Что именно делает болт «аэрокосмическим классом»?

Отказ от ответственности: я проработал 15 лет аэрокосмическим инженером в ВВС США. Наша организация управляла 53 Федеральной фондовой группой ^{( 1 )} (среди прочего), в которую входят болты, винты и т. Д. Под этим я имею в виду, что у меня есть некоторые (пыльные) знания по этому вопросу.

Хотя контроль качества является важной частью процесса, как предполагается, это само по себе не единственное отличие. Способ производства болта (используемый производственный процесс) также имеет ключевое значение.

Так, например, болты обычно имеют «катаную резьбу».

Цитата из некоторой отраслевой литературы ^{( 2 )} :

Часто накатанные резьбы требуются по конструкции из-за их превосходной прочности на растяжение, сдвиг и усталостную прочность. Другие процессы удаляют материал для получения формы резьбы, но накатывание резьбы замещает материал штампами из закаленной стали...

Результатом перемещения зерен материала (молекул) в форму резьбы, а не ее ослабления за счет удаления материала, является то, что зерна становятся более плотными в критических частях резьбы, особенно в корне и на боковой поверхности ниже делительного диаметра. ...

                       

                                                          ^{Рисунок 1 : некатаная резьба}

Так, глядя на «ненакатанную» резьбу (рис. 1), можно увидеть, что нарезанные (например, на токарном станке) резьбы имеют оголенные границы зерен. Такое состояние нежелательно для некоторых применений, например, при высоких ударных нагрузках. Эти области будут склонны к разрушению/отказу.

Сравните приведенную выше иллюстрацию с иллюстрацией «накатанной резьбы»:

                       

                                                              ^{Рисунок 2 : накатанная резьба}

Здесь (рис. 2), как объяснено выше, можно видеть, что границы зерен обтекают контуры резьбы, смягчая условия открытых границ зерен и тем самым создавая превосходную резьбу.

Итак, в заключение, как требования к контролю качества, так и производственный процесс, используемый для производства болта, делают его авиационным.

Источники:

1. ФЕДЕРАЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ПОСТАВОК Группы и классы (PDF)

2. Horst Engineering: накатка резьбы

Детали для использования в самолетах должны быть сертифицированы. Это означает, что они должны производиться из стандартизированных материалов с использованием стандартизированного и отслеживаемого процесса . Деталь должна быть тщательно проверена во время производства, и вся история детали должна быть записана. Тесты и оформление документов часто составляют большую часть стоимости детали. Болты по 100 $ не редкость.
«Аэрокосмический класс» означает, что материалы и процесс, используемые для создания детали, подходят для использования в деталях самолетов. Я подозреваю, что поставщики аэрокосмической отрасли продадут вам две версии одной и той же детали: одну со всей бумажной дорожкой для использования в самолетах, а другую без бумажной дорожки для использования в других местах.

Хотя это не было вопросом материаловедения, мой A&P дал мне свое объяснение предмета, когда мой самолет должен был стать годовым:

Механик: Эти два винта идентичны. Этот поставляется из Home Depot и стоит 25 центов. Этот поставляется авиационным поставщиком и сертифицирован для использования в вашем самолете; это стоит $ 2,00 за винт. Если я использую один из Home Depot, и он выйдет из строя в полете, я несу ответственность. Если я использую $ 2,00, производитель.

Я: Ну и чем они отличаются?

Механик: Около 1,75 долларов страховки ответственности.

Это, конечно, преувеличение, но принцип важен: если на террасе вашего патио сломается винт, презумпция ответственности или пригодности не действует. Это винт; разбилось. Бывает.

Но если на самолете отказал винт и вы потеряли элерон, это совсем другая история. Адвокаты идут за чьей-то головой. Таким образом, несмотря на то, что огромная часть стоимости материалов покрывает ответственность производителя, страховая компания не собирается выдавать полис ответственности, если производитель не продемонстрирует, что болт не выйдет из строя в полете, что буквально соблюдены все разумные меры предосторожности . процедура тестирования, технология производства и механизм контроля качества, известные в отрасли, используются для обеспечения безопасности этих болтов. Потому что, если производитель упустит хотя бы одну разумную меру предосторожности, то страховая компания будет вынуждена возместить ущерб.

У меня мало знаний об аэрокосмической отрасли, кроме того, что я получил, вырос в Дерби (Великобритания, Ист-Мидлендс), родине Rolls Royce.

Что касается используемых материалов, существует ряд специальных сплавов, используемых в авиационных двигателях, в частности нимоник , который используется для изготовления болтов для авиадвигателей. Nimonic был разработан компанией Henry Wiggin and Company , Бирмингем, Великобритания.

Мой брат работал в компании в Дерби и управлял токарным станком с ЧПУ, нарезая болты (я предполагаю, что резьба, фрезерование и т. д.). Сплав очень дорогой, поэтому слишком легко выставить счет в плохой день.

Ссылки

Роллс-Ройс Гражданский Аэрокосмический

Статья из Derby Evening Telegraph

Реклама Нимоника 1951 года

Надеюсь, это представляет некоторый интерес.

«Аэрокосмические» крепежные детали всех видов тщательно проверяются и контролируются, чтобы иметь возможность соответствовать строгим требованиям NAS. Партия за партией, год за годом вы получаете надежную деталь.

Страница национальных аэрокосмических стандартов Ассоциации аэрокосмической промышленности

Также используются большое количество чертежей MS (военные стандарты) и различные военные спецификации США.

Немало усилий и сертификации уходит на то, чтобы гарантировать, что оборудование очень высокого класса полностью соответствует предъявляемым требованиям и не является контрафактным.

Высококачественные крепежные детали должны соответствовать очень строгим стандартам металлургического состава. Термическая обработка и другие процессы должны надлежащим образом контролироваться. Производственные процессы должны быть последовательными и тщательно контролироваться. Производственные партии отбираются и тестируются по графику, чтобы гарантировать соблюдение стандартов. Существует очень большой набор требований по прочности, классу посадки, температурному диапазону, усталостной прочности, о которых крепежные изделия из «строительного магазина» даже не знают. Детали самолетов поставляются с сертификатами на материалы, технологические сертификаты, сертификаты испытаний на прочность. (конечно, не каждый отдельный винт, а партии, предоставленные дистрибьюторам)