СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ИЗДЕЛИЯ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ШПАНГОУТОМ
METHOD OF CONNECTING CERAMIC PRODUCT WITH METALLIC FRAME

Изобретение относится к керамической и авиационной отраслям промышленности и преимущественно может быть использовано при изготовлении крупногабаритных, сложнопрофильных керамических изделий типа обтекателей летательных аппаратов.
Операция соединения керамического изделия с металлическим шпангоутом является наиболее ответственной во всей технологической цепочке производства обтекателей летательных аппаратов. Основным требованием, предъявляемым к данной операции, является обеспечение точной центровки керамического изделия относительно металлического шпангоута, т.к. отсутствие центровки приводит к возникновению эффекта биения обтекателя летательного аппарата в ходе полета.
Известен способ склеивания цилиндрических деталей (SU 1350167 A1, 07.11.1987), включающий нанесение клея на охватываемую и охватывающую поверхности, сопряжение деталей, установку внутрь охватываемой детали оправки с определенным зазором, вращение деталей возвратно-поступательно относительно друг друга и отверждение клея. Центрирование деталей происходит за счет того, что детали и оправку в сборе нагревают до температуры полимеризации клея, при этом из-за различных коэффициентов линейного расширения (КЛР) у оправки и сопрягаемых деталей зазор между оправкой и деталями становится равным нулю, что и обеспечивает высокое центрирование деталей по оси оправки.
К недостаткам известного способа относится то, что установка внутрь охватываемой детали оправки с определенным зазором не обеспечивает необходимой точности центрирования. Кроме того, применение данного способа возможно только для деталей, изготовленных из материалов с большим значением КЛР. Также к недостаткам данного способа следует отнести то, что его осуществление становится возможно только при использовании клея, полимеризация которого происходит при нагревании.
Известен способ склеивания конструкционных материалов (SU 1214703 A1, 28.02.1986), включающий нанесение слоя клея на склеиваемые поверхности, открытую выдержку с терморадиационной обработкой электромагнитным излучением до начала гелеобразования, соединение поверхности и выдержку под давлением. Центровка обеспечивается тем, что контролируется толщина нанесенного на склеиваемые детали клея.
К недостаткам данного способа следует отнести невозможность точной центровки склеиваемых деталей, что при склеивании керамических изделий типа носовых диэлектрических конусов летательных аппаратов с металлическим шпангоутом может возникнуть биение собранного изделия.
Наиболее близким техническим решением является способ соединения керамического изделия с металлическим шпангоутом (патент РФ №2257292, 27.07.2005), включающий установку между склеивающимися поверхностями прокладок, выполненные из затвердевшего клеящего вещества, толщиной, соответствующей величине зазора, нанесение слоя клеящего вещества на склеиваемые поверхности, соединение поверхностей и выдержку под давлением до полного высыхания клеевого соединения.
К недостаткам данного способа следует отнести то, что зазор по всей склеиваемой поверхности не является величиной постоянной и имеет свой допуск, который, как правило, составляет ±0,2 мм. Таким образом, задача подбора прокладок с точно заданной величиной зазора в конкретном месте расположения прокладки представляется трудоемкой задачей. Кроме того, установка прокладок перед нанесением слоя клеящего вещества существенно затрудняет процесс нанесения клея, при этом возникает вероятность смещения прокладки при соединении поверхностей, что может привести к образованию непроклеев (наличие пустот) в клеевом соединении.
Задачей настоящего изобретения является упрощение операции сборки керамического изделия с металлическим шпангоутом.
Поставленная задача достигается тем, что предложен способ соединения керамического изделия с металлическим шпангоутом, включающий определение величины зазора между склеиваемыми поверхностями, изготовление и установка прокладок из затвердевшего клеящего вещества, соединение поверхностей и выдержку под давлением до полного высыхания клеящего вещества, отличающийся тем, что прокладки устанавливают на одну из склеиваемых поверхностей, на которую предварительно нанесен слой клеящего вещества, а толщина прокладки должна быть не менее минимальной и не более среднеарифметической величины зазора.
Авторы установили, что установка прокладок на одну из склеиваемых поверхностей, на которую предварительно нанесен слой клеящего вещества, гарантирует плотное прилегание прокладки к склеиваемой поверхности и обеспечивает отсутствие непроклея в собранной конструкции. Кроме того, благодаря тому, что прокладки устанавливают после нанесения слоя клеящего вещества на склеиваемые поверхности, процесс нанесения данного вещества существенно упрощается.
Установлено, что прокладки могут быть изготовлены одной толщины для всего измеренного зазора, что существенно облегчает подбор прокладки. При этом минимальная толщина прокладки должна быть не меньше минимальной величины зазора между склеиваемыми поверхностями, что позволяет гарантировать наличие минимально допустимой величины зазора и отсутствие касания склеиваемых поверхностей после их сборки. Превышение толщины прокладки более среднеарифметической величины зазора, определяемого для каждого конкретного соединения и равного среднему значению величины зазора между склеиваемыми поверхностями, измеренному, как правило, в 4÷8 взаимоперпендикулярных местах, может привести к возникновению ситуации, когда в минимальный зазор установили прокладку с максимальной толщиной, что приведет к нарушению центровки одной детали относительно другой.
Предложенный способ чрезвычайно прост и его применение позволяет сократить брак при сборке керамического изделия типа обтекателей летательных аппаратов с металлическим шпангоутом.
Источники информации
1. SU 1350167 A1, 07.11.87.
2. SU 1214703 A1, 28.02.86.
3. Патент РФ №2257292, 27.07.2005.