu)勢(shì)。 
  1970年以后,隨著當(dāng)代飛機(jī)設(shè)計(jì)使用壽命和可靠性的要求越來(lái)越高,大量欽合金、高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用越來(lái)越多,由于欽合金鉚釘?shù)挠捕雀撸苄圆睿T接時(shí)鉚釘桿的膨脹量小,不易填滿鉚孔,難以形成墩頭,并且經(jīng)常產(chǎn)生裂紋,這就不得不采用新的熱鉚接方法和工藝。國(guó)外如美國(guó)、俄羅斯熱鉚接設(shè)備主要采用電阻加熱的原理給鉚釘加熱后鉚接,如美國(guó)的隱形飛機(jī)機(jī)件大量采用熱鉚接方法,熱鉚接后基本看不出鉚釘?shù)暮圹E。 
  到目前為止,磁感應(yīng)加熱原理的熱鉚接技術(shù)在我國(guó)還沒有應(yīng)用到飛機(jī)結(jié)構(gòu)的鉚接,也無(wú)成型的電磁熱鉚接設(shè)備,因此開展電磁熱鉚接技術(shù)的研究研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電磁熱鉚接設(shè)備具有十分重要的意義。 
  二、飛機(jī)電磁加熱鉚接技術(shù)分析 
  (一)主要電路分析 
  飛機(jī)電磁加熱鉚接技術(shù)中將逆變主電路作為整個(gè)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)中的主要電路,另外還有整流電路、濾波電路等,感應(yīng)加熱之后的負(fù)載可以作為感應(yīng)線圈和被加熱工件,也可以等效看做一個(gè)電感或者是串聯(lián)的電阻,在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中為了能夠?qū)㈦娐分械墓β室驍?shù)以及逆變器的輸出功率進(jìn)行改變,一般會(huì)采取補(bǔ)償電容的方法,使補(bǔ)償后的負(fù)載在電源的工作頻率上諧振。由于電路工作于諧振頻率附近,此時(shí)振蕩電路對(duì)于基波具有最小阻抗,所以負(fù)載電流接近于正弦波,輸出電壓為近似方波。同時(shí)為避免逆變器上、下橋臂間的直通,換流必須遵循先關(guān)斷后開通的原則,在關(guān)斷與開通間必須留有足夠的死區(qū)時(shí)間。 
  (二)諧振頻率的跟蹤分析 
  由于該鉚接技術(shù)中所使用的逆變主電路中是利用串聯(lián)諧振方式,所以能夠?qū)Υ?lián)諧振的特點(diǎn)進(jìn)行全面表現(xiàn),在諧振的時(shí)候,電路內(nèi)部電流會(huì)達(dá)到最大的值,那么偏離諧振點(diǎn)的電流值就會(huì)不斷降低,所以在利用該鉚接技術(shù)的時(shí)候一定要對(duì)諧振電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督,以此判斷電路內(nèi)部精確變化,調(diào)整逆變器工作頻率點(diǎn)使輸出電流始終保持在最大極值工作狀態(tài)就能實(shí)現(xiàn)諧振頻率的自動(dòng)跟蹤,即可采用自校正極值尋優(yōu)控制算法讓逆變器工作在諧振頻率附近,功率因數(shù)接近于1。這樣既可滿足感應(yīng)加熱工藝,又保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定、提高電路的熱功效率和熱穩(wěn)定性。 
  (三)鉚接零部件的溫度控制分析 
  飛機(jī)電磁加熱鉚接技術(shù)在進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用的時(shí)候,必須根據(jù)實(shí)際情況,定制出專門的鉚接零部件,使用最多的零部件就是鉚釘,所以在此對(duì)鉚釘?shù)臏囟瓤刂七M(jìn)行分析。鉚釘?shù)臏囟仍诤艽蟪潭壬蠒?huì)決定著飛機(jī)鉚接效果的好壞,假若鉚釘溫度過(guò)高會(huì)對(duì)飛機(jī)需要鉚接的部位產(chǎn)生損傷,假若溫度過(guò)低,會(huì)導(dǎo)致鉚接過(guò)程很不順利,所以在進(jìn)行飛機(jī)實(shí)際鉚接的時(shí)候必須將鉚釘?shù)臏囟瓤刂圃谝?guī)定范圍內(nèi)。具體做法是通過(guò)進(jìn)行大量的試驗(yàn),將各種飛機(jī)材料以及不同尺寸的鉚釘放在進(jìn)行加溫,控制加熱時(shí)間,然后將鉚釘?shù)臏囟冗M(jìn)行記錄,存在飛機(jī)鉚接系統(tǒng)中,在進(jìn)行相關(guān)位置的鉚接時(shí),就可以參考相關(guān)的數(shù)據(jù)資料,對(duì)鉚釘?shù)臏囟冗M(jìn)行控制,避免溫度不適宜對(duì)鉚接位置或者鉚接過(guò)程造成阻礙。 
  (三)鉚槍的設(shè)計(jì)分析 
  鉚槍是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)電磁加熱鉚接技術(shù)最為關(guān)鍵的裝置,能夠提升飛機(jī)鉚接效率,實(shí)現(xiàn)加熱和鉚接工作的同步進(jìn)行。飛機(jī)電磁加熱鉚接技術(shù)中所使用的鉚槍能夠和空軍部隊(duì)中的氣動(dòng)鉚槍進(jìn)行匹配工作,也就是說(shuō)溫度加熱到一定程度之后就可以將內(nèi)部安裝的鉚釘進(jìn)行擊發(fā),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鉚接,但是還需要采用氣動(dòng)鉚槍進(jìn)行加固。 
  與此同時(shí),加熱裝置必須包括包括磁場(chǎng)吸收屏蔽裝置,這是因?yàn)檠b在氣動(dòng)鉚槍上的加熱裝置產(chǎn)生脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)會(huì)使線圈周圍所有金屬導(dǎo)體產(chǎn)生渦流發(fā)熱,而氣動(dòng)鉚槍材料本身是高強(qiáng)度鋼,它和加熱裝置靠得太近會(huì)使鉚槍本身發(fā)熱;同時(shí)開放的磁場(chǎng)對(duì)人體健康也有危害,所以必須嚴(yán)格的對(duì)脈沖磁場(chǎng)吸收。所以設(shè)計(jì)的電磁熱鉚槍應(yīng)包括加熱線圈、鉚釘夾持裝置、磁場(chǎng)吸收屏蔽裝置、骨架等,所有材料都應(yīng)是非金屬材料。 
  結(jié)論 
  電磁加熱鉚接技術(shù)作為一種新型飛機(jī)鉚接技術(shù),不僅在噪音處理上比其他鉚接技術(shù)好,還有這較高的熱效率,勞動(dòng)強(qiáng)度也不是很高,最為重要的是可以實(shí)現(xiàn)電磁鉚接和氣動(dòng)鉚接技術(shù)的一體化運(yùn)行,對(duì)于飛機(jī)鉚接質(zhì)量有著比較好的提升價(jià)值。 
  通過(guò)對(duì)飛機(jī)電磁加熱鉚接技術(shù)進(jìn)行分析,可以看出我國(guó)在對(duì)該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在飛機(jī)鉚接中的程度還不是很熟練,所以相關(guān)部門必須加大電磁加熱鉚接技術(shù)的宣傳力度,大力培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)人才,使我國(guó)飛機(jī)鉚接技術(shù)能夠擺脫傳統(tǒng)鉚接技術(shù)的限制,提升飛機(jī)鉚接質(zhì)量,使得飛機(jī)鉚接效果能夠提升一個(gè)檔次。

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