МАТЕРИАЛЫ
Древесина. В самолетостроении применяют сосну, пихту кавказскую, лиственницу, ель, ясень обыкновенный, ясень манчжурский, дуб, липу, бук, березу, ольху. Березу употребляют в виде фанеры и шпона, а ольху в виде фанеры. 70—75% общего количества употребляемой древесины составляют хвойные породы (сосна, пихта), идущие на ответственные детали, 1,5—2,5%—твердые породы (дуб, ясень, лиственница), из которых делают гнутые детали и подкладки, 4—5%—мягкие легкие породы (ель, липа), применяемые для деталей заполнения, и остальное (15—25%) — фанера. Физикомеханические свойства древесины должны удовлетворять нормам, приведенным в табл. 49.
Таблица 49 Физию-механические свойства древесины при 13°/0 влажности
|
Требования в отношении объемного веса предъявляют только к хвойным породам, которые употребляют в качестве основного конструкционного материала. Для прочих пород расчетные величины объемного веса составляют: для дуба и ясеня 0,68—0,70, для бука 0,65, для лиственницы — 0,66, для березы — 0,60, для липы 0,48.
Древесина поступает на самолетостроительные заводы в виде пиломатериала (брусков и досок), который в зависимости от влажности делят на воздушно-сухой (с влажностью до 30%), сырой (влажность 30—80%) и мокрый (влажность более 80%).
Авиашион и авиафанера. Авиашпон вырабатывают в вид^ плоских листов толщиной 0,4—1,5 мм. Березовый шпон идет на изготовление фанеры и обшивок криволинейных очертаний, а ол ховый шпон — на изготовление фанеры.
В самолетостроении главным образом применяют березовую фанеру, а из ольховой делают неответственные детали.
Для березовой авиафанеры установлено три сорта: «Прима», сорт «А», сорт «А-1», а для ольховой: «Прима» и сорт «А».
По способу склеивания и клеевому материалу различают:
1) фанеру, склеенную бакелитовой" пленкой (бакелитовая фанера);
2) фанеру, склеенную сухим горячим способом белковыми клеями (альбуминовым и казеиновым);
3) фанеру, склеенную сухим холодным способом белковыми. клеями;
4) фанеру сырой горячей клейки; эта фанера по своим качествам ниже указанных трех сортов.
Фанеру вырабатывают толщиной от I до 12 мм, а по количеству слоев от 3 до 11. Размеры листов от 1000 х 800 до 1524 х 1524 мм.
Бакелитовая фанера по крепости стоит выше фанеры, склеенной белковыми клеями, и по водоупорности превосходит ее более чем в два раза. При гнутье бакелитовая фанера более хрупка, однако путем пропаривания ей можно сообщить необходимую пластичность.
Клеи. Казеиновый клей В-105, применяемый в порошкообразном виде, состоит из казеина, гашеной извести и минеральных солей. Он пригоден для склеивания в течение 3—4 час. после приготовления. Временное сопротивление скалыванию склеенных этим клеем сухих образцов ясеня (или дуба) должно быть не менее 100 кг/см2, а образцов, вымоченных в воде,— не менее 70 кг;см2.
При склеивании авиадеталей и агрегатов необходимо применять клеевые растворы со следующим соотношением порошка к воде:
а) торцевые и полуторцевые соединения (склеивание на-ус, приклеивание угольников)— I : 1,8 или 1 : 1,9;
б) выклеивание скорлуп пневматическим способом— 1 :2,1 или
1 :2,2;
в) склеивание прочих деталей— 1 : 2.
Порошок разводят водой, размешивают в течение 40—50 мин. в клеемешалках и выдают в цех в эмалированных, фаянсовых или
клеевой слон постепенно разрушается, т. е. казеиновые клеи недостаточно водоупорны.
Смоляной холодно-полимеризующийся клей ВИАМ-Б-3 состоит из искусственной смолы ВИАМ-Б, получаемой при конденсации фенола и формалина, растворителя и отвердителя (контакта). Каждый из этих компонентов хранят отдельно при нормальных температурных условиях и смешивают их только перед употреблением.
Клей приготовляют в клеемешалках, непрерывно размешивая смолу в течение 20 мин. и постепенно добавляя к ней сперва растворитель, а затем отвердитель. Бак клеемешалки должен быть снабжен
водяной рубашкой для охлаждения смеси, так как при перемешивании выделяется много тепла и смола может полимеризироваться. Клей выдают для работы в эмалированных или железных кружках с водяным охлаждением. Он пригоден для работы в течение 2—3 час.
Клей ВИАМ-Б-3 обладает склеивающей способностью, превосходящей не менее чем на 30% казеиновый клей В-105. Смоляной клей обладает высокой водоупорностью, и после полимеризации клеевой слой можно считать практически водонепроницаемым. Полимеризация клеевого слоя происходит во время спрессовывания склеиваемых деталей при нормальной температуре (15—20°).
Клей ВИАМ-Б-3 не содержит белковых веществ и, проникая в поры древесины, служит хорошим антисептиком для близлежащего слоя древесины. Детали, склеенные смоляным клеем, после снятия их с пресса выдерживают в 1,5—2,5 раза меньше, чем склеенные казеиновым клеем; для заготовок большого сечения эта разница возрастает до 7—8 раз.
На смоляном клее изготовляют из шпона искусственный слоистый материал ш и ф г о л ь — а к с л и д, обладающий высокими механическими свойствами, являющийся более родоупорным, чем обыкновенная древесина, и значительно менее подверженный поражению грибком.
Этот материал склеивается при температуре 20—25° и давлении
до 5 кг/смг.
На фиг. 160 показана заготовка, склеенная по типу материала акслид из шпона для полок нервюр сечением а у Ь. Ширина зато-
Производство самолетов—175—П
товки с равна ширине нескольких полок, причем учтена ширин; пропилов (2—3 мм). Такую заготовку можно распилить вдоль и п лучить нужные полки, причем шпон будет использован на 60—70%j при обычных методах раскроя полок нервюр на детали выход древ” сины получается 15—16%.
В настоящее время в самолетостроение внедряются другие вид облагороженной и уплотненной слоистой древесины типа лягнофолЦ дельтадревесины, балинита. Данные материалы изготовляют шпона по следующему примерному технологическому процессу.
Высушенные листы шпона пропитывают смоляным лаком, суша и далее прессуют в виде заготовок толщиной 20—30 мм, ширино 400—500 мм и длиной до 5 м. Прессование производят в течение 5- 7 мин. при температуре 140—150° С и давлении для прессованной древесины (типа дельтадревесина) 70—ПО кг/см2, для лигнофол 250 кг/см2 и балинита 70 кг/см2. Кроме разницы в величине давления, различие в технологии изготовления между балинитом и прочими слоистыми материалами заключается в том, что в технологию изготовления балинита включена предварительная (до пропитки смоляным лаком) химическая обработка шпона специальным составом, благодаря которой шпон уплотняется (до 40%) и за счет уплотнения повышаются его механические качества.
Таблица 50 Физико-механические свойства облагороженной прессованной древесины
|
Технология изготовления деталей из прессованной древесины заключается в раскрое заготовок на ленточных и кругло-пильных станках, обработке их по установленным размерам на строгальных и фрезерных станках, склейке на смоляном или казеиновом клее и последующей окончательной доводке размеров станочной обработкой. Склейку хорошо воспринимают детали, состоящие не только из одной чистой облагороженной древесины, но и комбинаций ее с обыкновенной древесиной, главным образом, фанерой. При склейке деталей из облагороженной древесины длину уса следует давать при соотношении 1 : 25.
Режимы обработки облагороженной древесины на дереворежущих станках пока еще не изучены и применяются те же, что для обыкновенной древесины, но режущий инструмент изготовляют из стали ЭУ10.
Из облагороженных слоистых материалов заслуживает внимания балинитовая фанера, которая по своей эластичности является хорошим обшивочным материалом, легко поддающимся склеиванию впо — тай, что создает перспективы замены ею дуралюминовых обшивок.
Характеристика вышеприведенных слоистых материалов дана в табл. 50.