机翼翼盒卧式装配相比立式装配的优势分析--中国期刊网

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机翼翼盒卧式装配相比立式装配的优势分析

发表时间：2021/7/28 来源：《中国科技信息》2021年9月上作者：代宗仁

[导读] 近年来，随着全复合窗扇的诞生，也出现了窗扇水平装配线。本文分析了国内外大型飞机的翼盒制造方案，从装配工艺、装配工具的设计、对自动化设备的要求和工作平台的设计等方面入手，介绍了传统的大型飞机机翼盒制造方案。

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摘要：翼盒通常安装在垂直位置。近年来，随着全复合窗扇的诞生，也出现了窗扇水平装配线。本文分析了国内外大型飞机的翼盒制造方案，从装配工艺、装配工具的设计、对自动化设备的要求和工作平台的设计等方面入手，介绍了传统的大型飞机机翼盒制造方案。垂直组装方法。翼盒和有抱负的水平盒。通过对翼盒拼装垂直拼装和水平拼装的优缺点进行详细讲解和分析，为国产复合机翼未来的发展奠定了技术基础。
关键词：金属材料机翼;复合材料机翼;立式装配;卧式装配
        引言
        本文通过对盒立式与卧式进行对比分析，对复合材料装配进行了现状分析以及具体方案进行研究，从而找到最佳的施工方式，为后续复合机翼的安装方案提供参考意义。
        1现状分析
        1.1 翼盒垂直组装
        传统机翼箱体主要由前缘、后缘、铝合金加强筋、顶底壁板等部件组成，传统结构为金属双梁结构。典型的翼盒结构如图 1 所示。目前，空客A320系列、A340和A380、波音737、767以及国产ARJ21、C919的翼盒金属结构均采用立式组装。
自动化技术在飞机总装领域越来越广泛，各大制造商都把自动化技术通过位置调整等技术与自动冲压、装配工具等技术相结合，对翼盒垂直装配方案进一步进行升级，逐渐形成了日益完善的翼盒垂直装配方案。
        1.2 翼盒水平组装
        随着时代的发展，复合材料的优点越来越明显，与传统材料相比，具有比强度和比刚度高、热膨胀系数低、抗疲劳和阻尼能力强、结构和材料设计能力强、易于整体成型等优点，使传统铝合金材料逐渐被取代，复合材料在飞机机身上的应用越来越广泛，目前已逐渐成为新型飞机的主流材料。空客 A350XWB、波音 787 和 777X 均使用复合材料机翼。针对大型复合材料翼盒的安装特性，国外航空航天设备制造商提出了水平安装的概念。新近的空客A350XWB和波音777X飞机在机翼生产环境都使用了美国Electroimpact公司开发的水平翼盒生产线。
        一个例子是空中客车 A350XWB 的机翼装配线，其中包括多个站点。第一站是从姿态的角度出发进行产品定调。操作人员手工操作完成主要构件的定位，并使用自动钻孔设备确定定位孔并安装临时扣件；第二工位用大型龙门钻完成机翼，在翼盒顶部准备连接孔，使用手提钻在翼盒下翼面准备连接孔。第三工位有支持操作人员完成表演的大型工作平台，而第四工位的三维投影辅助装置则能在安装后缘系统支架过程中起到关键作用，能协助操作人员完成翼盒配件的安装。波音B777X飞机复合材料机翼箱体也采用水平装配线，与A350XWB在装配工位的布置和装配工具的构造上略有不同。
        2垂直和水平安装方案的比较
        2.1 装配工具的构建
        组装机翼盒的工具包括前缘元件定位器、后缘元件定位器、翼肋定位器、墙板形状保持器、自动开孔设备、多功能工作平台，以及组装过程中使用的其他辅助调整工具并定位翼盒姿势并保持部件的形状。各种下部工具必须相互协调，在使用过程中不得相互干扰。
        翼盒的竖直布置通常采取前缘部朝上、后缘部朝下的位置，翼肋在框架上凸起并位于竖直位置。垂直安装位置，方便安排翼盒元件查找，方便将产品元件放置在货架上。同时，多层工作平台在垂直安装位置的正确配置可以更好地满足施工人员的空间需求。
        当翼盒处于水平安装位置时，前后缘片拿起悬挂或运输车辆进入翼盒组装工具进行定位，翼肋抬起，抬起顶壁板以提起翼盒。框架与必要的夹子。 , 下墙板取代了在 AGV 地板上运输的模板。
        水平安装翼盒时，必须特别注意大幅面复合墙板的尺寸精度。

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由于复合材料的各向异性特性，复合墙板成型后容易翘曲变形。因此，可以根据复合墙板的材料特性设计一套张拉配件，以减少墙板在运输、吊装和定位过程中的变形。参考A350XWB机翼装配图，墙板的保形机构可设计为点阵真空吸盘的保形装置，吸盘内设置刚性限位机构，精确控制运输、升降和墙板的定位。
        2.2 工作平台的实现
        工作平台设计是翼盒工装设计中极其重要的一环。在翼盒组装过程中，操作人员必须在过程中完成部件定位、打孔、涂胶、拼接等各种工序，而这些工序都离不开工作平台的使用。在复合机翼的装配过程中，工作平台还需要保留连接车间除尘系统的接口。翼盒垂直装配的工作平台主要分布在翼盒上下翼面两侧。根据翼盒的产品尺寸和安装架的尺寸，工作平台通常设置2至3层，每个平台配备一个小型工作梯，以实现工作区域的全覆盖。
        翼盒卧式组装工作平台包括内、外工作平台两部分。内工作平台在翼盒的下翼面上，是一种可移动的工作平台，操作人员操作钻孔加工和下壁板连接的过程就离不开内工作平台。除此之外，内部工作平台能够在迅速离开工作区域的同时还不对成品翼盒物流路线产生干扰。外部工作平台可以让操作人员到达翼盒顶面，并通过它完成翼盒顶翼面的钻孔和粘合工作，其位于机翼盒装配工具两侧。
        2.3 产品的储存运输
        在垂直安装的情况下，带产品悬挂的翼盒必须在框架的一侧抬起，翼盒必须使用倾斜支架或倾斜台折叠成水平位置。水平安装时，翼盒可以用AGV运输车从货架上水平提升。
        3 立式安装和卧式安装的优缺点分析
        通过翼盒垂直安装方案和水平安装方案的对比，分析表明两种安装方案的优缺点如下：
        3.1 生产准备
        近年来，海外飞机制造商在A320系列、B737MAX等大型机翼生产中进一步完善翼盒垂直装配方案，将自动化技术与垂直装配工具相结合，形成成熟的垂直装配方案。我国在研制了C919这样的大飞机后，也积累了一些垂直组装翼盒的经验。
        在水平装配方面，目前国外复合材料翼盒水平装配线有3条，分别是A350XWB、B787和B777X。在国内，水平安装方案仅用于安装某些小型金属部件（如中央翼盒等）时的验证。
        3.2 产品组装质量
        在翼根高度落差较大的翼盒垂直装配的情况下，车间内的温度因高度的变化而垂直分布，从而产生温差，从而导致热膨胀不均匀，安装工具的顶部和底部的变形，增加了飞机的装配精度受到影响。水平安装方案可以减少温差的影响，从而提高飞机安装的精度。
        翼盒形成封闭区域后，操作人员必须同时进入翼盒进行接合和涂胶。如果垂直安装，工人必须使用壁带爬进翼盒。但是，如果组装对象是复合翼盒，长颊板被踩到，墙板和纵颊板粘在一起，导致胶接处出现缺陷。因此，组装好的翼盒应尽可能水平安装。
        4。结论
        复合机翼已成为飞机进步的重要标志。国内航空工业起步较晚，在复合材料装配方面的技术基础积累相对较少，与国外存在较大差距。鉴于国内缺乏大型翼盒装配经验，有必要参考国外复合材料翼盒装配案例，结合国内现有技术基础，对机翼纵横装配进行进一步分析研究。盒子。确定多项适合复合材料机翼和翼盒开发的装配方案
参考文献
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