《航空紧固》PPT课件.ppt

洛阳高专用,第三章 航空紧固件,作用：将飞机的成千上万个零部件连接组成一个整体；承载时在零部件直径传递载荷、协调变形。,洛阳高专用,螺纹紧固件：螺栓、螺钉、垫圈和螺帽多次拆卸和装配,3.1 带螺纹的紧固件,螺旋线-一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-一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,洛阳高专用,3.1.1 螺纹类型、配合等级和标识符号,一、螺纹类型 标准：American National Coarse American National Fine American Standard United Coarse American 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,洛阳高专用,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114NF表示 UNF规定 每英寸12牙，用1l2UNF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。,洛阳高专用,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1/8 in；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。,洛阳高专用,3.1.2 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,洛阳高专用,螺栓标记：AN系列螺栓 AN 3 DD 14A 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,洛阳高专用,AN 6 H 34 A：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3.5in A-表示螺杆尾无保险孔,洛阳高专用,2、头部钻孔的发动机螺栓 AN73到AN81 MS20073 MS20074,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。它与机体螺栓具有相同的拉伸和剪切强度。发动机螺栓的螺纹有：细牙螺纹（无“A”字母）粗牙螺纹（螺纹直径数字后加上“A”字母）,洛阳高专用,3、紧公差螺栓(AN173AN186和NAS80NAS86）螺栓光杆段的直径制造精度比通用型的高，螺栓经研磨或磨削加工，它的直径误差在0，0.0005in之间。,洛阳高专用,4、内六角螺栓(MS20004MS20024),构造：螺栓的头部是圆柱形或圆锥台形的，在螺栓头上制有内六方孔。材料：是用高强度钢制造，它的强度比AN系列的六角 头螺栓的强度高，因而它与AN系列的六角头螺 栓不能互换使用。应用：内六角螺栓主要用于承受拉伸和剪切复合应力的部位。它的头部与螺杆连接处有圆角，避免尖角相连，提高疲劳寿命。注意：1、安装于钢件上时，安装孔口要划窝使圆角沉入孔内；2、安装于铝合金件上时，它的头下要安装MS20002C垫圈。,洛阳高专用,型号规格编码：MS20004MS20024其末两位数字分别为04、05、06、07、08、09、10、12、14、16、18、20、22和24，它们表示螺栓直径为4/16英寸24/16英寸，即1/4英寸3/2英寸。,洛阳高专用,5、带槽扁圆头螺栓(AN2lAN36)特点：轴销螺栓的头部为圆头，圆头上有一字或十字槽，螺杆部分光杆与螺纹杆段之间一般都有一空刀槽。螺纹：采用细牙螺纹(NF)。,洛阳高专用,型号规格编码:AN2l、AN22、和AN23中的第二位数字“1”、“2”和“3”分别表示“640”、“836”和“1032”螺纹。从AN24到AN36螺杆直径以1/16英寸为单位。轴销螺栓的杆长也以1/16英寸为单位。,应用：轴销螺栓只能承受剪切载荷，常在转动部件 中作为铰接点的轴销；与之配合的剪切螺帽与螺栓螺纹紧密配合，并用开口销进行保险。,例：AN 2 4-14 A“A”-表示螺栓杆尾无保险孔，在这种情况下，与该螺杆配合的螺母要用自锁螺母。如无“A”则表示螺栓杆尾部有保险孔.“14”-螺栓杆长14/16英寸“-”-螺杆材料为镍合金钢“4”-螺栓直径4/16英寸“2”-轴销螺栓“AN”-美国空军海军规格标准,洛阳高专用,二、螺帽1、标准航空螺帽,洛阳高专用,（l）AN310 槽顶螺帽(castlenut)名称：这种类型的螺母又称为堞型螺母 应用：它是与AN3AN2O机体螺栓配合使用 螺纹：为NF(细牙螺纹)材料：有镍合金钢、不锈钢和2024铝合金“”、“C”和“D”例1:标记 AN3l0 C 6表示为：不锈钢制造与AN6螺栓配合使用的槽顶螺帽；,洛阳高专用,（2）AN320 名称:剪切槽顶螺帽(shear castlenut)应用:仅有剪切应力的部位，它与AN2lAN36轴 销螺栓配合使用。构造、制造材料:与AN310螺母的相同，只是螺 母的厚度稍薄一些。例:标记AN320D6表示为:2024铝合金制与AN26轴销螺栓配合使用的抗剪型六角槽形扁螺母。,洛阳高专用,（3）AN315 名称：普通螺帽 应用：用于受大拉力的部位。它的缺点是必须再用一 个防松螺帽或一个弹性垫圈来保证其紧固性。材料：与AN310螺帽的相同。螺纹：有右旋螺纹和左旋螺纹两种。例 标记：AN3157R 表示：镍合金钢制、与AN7螺栓配用的右旋螺纹螺帽。标记：AN3l5C4L 表示：不锈钢制、螺纹直径为1/4英寸的左旋螺纹螺帽。,洛阳高专用,（4）AN316名称：防松螺帽特点：这是一种采用双螺帽防松措施中的六角防松螺帽。它用于AN315普通螺帽之上，防止普通螺帽松脱。但由于比其它类型的防松措施增加的重量大，所以目前在飞机上很少应用。,洛阳高专用,（5）AN340和AN345名称：机械螺钉螺帽应用：与机械螺钉配合使用的，因此，其螺纹规 格是按螺钉的规格制造的。螺纹：AN340为粗牙螺纹螺帽；AN345为细牙螺纹螺帽。材料：有碳合金钢()，不锈钢(C)、黄铜(B)和 2024铝合金(DD)。例:标记AN340B6表示为：由黄铜制造、与632安装螺钉配合使用 的粗牙螺纹螺母。,洛阳高专用,（7）AN350 名称：蝶形螺帽 应用：专门用于拆装频繁，而且只需用手指拧紧 即可的装配件。这种螺母可与安装螺钉或螺栓配合使用。配合安装螺钉的螺母由螺钉的号数给出。材料：为合金钢或黄铜。例:标记AN3506表示：与640安装螺钉配合使用的螺母。而配 合螺栓使用的螺母则以1/16英寸制螺栓规 格给出，同时加数字16。,洛阳高专用,2、自锁螺帽,（1）低温自锁螺帽及锁紧原理 型号：AN365、AN364 锁紧原理：低温自锁螺帽在螺纹中插入一个弹性环，内径比之配合的螺纹略小。当转动螺母使螺栓拧过底段螺纹后而欲进入顶段螺纹时，必须克服弹性环的阻力，才能使螺栓的螺纹与螺母顶段螺纹协调啮合。在螺栓全部拧紧后，弹性环段就迫使顶段螺纹紧紧咬住螺栓螺纹从而达到防松目的。,洛阳高专用,（2）高温自锁螺帽及锁紧原理 型号：AN363,这两种自锁螺母都是在拧紧后收口胀开，靠弹性锁紧。它们可以多次重复使用，由于其制造工艺较为简单，所以这两种自锁螺母在飞机上的应用日益广泛。,洛阳高专用,（3）自锁螺帽的应用 应用：固定减摩轴承、操纵系统的滑轮、发动机摇臂箱口盖、排气管 注意事项：1、飞机使用自锁螺帽有限制，应符合要求；2、低温自锁螺帽使用环境温度T2500F；3、自锁螺帽拧进螺栓时，要有足够深度；4、承受转动力矩的螺栓不能用自锁螺帽。,洛阳高专用,三、垫圈,垫圈的作用：1、是使螺帽或螺栓头下面受力均匀。2、并可用来调整螺纹到构件表面之间的距离。3、有锁紧、防松、保护和预紧指示等作用。,洛阳高专用,1、普通垫圈AN960为最常用的普通垫圈(图(a)，应用：它广泛用于六角螺母之下。材料：有碳、钢、黄铜、不锈钢和铝合金。规格：有从与1号安装螺钉配合使用的规格到与1 英寸螺栓配合使用的规格。,2、AN935开口式弹性垫圈(图(d)3、AN936B型外齿型弹性垫圈(图(e)4、AN936A型内齿型弹性垫圈(图(f)。AN936内、外齿型弹性垫圈，弹力均匀，防松效果较好。外齿型应用较多。,洛阳高专用,四、螺钉,制造螺钉的材料往往低于制造螺栓所用材料的强度。因为它应用在非结构性的连接上及整流罩，可拆卸面板等非主要受力结构上。,特点：1)它的结构与螺栓的类似，螺钉杆身一般为全螺 纹杆身，螺纹按2级自由配合精度制造。2)钉尾有平头和尖头的两种。3)安装时，螺钉一般都是拧装于构件上的螺孔内，通常拧转螺钉来达到紧固目的。,按用途分类：1、机械螺钉 2、结构螺钉 3、自攻螺钉,洛阳高专用,1、机械螺钉机械螺钉常用在非结构件上，如轻小型机件以及齿轮箱盖板等铸铝件的装配。特点：1）螺钉头端面的螺刀槽与结构螺钉的相同2）螺钉杆身为全螺纹杆段3）螺纹有粗牙和细牙两种材料：有低碳钢、不锈钢、黄铜和铝合金等,洛阳高专用,常见型号有:(l)AN500为粗牙圆头螺钉 AN501为细牙圆头螺钉(2)AN505为粗牙82埋头螺钉 AN507为细牙82埋头螺钉(3)AN515为粗牙圆头螺钉 AN526为细牙大圆头螺钉,2、结构螺钉材料：合金钢制成特点：1）其拉伸和剪切强度与同尺寸、材质的AN型螺栓相同2）该型螺钉具有同尺寸螺栓完全相同的长度3）钉杆身有光杆(无螺纹)段，螺纹为NF，螺杆的配合 精度也与AN型六角头螺栓同级，因此可作为结构螺 栓来使用。,洛阳高专用,螺钉的头型:有圆头、扁圆头、100埋头等型。螺钉头的螺刀槽口:十字式(phillips)、尖十字式(Reed-prince)一字槽,洛阳高专用,常见结构螺钉的型号有:(1)AN509 100平头螺钉(2)AN525 垫圈头螺钉，这种螺钉有一个类似 垫圈的大头，承载面积较大。(3)AN502和AN503圆头螺钉 AN502为细牙圆头螺钉，AN503为粗牙圆头螺钉，这两种螺钉的圆头钉头上有一字槽并有一穿保险丝的小孔,洛阳高专用,3、自攻螺钉,自攻螺钉常用于薄金属板，塑料板等的紧固特点：1）靠自身在装配孔里攻丝而紧固的。2）自攻螺钉的头型有：扁圆头、100埋头、大扁圆头等，3）钉尾有：尖头(A型)钝头(B型),洛阳高专用,洛阳高专用,常见型号有:(l)AN504和AN506它们常用来安装诸如标牌之类 的可拆卸件。(2)AN530和AN531它们是用于金属板料的自攻螺钉。AN530为扁圆头、AN531为埋头自攻螺钉B型4、螺钉型号标记AN501B4167表示：416直径4/16英寸，7杆长7/16英寸，B 表示材料为黄铜，AN 空、海军标准 501 凹槽圆柱头，细牙螺纹,洛阳高专用,3.1.3 带螺纹紧固件的安装和保险方法,一、带螺纹紧固件的安装1、螺栓孔（1）螺栓孔要垂直连接件；（2）主连接件螺栓孔采用紧公差配合；（3）螺栓和孔的配合有螺栓进入孔时摩擦力大小判断；（4）修理中，螺栓和孔采用轻压配合；（5）承拉螺栓和孔壁之间允许有一定的间隙。,洛阳高专用,2、螺栓的选择和安装（1）选择与原螺栓同规格、同材料的螺栓；（2）螺栓的夹紧长度等于被连接件的厚度；（3）螺栓头和螺帽下使用垫圈；（4）螺栓头向上或向前。3、安装扭矩和扭力扳手目的：松紧程度一致，受力均匀；提高疲劳强度,力矩扳手:偏移杆式 指示表式 测微预调式,4、给螺栓和螺帽打保险,洛阳高专用,洛阳高专用,二、常用的保险方法,螺纹联接一般采用单线普通螺纹满足自锁条件，螺母不会松脱。1)当联接受到冲击、振动和变载荷作用时，预紧 力可能瞬时消失，这种现象多次重复后，就会 使螺母松脱。2)在高温或温度变化较大时，由于温差变形等原 因，也会发生松脱现象。,保险方法：1 保险丝、2 开口销、3 弹性垫圈、4 弹簧卡圈、5 自锁螺母等,洛阳高专用,1、用保险丝打保险,采用一根细金属丝将两个或两个以上的紧固件连结在一起。当某一元件有松动趋向时，它会受到保险丝的牵制而停止发展。材料：低碳钢、不锈钢和黄铜等，一般常用 的是低碳钢丝。打保险时，可选用单股或双股保险丝形式，一般以双股扭结成辫结形式应用最广泛,洛阳高专用,单股保险丝一般常用于分布间隔很近的小螺钉群或很不容易达到的地方，如图所示。,一般说来，如果螺纹紧固件群集在一起，采用相互串联保险的形式要比各自独立保险优越得多。一次串联保险的元件数量多少，应视具体场合而定。1）螺栓的分布间隔较远，用双股扭辫法来保 险时，一次串联的螺栓数不应多于三个。2）如果螺栓为紧邻分布，则一次串联的螺栓数 以保险丝长24英寸为准。,洛阳高专用,采用保险丝作为防松保险手段时应遵守下列基本规则:(1)每次打保险都必须用新的保险丝；(2)打保险时，必须随时将保险丝拉紧，但是其张紧度不能过量，以防在正常维护时或受到振动时可能断裂；(3)保险丝的绕向应该是将螺母朝拧紧方向拉紧；(4)保险丝的辫结应该紧凑匀称，在两螺母之间的保险段应适当张紧而无多余的辫结；(5)对螺栓头保险时，一定要保持缠绕在螺栓头侧的辫结不向上松脱而造成保险松驰；(6)打保险完工后的尾端应为1/4英寸1/2英寸长的辫结(相当于36个辫结)，而且应将辫尾弯过来或压在下面，以防自行松散。,洛阳高专用,2、松紧螺套 组件构造：包含两个带螺纹头的钢索接头和一个带内 螺纹的螺套。作用：少量地调节钢索长度和调整钢索的张力螺套内 为左旋螺纹（反扣）的一端，刻有一道槽线或 滚花。注意事项：1、必须将螺套与两端的接头同时拧上螺纹2、检查每个接头螺纹是否有足够的拧入深度3、露在螺套之外的螺纹数不得超过三牙4、调整工作完成后，要对螺套打保险,洛阳高专用,a、保险丝1、单线缠绕法2、双线缠绕法 双重缠绕保险法较单线缠绕保险法好些，见图E。,洛阳高专用,1）首先要按表317所列的尺寸规格，截出两根长度相同的保险丝2）每根保险丝穿过螺套上的孔后，分别向前后弯曲(一根成Z形，另一根反向成S形)3）然后将每端的两根保险丝交叉穿过销眼式接头的销眼(或者是叉头式接头的叉根),4）拉紧后分别将保险丝紧扎绕在接头杆身上，每根不少于四圈，5）最后修剪平整。,洛阳高专用,b、卡夹,洛阳高专用,3、用开口销保险,开口销的安装形式有：优先选用形式 可选用形式,基本原则:(1)每次打保险都必须用新的开口销；(2)如采用优先选用形式安装开口销时，弯在螺栓顶上的开口销尾端不能超出螺栓直径，贴在螺母侧面的开口销尾端不能碰到垫圈表面，长出部分应剪去；(3)如采用可选用形式安装开口销时，应保持开口销的两尾端贴近在螺母侧面上；(4)开口销尾端弯折处应保持一定的弯曲弧度，陡折角会导致开口销杆断裂，用木榔头敲弯成形是最佳施工法。,洛阳高专用,3.2 铆钉3.2.1 实心铆钉,一、铆钉钉头型式 AN426埋头铆钉 AN470普通头铆钉 AN430半圆头铆钉 AN442平头铆钉,洛阳高专用,二、铆钉的材料和标识 A纯铝、AD2117（外场铆钉）、DD2017和2024（冰盒铆钉）、B5056、M蒙乃尔、KE7050,洛阳高专用,三、铆钉尺寸及标识符号 1）铆钉制造标准代号（AN、MS和NAS）2）头型代号（三至五位数字表示）3）材料代号（用英文字母表示）4）铆钉杆直径（1/32英寸为计量单位）5）铆钉杆长（1/16英寸为计量单位）组成。,洛阳高专用,铆钉的型号规格标记，举例如下：（1）AN 470 AD 3 5 铆钉杆长5/16英寸 铆钉直径3/32英寸 铆钉材料2117（外场铆钉）铆钉头型：470-通用头型；430-圆头型；426-100埋头型；456-扁圆头型；441-平头型 美国空军海军标准,洛阳高专用,四、（美国）国家飞机标准（NAS）铆钉标识符号 四个区域：左上角（NW）右上角（NE）左下角（SW）右下角（SE）如：BJ铆钉为MS20470AD 4N铆钉直径为4/32in,铆钉头安装在这一边 5铆钉长度为5/16in,BJ,4N,5,洛阳高专用,五、铆钉的主要破坏形式 铆钉剪切破坏 连接件在铆钉孔处挤压破坏 连接件拉断破坏 材料剪切破坏,洛阳高专用,六、铆钉排列布置,1、排列方式 平行排列 交错排列2、距离布置 间距:行距 列距 边距,洛阳高专用,七、铆钉的安装及质量要求,1、实心铆钉的安装（1）钻孔（2）加工埋头窝,洛阳高专用,（3）打铆钉2、实心铆钉安装的质量要求,洛阳高专用,3.2.2 专用铆钉,一、盲铆钉1、拉塞式摩擦锁定铆钉,洛阳高专用,构造：1）带铆钉头的空心杆体 2）穿过杆体的芯杆两部分组成。安装：芯杆下端锥体部分被拉挤入空心杆体，使杆体挤胀变粗。当芯杆锥体完全进入铆钉杆体形成盲端铆头时，拉杆将断掉，铆接工作完成。该型拉铆钉的断口不够光滑平整需用修整剪修整断口使其与铆钉头平齐。,2、拉塞式机械锁定铆钉,洛阳高专用,构造:1)它比自塞摩擦锁紧式拉铆钉多了一个锁紧环。2)当拉塞式机械锁定铆钉铆接完毕，锁紧环就紧紧卡入芯杆上的锁紧环槽内使留在杆身内的芯杆不会因振动而松脱。3)这种铆钉铆接后芯杆断口正好与铆钉头平齐，故不需再进行平整断口的工作。3、盲铆钉的应用（1）无法到达结构件两侧，进行正规实心铆钉安装操作的部位；（2）非结构件，无需实心铆钉连接处；（3）进行临时修理，代替实心铆钉。4、注意事项,洛阳高专用,二、高强度销式铆钉,1、高剪铆钉,高剪铆钉是专门设计用于承受高剪切载荷而得名,构造：1）销桩 2）锁圈 这种铆钉具有同一直径AN螺栓相同的承剪强度，而其重量则只有螺栓的40%。它广泛用于飞机高强度结构区域。,洛阳高专用,配合：高剪铆钉杆身与铆孔的配合为过盈配合。安装：先将高剪铆钉用手锤敲入铆孔，待铆钉杆尾露出后 套上锁圈，然后从一面顶住铆钉头，从另一面用铆枪将锁圈轧装于铆钉杆凹弧槽位置，紧固牢靠形成铆头。,高剪铆钉型号规格标记如下：NAS 177 14-17 17最大铆接厚度17/16英寸，以1/16英寸为计量单位 14铆钉杆径14/32英寸，以1/32英寸为计量单位 177铆钉头型：177-1000埋头，178平头 NAS美国国家航空标准,洛阳高专用,2、锁紧螺栓,常用的锁扣螺栓有：1）拉固式 2）短桩式 3）盲固式,它与常规螺栓或铆钉相比较具有安装快捷、方便以及不需采用保险的优点。锁紧螺栓通常用于机翼型条接口、起落架关节、燃油箱安装接头、支撑杆柱、梁腹板、蒙皮托板和其它关键结构的接合部位。,洛阳高专用,三、Hi-Loks紧固件,高锁螺栓具有足够的强度能承受较大的剪切和挤压载荷。它能从单面紧固，一般用于普通螺栓难以安装的地方和要求紧固扭矩值严格并且很少拆卸的场合。,洛阳高专用,安装：1）可用专用工具安装2）也可用内六方扳手和梅花扳手安装。图示为用内六方扳手和梅花扳手组合安装高锁螺栓的情况。安装时，先将高锁螺栓放入被联接件的孔内，拧上螺母。然后用梅花扳手套入螺母的剪切六方头上，再将内六方扳手插入螺栓尾端的六方孔内定位螺栓 紧固时，转动梅花扳手使螺母相对螺栓转动，直至剪切六方头在剪切槽处剪断脱落,