航空紧固件常识及螺纹自锁
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航空紧固件的介绍航空航天行业历年来取得了举世瞩目的成就,长征系列运载火箭连续发射成功,各类卫星和导弹武器装备顺利完成研制和交付,特别是多次载人航天飞行的圆满成功,标志着航空航天产品的质量与可靠性达到了新的水平。
随着航空工业的快速发展,大量飞机开发的同时,航空紧固件工业得到了前所未有的发展,航空工业因为其技术要求之高把很多工业厂家拒之门外。
其中航空工业紧固件作为其中的重要纽带,是航空航天产品中应用最为广泛、使用量最大的基础产品,必须要存在于高压、高温、高强度的环境下使用,所以质量要求非常严格。
一、航空紧固件的概括与分类紧固件,顾名思义就是在进行各种设备的生产的时候用于使得零件紧凑和稳固的机械零件。
其主要用于要将一个或者多个零件拼接成为一个整体的情况。
其具有类型多样的特点,具体用途也各不相同。
但是有部分具有国际标准的紧固件被命名为标准紧固件,是各种工业及科技生产中的重要零件组成。
航空紧固件按照不同的分类标准,可以分为很多种类。
每一大类又包含多种规格、种类,可以满足不同材料和结构的多样的安装需要。
(一)按是否可拆卸分类按是否可拆卸可分为可拆卸紧固件和永久性紧固件,其中可拆卸紧固件包括螺栓、螺丝和螺母;永久性紧固件包括高锁螺母、普通铆钉等。
(二)按产品种类分类按照产品种类划分是其中较为常见的分类方式,具体可分为铆钉类、螺丝类、螺母类、单面紧固件类、特种紧固件类等产品类型。
(三)按使用材料分类按照使用的材料进行划分,可分为碳素结构钢紧固件、合金结构钢紧固件、不锈钢紧固件、高温合金紧固件、铝合金紧固件、钛合金紧固件、钛铌合金紧固件和非金属紧固件等。
(四)按装配操作的要求分类根据装配操作要求的差异,可以氛围单面连接2紧固件和双面连接紧固件。
(五)按技术含量分类根据技术含量的不同,紧固件可分为低端、中端和高端3个层次。
(六)按工作载荷的性质分类根据工作载荷的性质的差异,紧固件可分为抗拉型和抗剪型两类。
二、航空紧固件的特点航空航天紧固件非常广泛,其性能要求非常严格,是地面机器所不能相比的。
飞机结构常用紧固件——仅供参考,以现行有效手册资料为准一、紧固件的类型及分类1、紧固件的类型紧固件是将两个或两个以上的零件(或构件)紧固连接成为一个整体时所采用的一类机械零件的总称。
紧固件类型一般按是否破坏一个或多个紧固件单元才能拆卸紧固件,而分为两种类型。
可拆除紧固件(可不破坏):普通螺栓、普通螺帽、托板螺帽、螺丝、垫圈、插销、定位螺钉(Set-Screws)、螺纹衬套(Threaded inserts)等永久性紧固件(需破坏):实心铆钉、环槽铆钉、拉铆钉、拉螺栓、锁螺栓(Lockbolt)、自锁螺帽、高锁螺栓/六角驱动螺杆(HI-LOCK/Hex-Drive Bolt)、蜂窝夹芯板衬套、Radius lead-in bolts、钢丝螺套等永久性紧固件可拆除紧固件2、紧固件的分类紧固件按头型可分:埋头紧固件、突头紧固件紧固件按孔经可分:原级紧固件、加大一级紧固件、加大二级紧固件紧固件按受力类型可分:抗拉紧固件、抗剪紧固件紧固件按组成材料可分:铝合金紧固件、不锈钢紧固件、合金钢紧固件、钛合金紧固件等拓:螺栓与螺丝(螺钉)的区别螺栓:由头部(常有六角孔)和螺杆(带有外螺纹或有一段光杆的圆柱体)两部分组成的一类紧固件,一般不能单独起连接作用,需与螺母配合,用于紧固连接两个或两个以上带有通孔的零件。
这种连接形式称螺栓连接(有的叫螺杆连接)。
螺栓连接是属于可拆卸连接。
螺丝(螺钉):一般可以单独起连接作用,不需要螺帽,工具一般用螺丝刀即可。
二、紧固件的件号1、航空紧固件的标识通常以国家、行业或企业代号及系列号作为规范标识。
常用航空紧固件规范标识编号类型有:BAC-(Boeing Aircraft Company)波音公司标准。
如:BACR15-(铆钉)、BACB30-(螺栓)等NAS-(National Aerospace Standard)美国国家航空标准。
如:NAS1791、NAS1152等MS-(Military Standard)美国军用标准。
矩形螺纹自锁条件概述矩形螺纹是一种常见的螺纹连接方式,而矩形螺纹自锁条件是指螺纹杆在负载作用下具有自我锁紧的能力。
这种条件的实现可以有效地提高螺纹连接的可靠性和安全性。
本文将深入探讨矩形螺纹自锁条件的工作原理、设计要点以及应用实例等内容。
工作原理矩形螺纹自锁条件的工作原理是基于材料的塑性变形和摩擦阻力。
当负荷作用下,螺纹杆产生变形,塑性变形使得螺纹面间的摩擦系数增大。
同时,由于变形的存在,负荷会产生一个反向力矩,使得螺纹杆的表面压力增大。
这种变形和反向力矩共同作用下,可以使得螺纹连接更加牢固,具备自我锁定的能力。
设计要点要实现矩形螺纹的自锁条件,需要在设计和制造过程中注意以下要点:1. 螺纹几何参数的选择螺纹的几何参数对于自锁条件的实现至关重要。
首先,螺距的选择应合理,太小会导致螺纹升高力过大而难以自锁,太大则可能导致自锁能力不足。
其次,螺纹的角度应适当,太小则摩擦阻力不足以实现自锁,太大则容易造成螺纹的滑动和松动。
此外,螺纹的牙型参数也需要考虑,例如牙形角度和牙根半径等。
2. 材料的选择与处理对于实现自锁条件的矩形螺纹连接,材料的选择和处理也起到关键作用。
一般来说,材料的硬度应适中,过硬的材料容易导致螺纹的滑动和松动,而过软的材料则容易产生过大的塑性变形。
此外,材料表面的处理也很重要,例如通过喷砂、涂覆等方式提高表面的粗糙度和摩擦系数,从而增加自锁能力。
3. 螺纹的安装方式螺纹的安装方式对于自锁条件的实现也具有一定的影响。
一般来说,采用逆时针方向旋转螺纹杆进行连接可以增加自锁能力。
此外,正确的安装力和扭矩也是保证自锁条件的重要因素,应根据实际情况选择恰当的安装参数。
应用实例矩形螺纹自锁条件广泛应用于各个领域的连接设计中,下面是几个典型的应用实例:1. 汽车制造在汽车制造中,矩形螺纹自锁条件被广泛应用于发动机的连接件和悬挂系统等关键部件。
这些连接件在高速行驶和恶劣路况下会受到大的振动和负载,矩形螺纹的自锁条件可以确保连接的可靠性和安全性。
民用飞机紧固件选用概述民用飞机的紧固件是非常重要的部件之一,起到着连接和固定飞机结构及附件的作用。
严格的质量要求和适合飞机使用环境的材料选择,是保证紧固件在飞机飞行中不断变换载荷、震动和温度等复杂条件下,始终可靠运行的重要前提。
本文将介绍民用飞机紧固件选用的主要因素和一些常用的紧固件类型。
一、飞机结构和设计载荷民用飞机的结构和载荷类型不尽相同。
由此,紧固件的类型、强度和数量需要根据飞机的结构和各种设计载荷来选择。
对于紧固件类型的选择,机身结构通常使用螺栓、螺钉、铆钉和膨胀螺栓等,而复杂结构如激波道、驾驶舱等需要用到吊挂件、弹性挂件等。
二、紧固件材料的选择为了保证紧固件具有足够的强度、刚度和耐久性,在材料的选择上应该谨慎。
其中,航空级高强度合金是最常用的材料选择,不仅要满足强度要求,还需考虑其他性能(比如硬度、冲击性能等)是否符合要求。
三、紧固件的安装和维护一般来说,民用飞机的紧固件设计良好、制造精细。
但是在安装使用过程中,紧固件的安装和维护也需要具有相应资质的工程师或技师来操作。
错误的安装或维护很容易导致紧固件的失效,从而给飞机带来极大的安全隐患。
四、常用的紧固件类型1. 螺栓螺栓是最常见的一种紧固件,通常由螺纹杆、螺母、墨头等组件构成。
由于螺栓可以自由拆卸,因此在构件需要更换或者维护的时候,可以很方便地卸下来。
对于易出现松动的场合,一般都会使用弹垫保证紧固件不会松动。
2. 螺钉螺钉和螺栓的区别在于螺钉一端通常是锥形,用于穿过材料固定在另一端的螺母。
由于螺钉常常被使用到不同的材料上,因此选择合适的螺钉尺寸和强度等也很重要。
3. 铆钉铆钉是一种类似于螺钉的紧固件,但是在固定结构材料的过程中,铆钉不是直接以螺纹固定,而是通过“放松撑”(又称压合)的方式,将钉身两端扭向结构中,使其紧密地固定在结构上,通常用于固定机翼、机身和结构等。
膨胀螺栓是一种特殊的紧固件,适用于在结构中挤压膨胀时使用。
通常有锥形钻头,用于在钻孔中提供相应的承载能力,这一点比其他的紧固件更加值得信赖。
航空紧固件的基本知识带螺纹的紧固件螺纹紧固件:螺栓、螺钉、垫圈和螺帽螺旋线——动点在一圆柱体的表面上,一边绕轴线等速旋转,同时沿轴向作等速移动的轨迹。
螺纹——平面图形沿螺旋线运动,运动时保持该图形通过圆柱体的轴线,就得到螺纹。
螺纹类型、配合等级和标识符号一、螺纹类型标准:AmericanNational CoarseAmerican National FineAmerican Standard United CoarseAmerican Standard United Fine区别:1、同尺寸号数的粗牙螺纹系列与细牙螺纹系列的螺纹具有相同的螺纹公称直径,只是每英寸长度具有的牙数不同。
2、公差的分布不同;还有对直径为1英寸的螺纹规定不同:NF规定——每英寸14牙,用1——14NF表示UNF规定——每英寸12牙,用1——l2UNF表示二、配合等级•螺纹还有等级之分,螺纹的等级表示螺纹副具有的配合松紧程度,它设有五级:•1级-松配合(只需用手指即可轻松拧转螺母)•2级-自由配合(航空螺钉采用)•3级-中度配合(大多数航空螺栓采用)•4、5级-紧配合(需要用扳手才能拧上螺母)等级数愈大,螺纹副配合的紧度愈紧。
三、标识符号标识:螺栓直径、长度、材质等注:直径计量单位1/16in,机体螺栓的杆长计量单位1/8in;螺栓的制造材料是以英文字母或符号来表示,如•“C”表示不锈钢;•“DD”表示2024铝合金;•“-”表示镍合金钢。
带螺纹紧固件的类型和应用螺栓-传递剪切和拉伸载荷应用:较大集中载荷或需要拆卸的部位分类:受拉为主受剪为主一、标准航空螺栓1、通用螺栓•一种具有六方头的螺栓,它广泛用于飞机结构装配,能承受拉伸和剪切载荷。
这种螺栓是按AN型号规格标准制造的,螺栓的螺纹为细牙螺纹(NF)。
•螺栓的材料:镀铬镍钢不锈钢2024铝合金螺栓标记:AN系列螺栓AN3DD14A为例说明:AN——为美国空军海军规格的标准型螺栓“3”——表示螺栓直径为3/16in的机体螺栓DD——表示该螺栓用2024铝合金制造“14”——表示螺栓杆长为1.5inA——表示螺杆尾无保险孔AN6H34A:AN——为美国空军海军规格的标准型螺栓“6”——表示螺栓直径为6/16in的机体螺栓H——表示该螺栓用来将螺旋桨叶固定在法兰盘上“34”——表示螺栓杆长为3.5inA——表示螺杆尾无保险孔2、头部钻孔的发动机螺栓AN73到AN81MS20073MS20074如图:发动机螺栓的形状与机体螺栓一样,只是它的头部稍厚且有穿保险丝的通孔。
飞机的机械紧固件第一节概述一. 飞机结构连接分类1. 可拆卸型连接–螺栓和螺钉2. 不可拆卸型连接–铆钉、环槽钉和高锁螺栓等。
这是在拆卸时,是否需要破坏紧固件本身来分类的。
(焊接、胶接也属于不可拆卸连接–但不属于机械紧固件)。
二. 紧固件材料 (主要指镀层) 与其连接的结构材料间的相容性。
如果两者材料不相容,对紧固件或结构零件均会产生电位腐蚀。
(因为孔的表面是不经过表面处理的)。
相容性列于表1中。
在紧固件材料栏中分为“优先”、“允许”、“禁止”提示选用者对已定的结构材料的选择,只有在“优先”栏中紧固件短缺时可考虑使用“允许”栏中的材料,对“禁止”列中的材料不能使用。
表 1 典型的紧固件和材料的相容性注:所有用在不同金属连接的紧固件或不同金属紧固件必须按 DPS2.512湿装配。
(1) 相容–在民用飞机上无处理要求。
(2) 这些合金在铝合金上能引起严重的电化效应。
(3) 钛和 A286 紧固件必须按 DPS4.025 湿装配在铝或铝/钛结构上。
(4) 少量的铝紧固件与大量的钛合金结构连接时在很短时间内将产生电化腐蚀。
(5) 这些紧固件必须湿装配按 DPS2.512。
(6) 这些紧固件必须湿装配按 DPS4.025。
(7) 镉和银镀层在与钛接触时的限制如下:已经发现采用此类材料和工艺过程会使钛零件在使用中的脆化,为避免这类情况出现,应采取下列限制:(a) 钛零件或标准件不得镀镉或镀银。
(b) 镀镉或镀银的垫圈、干涉配合衬套或干涉配合紧固件均不可与钛零件一起使用。
(c) 除 (b) 外,钛零件在下列条件下可与镀镉或镀银零件使用。
(i) 温度不超过 200°F (79.1°C)。
(ii) 对于装在钛紧固件上的有干膜润滑剂的镀镉螺母,以及特别批准的零件,温度不超过 300°F (134.7°C)。
(iii) 与镀镉零件,温度不超过 400°F(190.2°C)。