Исследование технологии изготовления трубопроводных систем среднемагистрального самолета

УДК 621.983.04.001

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ

СРЕДНЕМАГИСТРАЛЬНОГО САМОЛЕТА

В.И. Максименков, В.И. Федосеев, О.И. Шевченко

В статье рассматривается задача создания высокотехнологичного производства авиационных трубопроводных систем среднемагистрального самолета с применением концепции гибкого производства (гибкой производственной системы). Проведен анализ технологии изготовления труб авиационных систем среднемагистрального самолета из алюминиевых, титановых сплавов и нержавеющей стали. Выявлены браковочные признаки, возникающие при формообразовании труб. Разработаны предложения по совершенствованию технологического процесса изготовления трубопровода, которые включают: модернизацию существующего оборудования; приобретение оборудования с ЧПУ; разработку средств контроля геометрических параметров труб; исследование и разработку нового способа формообразования труб.

Ключевые слова: трубопровод, высокотехнологичное производство, формообразование, гибка

Наиболее ответственными и сложными системами на самолете являются системы, элементами которых являются трубопроводы. К таким системам самолета можно отнести топливную систему, систему

кондиционирования, противопожарную и противо-обледенительную системы,

гидрогазовые системы, обеспечивающие управление самолёта в воздухе и на земле, и т.д. Выход из строя и поломка любой из этих систем или ее части может привести к отказу управления и аварийным последствиям, поэтому к таким системам и их составляющим предъявляют особые требования к надежности, качеству и ресурсу.

Актуальность работ в данном направлении не вызывает сомнения. На рис. 1

представлена топливная система

среднемагистрального самолёта.

Многообразие необходимых

конфигураций трубопроводов, применяемых материалов, геометрических размеров требует больших работ по разработке технологии гибки, испытаний и монтажа трубопровода самолёта.

Проведен анализ производства трубопроводных систем, включающий все этапы изготовления труб.

Анализ существующего производства позволил выделить одно из главных направлений, определяющих качество труб -процесс гибки.

Гибка труб может выполняться вручную с приспособлениями или на трубогибочных

Рис.1

Максименков Владимир Иванович - ВГТУ, д-р техн. наук, профессор, тел. 89036515445

Федосеев Владислав Игоревич - ВГТУ, студент, тел. 89204045604

Шевченко Олеся Ивановна - ОАО «ИРКУТ», инженер-конструктор, тел. 89081382650 76

станках. Выбор способа гибки определяется масштабом производства, материалом заготовки, ее диаметром, толщиной стенки и относительным радиусом изгиба.

Ручные приспособления применяют при гибке труб из алюминиевого сплава АМцМ диаметром до 20 мм, а из дуралюмина Д16 и 1Х18Н9-Т - диаметром до 12 мм. При этом можно получать минимальные радиусы изгиба, равные трем диаметрам трубы. В приспособлениях осуществляется гибка труб без наполнителя и с наполнителем. На рис. 2 приведена схема приспособления,

обеспечивающая получение трубы с заданными позициями либо с помощью шаблона.

Рис. 2. Гибка труб в ручных приспособлениях

В качестве сменного инструмента

применяются ролики с размерами пазов, соответствующими диаметру изгибаемой заготовки.

При гибке труб рассмотренным методом могут возникать браковочные признаки

(рис.3).

Утонение

Рис. 3. Браковочные признаки при гибке

С целью устранения браковочных признаков гибку труб осуществляют со специальным дорном, расположенным в зоне формообразования. С этой целью используют станок ТГС-2М.

Трубогибочный станок ТГС-2М (рис. 4) предназначен для гибки труб из цветных и черных сплавов по заданному радиусу в пределах от 50 до 300 мм на углы от 0 до 220° в одной или разных плоскостях.

Станок позволяет производить гибку труб по оправке без применения нагрева. При гибки труб на станке может применяться наполнитель: дорн, легкоплавкий наполнитель, или жидкость под давлением при наличии гидростенда для наполнения труб жидкостью.

4

Рис. 4. Схема гибки труб на трубогибочном станке ТГС-2М

1 - тяга; 2 - труба (заготовка);

3 - гибочная оправка;4 - ползун;

5 - калибрующая оправка (дорн); 6 - зажим

С целью снижения трудоёмкости, повышения качества изготовления труб проведен выбор оборудования с ЧПУ.

Автоматические трубогибочные станки предназначены для пространственной гибки труб, то есть линейная подача, вращение и гибка трубы производятся полностью автоматически — по заданной программе. Данное оборудование целесообразно использовать как для массовой гибки различных труб сложной формы, так и для мелкосерийной и даже единичной гибки сложных и дорогостоящих трубопроводов.

Рис. 5. 4-х позиционный станок для формовки концов труб

Диаметр обрабатываемых труб:

Зиговка - от 8х1 до 42х0.75 мм Развальцовка сферическая - от 12

х0.8 до 42 х 0.75 мм

Развальцовка коническая - от 6 х 0.5 до 42 х 0.75 мм

Рис. 6. Автоматический трубогибочный станок SB-3A-1S

Станок рассчитан на получение труб сложной пространственной конструкции диаметром до 65мм.

Рис. 7. Отрезной станок модель HVS-375-FA-DRдля труб диаметром до 110 мм

Проведенный анализ показал, что внедрение оборудования с ЧПУ позволит снизить трудоёмкость изготовления труб и увеличить объём производства более чем в 2,5 раза. При изготовлении трубопроводных систем значительный объём занимают трубы длиной менее 1000 мм.

Для данной номенклатуры труб предложен способ гибки элементов труб длинной 1000 мм из алюминиевых, стальных и титановых сплавов диаметром до 80 мм. (рис. 8) [1].

Получена математическая модель процесса гибки труб по данному способу. Определено давление, действующее на внутреннюю поверхность трубы (рис. 9). Разработана установка, которая найдет широкое применение в единичном и серийном производстве.

Рис. 8. Схема гибки труб согласно патенту № 22013081 - ложемент; 2 - обкатной ролик; 3 - труба;4 - гибкий наполнитель; 5 - стальное кольцо;6 - резиновое кольцо; 7 - стальной трос; 8 - клин; 9 - гайка; 10 - болт; 11 - упорная заглушка; 12 - пружина.

Рис.9. Усилия, действующие на клин

Реализация данного способа

разработанной установки будет завершена 2012 году.

Из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы:

1. Проведен анализ технологи

изготовления труб в условиях цехового

производства.

2. Осуществлен выбор оборудования с ЧПУ, позволяющий увеличить объем

производства более чем в 2,5 раза.

3. Разработан способ формообразования труб. обеспечивающий получение труб высокого качества.

Литература

1. Способ гибки труб и устройство для его осуществления: пат. 2201308 Рос. Федерация №

2000115072: заявл. 09.06.2000; опубл. 27.03.2003

Воронежский государственный технический университет ОАО «Иркут»

THE RESEARCH OF MANUFACTURING TECHNIQUES OF PIPELINE SYSTEMS OF THE

MEDIUM-RANGE PLANE

V.I. Maksimenkov, V.I. Fedoseev, O.I. Shevchenko

In the article the problem of creation of hi-tech manufacture of aviation pipeline systems of the medium-range plane with application of the concept of flexible manufacture (flexible industrial system) is considered. The analysis of manufacturing techniques of pipes of aviation systems of the medium-range plane from aluminum, titanic alloys and stainless steel has been carried out. As a result of the analysis the rejection signs arising at process of formation of the form of pipes have been revealed. There are developed offers on perfection of technological process of manufacturing of the pipeline which include: modernization of the existing equipment; acquisition of the equipment with ЧПУ; working out of control devices of geometrical parameters of pipes; research and working out of a new way of process of formation of the pipes form

Key words: aviation pipeline, hi-tech manufacture