В России активно развиваются судо- ракето- и авиастроение. Например, только к 2030 году по плану Правительства в парк должно войти не менее 339 новых пассажирских лайнеров типа ТУ-214, Sukhoi Superjet 100 new и МС-21-310, которые должны заменить зарубежные аналоги. Чтобы успеть в срок, необходимо придумывать и применять на практике новые высокотехнологичные методы, а также устройства, которые сокращают время производства без потери качества. Часто одним из этапов строительства самолетов, ракет и судов является сверление отверстий и монтаж заклепок в местах соединения для сопряжения элементов конструкций из разных материалов. Для этого есть специальные станки, но почти все они недостаточно эффективны или сложны в управлении. Ученые Пермского Политеха создали сверлильно-клепальное устройство на электродвигателе. Аппарат прост в эксплуатации, а также имеет больше технологических возможностей по сравнению с аналогами, что ускоряет производство деталей.
Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Ученые уже получили патент на разработку. Заклепки создают прочные соединительные узлы с повышенной устойчивостью к вибрационным нагрузкам, и их также часто используют, когда нельзя применить сварку. Данная деталь вставляется в монтажные отверстия, выполненные в сопрягаемых изделиях с помощью сверления или пробивки. Метод выполнения отверстий выбирают в зависимости от материала соединяемых деталей и их толщины.
Современные сверлильно-клепальные устройства не обеспечивают должного качества при сверлении или установки заклёпок, имеют сложную конструкцию и тяжелы в управлении, а большинство попросту имеют только одну функцию заклепывания, что увеличивает время и трудозатраты на производство. По словам политехников, исправить ситуацию может механизированное устройство с асинхронным двигателем, который способен увеличить технологические и функциональные возможности машины.
«Разработанное нами сверлильно-клепальное оборудование, по сравнению с аналогами, проще в управлении и имеет меньшие габариты. Благодаря приводному асинхронному электродвигателю, оно способно и сверлить, и клепать с большой скоростью. Плавное регулирование усилий, а также использование орбитальной клепальной головки позволяет осуществлять обработку материалов с высоким качеством монтажа различных типоразмеров заклепок. Следует отметить, что оба процесса сверления и клепки могут осуществляться как одновременно с целью автоматизации изготовления клепаных соединений, так и раздельно», — говорит доцент кафедры инновационных технологий машиностроения ПНИПУ Александр Дударев.
«Главной особенностью сверлильно-клепального устройства является один привод от асинхронного электрического двигателя, который увеличивает его функциональные возможности (позволяет и сверлить, и клепать). В корпусе размещены прибор подачи сверлильного инструмента, привод клепальной головки, через который выходят клепки и другие механизмы. Также в составе аппарата есть пневмоцилиндр механизма привода клепальной головки.
С помощью него обеспечивается перемещение наружного и внутреннего валов вместе с клепальной головкой и регулирование давления на нее. Благодаря объединению функций от одного электродвигателя удалось обеспечить легкость в управлении устройством, повысить качество сверления и скорость клепки», — рассказывает магистрант второго курса кафедры инновационных технологий машиностроения ПНИПУ Евгений Баяндин.
Благодаря созданному сверлильно-клепальному устройству учеными ПНИПУ удастся увеличить скорость производства деталей из труднообрабатываемых материалов, в том числе хрупких или мягких. Это поможет выполнить крупный государственный заказ по строительству самолетов, а также укрепить технологический суверенитет России в области авиастроения.