一种用于飞机结构修理的胶接固化仪的研制.pdf

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1、文章编号：1002—6673(2015)03一035一02一种用于飞机结构修理的胶接固化仪的研制代永朝1，汪彬2，范洪波3(1．空军第一航空学院，河南信阳464000；2．94669部队，安徽芜湖241007；3．95092部队，河南开封475003)摘要：基于脉宽调制(PWM)控温技术和热传导原理，研制出了用于飞机结构胶接修理的固化仪。经应用证明，该设备性能稳定、控温精度高，可满足飞机复合材料结构和金属薄板结构胶接修理的中温固化需要。关键词：飞机结构；胶接修理；加温固化中图分类号：V267+．42文献标识码：A

2、doi=10．3969，j．issn．1002—6673．2015．03．012TheDevelopmentofB佃d_curi雌M觚hi耻forAjKraftStmctI盯eRepair‘DA，l，ong-c^∞1，彬AⅣGBin2，尉Ⅳ舶ng-肋3(1．TheFirstAeronaudcalImdtuteofAirForce，x如yaIlgHenan464000，Chma；2．94669Tro叩s，Wuhum出11i241007，Chilla；3．95092Tro叩s，弛洫ngHenan475003，Ch访a

3、)Abstract：Thebond—curingmchinewaSdevelopedbaseonPWMtempera呲con叻l蛳dheatconductiontechnology．Themchine’sperf_omancewassteadiedandaccuracyofteInperamrecon订olw越hjgherbyusmg．Itw筋foundedthatdlemac№ew越specials试table南rnliddle—tempenturecuringrepairofaircraRcompositem

4、aterialandmetalt11m—walledsmlcture．KeywOrds．aircra丘strllcture；bondillgrepair；heatc嘣ng0引言胶接作为一种高效实用的连接技术．已成为飞机复合材料结构和金属薄板结构损伤的主要修理技术手段之一。在胶接修理中。胶粘剂的性能和固化工艺是影响胶接强的主要因素【l】。当选定胶粘剂后，固化温度的控制成为影响胶接质量的关键因素。必须按照固化工艺曲线对牯接区的加热温度进行精确控制，为此，需要专用的胶接固化设备控制固化温度。按照温度控制的调节原理分类。

5、用于温度控制的方式有：位式控制、时间比例控制、PID控制、模糊控制等闭。在对各种控制方式优缺点进行分析的基础上，本文采用脉宽调制(PWM)控温技术和热传导原理设计出了CARM一1型胶接固化仪。1胶接固化仪的组成CARM—l型胶接固化仪由主机和配套的附件组成．见图1。其最大输出功率为2kW，最高加热温度为160℃，真空压力大于90KPa。主机操作面板见图2，面板上各元件的名称和功用见表1。修稿日期：2015—03—12作者简介：代永朝(1964一)，男，河南西峡人，教授。主要从事航空装备维修的教学和科研工作。主机麟

6、曩暑电热毯转接电缆温度传感器图1胶接固化仪的组成图2主机面板Fig．1Componentofbond—Fig．2ThepaneIofmain—curingequipmentmachine表1面板各元件名称和功用Tab．1Thenameandfunctionofa¨eIement序号元件名称功用输入命令操作显示屏，包括固化参数、程序和操l20键键盘作信息2显示屏显示固化参数和固化程序3电源插座接人外部220v电源4电热毯插座连接电热毯转接电缆5温度传感器插座连接温度传感器6真空管接头连接真空管7保险管过流保护8排气

7、}L将真空泵出气口与外部大气连通9电源控制开关控制设备电源。有“开⋯关”二档。10电源指示灯电源接通，指示灯亮，断开电源，指示灯灭11真空泵开关控制真空泵电源。有“于F⋯关”二档12加热指示灯加热时指示灯亮起．并依据电热毯功率改变亮度13真空压力表显示真空压力35·产品与市场-2胶接固化仪的设计CARM一1型胶接固化仪的主机由硬件和软件两部分组成，硬件主要实现温度信号的采集与控制、工艺参数的键盘输入以及工艺曲线和信号显示等功能，软件主要功能是驱动硬件电路有序工作和控制固化工艺参数。2．1硬件设计胶接固化仪硬件系统

8、组成见图3。控制核心选择主频达49MHz的高性能单片机C8051F410；加热区温度传感器采用高温NTC温度传感器。测温精度达到0．5℃：环境温度传感器采用单总线微型数字温度传感器DSl8820，测温精度可达0．1℃；模数转换采用单片机内置12位AD模块，在O～250℃温度测控范围内．精度可达0．1℃；加热源采用碳纤维基电热毯．耐热性高且具有良好的柔性，可很好的适应各型飞