航空紧固件的作用:将飞机的成千上万个作用: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。
带螺纹的紧固件
螺纹紧固件:螺栓、螺钉、垫圈和螺帽-多次拆卸和装配
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 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
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1/8 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。
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 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1.5in
A----表示螺杆尾无保险孔
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
2、头部钻孔的发动机螺栓
AN73到AN81 MS20073 MS20074 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。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)
3、紧公差螺栓(AN173~AN186和NAS80~NAS86)
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。
4、内六角螺栓(MS20004~MS20024)
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。
型号规格编码:MS20004~MS20024
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。
5、带槽扁圆头螺栓(AN2l~AN36)
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)。
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“6-40”、“8-36”和“10-32”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
二、螺帽
1、标准航空螺帽
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AN3~AN2O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;
(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AN2l~AN36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。
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AN315-7R
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。
(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。
(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6-32安装螺钉配合使用的粗牙螺纹螺母。
(6)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AN350-6
?表示:与6-40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。
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。
(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。
(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T《2500F;
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。
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。
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。
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
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
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。
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
常见结构螺钉的型号有:
(1)AN509100°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
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)
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AN501B-416-7
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。
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