Устройство для сборки агрегатов летательных аппаратов

 

Изобретение относится к технологии самолетостроения, в частности к конструкции стапельной оснастки. Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве для сборки агрегатов летательных аппаратов, выполненном в виде каркаса из опор и балок с монтажными отверстиями, съемных элементов, фиксирующих элементов, макетных нервюр и плиты разъема, продольные балки выполнены в виде линеек с возможностью их съема с опор. Устройство также снабжено тележками, установленными на рельсы, закрепленные к полу цеха. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к технологии самолетостроения, в частности к конструкции стапельной оснастки.

Известно устройство для сборки кессона ОЧК, содержащее колонны, балки, ложементы, макетные нервюры, базовые плиты по разъемам агрегата, механизмы для отвода базовой плиты, установочные и фиксирующие элементы, закрепленные на балках (см. В.П. Григорьев, Г.Ф. Ганиханов, "Приспособления для сборки узлов и агрегатов самолетов и вертолетов", Машиностроение, 1977 г. УДК 629.735.33-629.735.45.621.9.2.(075.8) стр. 52-55, рис. 3.9).

Известное устройство имеет следующий недостаток. Колонны и балки, образующие силовой каркас устройства, ухудшают доступы к рабочим зонам, ухудшают условия выемки агрегата, увеличивают металлоемкость устройства. Причем, чем больше высота стапеля, тем больше металлоемкость силового каркаса.

Известно устройство для сборки агрегатов летательного аппарата, содержащее установленный на опоре силовой каркас из продольных балок, расположенных вдоль осей лонжеронов, с монтажными отверстиями и поперечных балок, расположенных вдоль осей нервюр с закрепленными на силовом каркасе посредством фиксирующих ложементами, макетными нервюрами и плиту со стыковыми и базовыми отверстиями, связанную с силовым каркасом посредством рамы с опорами, с механизмом перемещения плиты в нерабочее положение. При этом силовой каркас, ложементы и плиты выполнены из материала с коэффициентом линейного расширения, равным или близким коэффициенту линейного расширения собираемого агрегата, опоры силового каркаса и рамы плиты связаны шарнирно с одной стороны с полом цеха, а с другой стороны соответственно с силовым каркасом и плитой, а ложементы установлены с возможностью перемещения в направлении тепловых деформаций собираемого агрегата. Опоры силового каркаса устройства, расположенные вдоль оси среднего лонжерона крыла, и рамы плиты выполнены в виде плоских рамок с цилиндрическими шарнирами в вершинах плоских рамок с осями цилиндров, параллельных друг другу, и перпендикулярными оси среднего лонжерона крыла, а остальные опоры выполнены в виде стоек с шаровыми опорами на концах. Силовой каркас установлен с эквидистантным зазором относительно нижнего контура агрегата, при этом продольные балки силового каркаса, расположенные вдоль переднего и заднего лонжеронов крыла, установлены со смещением в сторону оси среднего лонжерона, а ложементы выполнены съемными. Рама плиты связана с продольными балками силового каркаса. Кроме того, устройство снабжено установленными на поперечных балках силового каркаса роликовыми опорами с механизмом перемещения опор по высоте и связанными с продольными балками силового каркаса дополнительными съемными роликовыми опорами (см. решение патентной экспертизы на заявку N 4953262/23 (047216) от 27.11.01 г. по форме N 01о ИЗ-91 на выдачу патента).

Известное устройство имеет следующие недостатки.

1. Применение в конструкции устройства элементов, компенсирующих разность коэффициентов линейного расширения материалов, из которых изготовлены собираемый агрегат и устройство для его сборки, имеет смысл для агрегатов длиной более 20 м. Для агрегатов длиной до 12 м наличие компенсирующих элементов в устройстве неоправдано, так как при изменении температуры воздушной среды в цехе 20^oC разница длин силового каркаса устройства, изготавливаемого из стали, и агрегата, изготовленного из алюминиевого сплава, составит до 2,5 мм, что можно учесть мероприятиями технологического характера, например, введением припуска или компенсирующего звена в конструкцию собираемого агрегата, установкой узлов по фиксаторам перед выемкой агрегата и т.п. Но при этом применение компенсирующих элементов в конструкции стапеля значительно увеличивает стоимость его изготовления.

2. Наличие силового каркаса в устройствах для сборки агрегатов типа консольная часть крыла (КЧК) длиной (10 14) мм, где расстояние между лонжеронами изменяется от 2,5 м до 0,4 мм, ухудшает доступы к рабочим зонам. Этот недостаток усиливается, если весь агрегат собирается только в одном известном устройстве без членения на секции и узлы. Кроме того, силовой каркас увеличивает металлоемкость устройства.

3. Применение силового каркаса в известном устройстве оправдывается необходимостью сопротивляться деформациям от веса съемных фиксирующих элементов, что заставляет увеличивать размеры сечений балок силового каркаса.

Целью изобретения является улучшение условий работы за счет обеспечения доступа в зону сборки и снижение металлоемкости устройства за счет уменьшения нагрузки на каркас.

Поставленная цель достигается тем, что продольные балки выполнены в виде линеек с возможностью их съема с опор, съемные ложементы по нижней панели закреплены к опорам, а роликовые опоры выполнены в виде тележек с опорой на рельсы закрепленными к полу цеха. При этом металлоемкие и съемные фиксирующие элементы выполнены с опорой на пол цеха.

На фиг. 1 схематично изображен общий вид устройства для сборки консольной части крыла; на фиг.2 сеч. А А на фиг. 1; на фиг. 3 сеч. Б Б на фиг. 1; на фиг. 4 сеч. В В на фиг.1; на фиг. 5 сеч. Г Г на фиг. 1; на фиг. 6 вид Д на фиг. 2; на фиг. 7 узел I на фиг.2; на фиг. 8 сеч. Е Е на фиг. 1.

Устройство для сборки консольной части крыла содержит опоры 1, закрепленные к полу цеха и имеющие зазор от нижней панели крыла, обеспечивающий возможность закладки нижней панели. К опорам 1 с одной стороны закреплены ложементы 2 для фиксации контура нижней панели крыла, с другой стороны ложементы 3 для фиксации сменки лонжерона. А со стороны носового и хвостового отсеков к опорам 1 закреплены опоры 4, служащие опорой крыла при установке нижней панели.

Ложементы 2 установлены в плоскости, параллельной осевой плоскости нервюр кессона крыла со смещением от оси, обеспечивающей свободный доступ для крепления панели с поясами (компенсаторами) нервюр. На опорах 1 ложементы 2 установлены с возможностью перемещения по высоте с помощью домкратов 5 и фиксации номинального положения. Для исключения деформации ложементов сверх допустимой величины ложемента 2 длиной свыше 2 м установлены на съемные промежуточные опоры 6. Опоры 6 выполнены в виде плоских рамок, которые внизу прикреплены шарнирно к полу цеха с возможностью поворота относительно горизонтальной оси 6 в нерабочее положение, а вверху опора прикреплена к ложементу 2. Верхняя точка крепления опоры 6 выполнена в виде подвижной по высоте и фиксируемой в номинальном положении вилки 7.

Ложементы 3 установлены со смещением от нервюры кессона крыла, обеспечивающим доступ для крепления нервюры со стойкой лонжерона. Опоры 4 установлены в нижние проемы носового и хвостового отсеков и фиксируют передний и задний лонжероны через отверстия крепления верхних и нижних поясов лонжерона со сменкой. Опоры 4 установлены на опорах 1 с возможностью их перемещения по высоте с помощью домкратов 5 и фиксации номинального положения. Количество опор 4 в два раза меньше, чем ложементов 3.

На ложементах 3 закреплены нижние 8 и верхние 9 линейки, расположенные вдоль осей переднего и заднего лонжеронов и макетные нервюры 10. Линейки 8, 9 и макетные нервюры 10 являются съемными. При этом одна часть линеек 8, 9 крепится непосредственно к ложементам 3, а другая часть к ранее установленным линейкам. На линейках 8, 9 установлены с возможностью поворота в нерабочее положение фиксаторы 11 контура поясов лонжеронов. Кроме того, на линейках 8, 9 установлены элементы 12 фиксирующие рубильники 13 для сборки носового и хвостового отсеков, фиксаторы 14 рельсов предкрылков. Для разгрузки линеек 8 от веса фиксаторов 1" на последние закреплены опоры 15, которые фиксируются на полу цеха. Опоры 15 выполнены в виде плоских рамок с возможностью поворота их относительно горизонтальной оси в нерабочее положение.

Для исключения деформации сверх допустимой величины макетных нервюр 10 длиной свыше 2 м они установлены на промежуточные опоры 16. Опоры 16 выполнены в виде съемных штанг, устанавливаемых на ложементы 2 и опоры 6.

Устройство содержит плиту 17, закрепленную на раме 18, которая установлена на опорах 19, и ложемент 20, который установлен неподвижно на опорах 1 под свободной полкой торцевой нервюры.

В состав устройства включены тележки 21 с ложементами 22 по нижнему контуру крыла. Тележки установлены на катках 23 и опираются на рельсы 24, закрепленные к полу цеха. Ложементы 22 перемещаются по высоте с помощью механизма 25.

Предлагаемое устройство позволяет выполнять сборку лонжеронов носового и хвостового отсеков подкрылков, комплектовку и сборку верхних и нижних панелей, установку нервюр кессона, верхних и нижних панелей и узлов навески закрылков. При этом предлагаемое устройство не исключает возможность установки собранных лонжеронов, носового и хвостового отсеков.

Последовательность сборки крыла в предлагаемом устройстве следующая.

1. Комплектовка и сборка нижних панелей.

На опоры 1 устанавливают и фиксируют в номинальном положении ложементы 2. Поднимают с пола промежуточные опоры 6 и фиксируют вилками 7 на ложементах 2, а затем фиксируют вилки 7 в номинальном положении. С базой на контур ложементов 2 и риски обрезов панелей производят комплектовку и присверловку панелей по стыкам. После этого панели снимают и отправляют на сверлильно-зенковальную установку.

2. Сборка лонжеронов.

На опоры 1 устанавливают и фиксируют в рабочее положение ложементы 3. На ложементы 3 устанавливают и фиксируют часть линеек 8 и 9, а оставшиеся линейки устанавливают и фиксируют на ранее установленные. Устанавливают и фиксируют в рабочее положение фиксаторы 11.

На ложементы 3 устанавливают и фиксируют по установочным отверстиям стенки лонжеронов, собранные со стойками по сборочным отверстиям. Устанавливают нижние и верхние пояса лонжеронов и прижимают к контурам фиксаторов 11 и к ложементам 3 через стенки лонжеронов.

Производят сборку переднего и заднего лонжеронов параллельно во времени.

3. Установка нервюр кессона, фланцев под трубопровод, сборка носового и хвостового отсеков.

С базой на стойки лонжеронов и эквидистантный зазор между ложементами 2 и нижними поясами нервюр устанавливают собранные по С.О. нервюры, а с базой на макетный трубопровод устанавливают фланцы на нервюрах и лонжеронах.

Расфиксируют и отводят в нерабочее положение фиксаторы 11.

Устанавливают и фиксируют на предлагаемом устройстве элементы отдельных устройств для сборки носового и хвостового отсеков, не являющиеся предметом предлагаемого изобретения. Причем металлоемкие фиксаторы этих устройств разгружают опорами 15.

На опоры 1 по переднему и заднему лонжеронам устанавливают и фиксируют опоры 4. По втулкам в опорах 4 сверлят отверстия в поясах и стенках лонжеронов из ряда крепежных. С помощью технологического крепежа соединяют задний лонжерон с опорами 4. Опоры 4 по переднему лонжерону расфиксируют и снимают.

Расфиксируют и снимают линейки 8 и 9.

Установку нервюр, фланцев под трубопровод, сборку носового и хвостового отсеков производят параллельно во времени.

4. Комплектовка, сборка и установка верхних панелей.

На ложементы 3 устанавливают и фиксируют нервюры 10. На ложементы 2 и опоры 6 устанавливают опоры 16, к которым крепят макетные нервюры 10.

С базой на контур макетных нервюр 10 и риски обрезов панелей производят комплектовку и присверловку панелей по стыкам и разделку отверстий с поясами лонжеронов. После этого панели снимают и отправляют на сверлильно-зенковальную установку, покрытие, сборку и клепку швов по стыкам. Затем собранную панель устанавливают на макетные нервюры 10 и производят сборку с лонжеронами и нервюрами.

5. Установка и сборка нижних панелей и сборка их с лонжеронами и нервюрами.

Расфиксируют и снимают опоры 16, макетные нервюры 10, опоры 6, ложементы 2, ложементы 3. При этом крыло опирается на плиту 17 и ложемент 20, что вполне допустимо при длине крыла до 12 м без установки нижней панели.

Расфиксируют и отводят в нерабочее положение устройство для сборки носового отсека и предкрылка.

Устанавливают тележки 21 в исходное положение. С помощью механизма 25 опускают ложементы 22 в крайне нижнее положение.

Собранные по стыкам нижние панели укладывают на ложементы 22 и тележки с панелями перекатывают под крыло, с помощью механизмов 25 панели поднимают до зазора с лонжеронами (10-20) мм, выставляют обрезы панели в горизонтальной плоскости по поясам лонжеронов и нервюр.

Опускают домкраты 5 в крайне нижнее положение. Устанавливают ложементы 2 и с помощью домкратов подводят к нижним панелям перехватывая их с ложементов 22. По разметке рисок на ложементах 2 уточняют и корректируют при необходимости положение панели в горизонтальной плоскости.

На опоры 1 по переднему лонжерону устанавливают опоры 4, которые крепят к переднему лонжерону. С помощью домкратов 5 опоры 4 поднимают до номинального положения и фиксируют.

Перемещая ложементы 2 по высоте, прижимают нижнюю панель к лонжеронам и фиксируют ложементы в номинальном положении. Устанавливают и фиксируют в номинальном положении опоры 6.

Разделывают отверстия крепления нижних панелей к поясам лонжеронов и нервюр.

Расфиксируют, опускают и снимают опоры 6, ложементы 2 и опоры 4. Панель на тележках 21 опускают в крайне нижнее положение и выкатывают из под крыла.

После этого панель отправляют на покрытие и сборку по стыкам. Затем панель вводят под крыло с установкой опор 4 ложементов 2 и опор 6 и производят сборку панели с крылом.

Перед выемкой крыла из устройства расфиксируют и снимают опоры 4 по переднему и заднему лонжеронам, снимают крепеж по разъему крыла с плитой 17.

6. Сборка предкрылка.

Выкатывают тележки 21 в нерабочее положение.

Подводят и фиксируют в номинальном положении устройство для сборки носового отсека и предкрылка.

На опоры 1 устанавливают и фиксируют ложементы 3. На ложементы 3 устанавливают и фиксируют верхние и нижние линейки 8 и 9.

Производят сборку предкрылков.

Формула изобретения

1. Устройство для сборки агрегатов летательных аппаратов, содержащее каркас, состоящий из опор и балок, имеющих монтажные отверстия и расположенных вдоль осей лонжеронов, съемные элементы по нижней панели, закрепленные на каркасе посредством фиксирующих элементов, макетные нервюры, плиту по разъему агрегата, установленную на опорах, со стыковыми и базовыми отверстиями, отличающееся тем, что продольные балки выполнены в виде линеек с возможностью их съема с опор, при этом устройство снабжено тележками, установленными на рельсы, закрепленные к полу цеха, с механизмом перемещения по высоте и ложементами по нижней панели.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлоемкие и съемные элементы выполнены с опорой на пол цеха.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8