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第三章 紧固件拆装和保险

第一节 航空紧固件

一、航空构件及标志

飞机制造维修中的各类型紧固件和名目繁多的小元件,统称为航空构件。飞机的制造,是由紧固件和小元件组装起来的,航空构件的正确选用和合理使用,是保证飞机的连接强度、正常工作和安全高效地运行的必要条件。

本章讲述的航空构件包括螺栓、螺钉、螺帽等螺纹紧固件,以及垫片、快御紧固件、铆钉等。航空构件识别,通常以厂家代号及系列号作为规格标志,紧固件等航空构件编号类型有四种:

BAC ——波音规格,如BACB30螺检、BACR15 铆钉; AN ——空军海军规格; NAS ——国家航空标准; MS ——军用标准。

有的快速拆卸紧固件以厂家商标名称及尺寸标志。

二、螺纹紧固件

螺栓和螺钉用于抗拉强度和刚性要求较高的地方:螺栓用于高强度部位,螺钉用于强度相对不高的部位。螺纹紧固件的替换,应参照手册替换表来决定。 1、螺纹的系列等级

航空螺栓、螺钉、螺帽螺纹系列有:

NC系列——American National Coarse美国国家标准粗螺纹 NF系列——American National Fine美国国家标准细螺纹 UNC系列——Universal National Coarse美国统一标准粗螺纹 UNF系列——Universal National Fine美国统一标准细螺纹 波音飞机的大多数螺纹紧固件,采用螺纹UNF系列螺纹。规格以直径和每英寸长的螺牙数来表达,如螺纹规格4-28 表示:直径1/4 英寸,螺牙数28。 2、螺纹的配合精度

螺纹配合精度等级分为4 级: 1 级—松配合; 2 级—自由配合;; 3 级—中度配合; 4 级—紧配合。

航空螺栓绝大多数按3 级配合,航空螺钉按2 级配合。螺栓螺帽螺纹有正反之分。

三、航空螺栓

(一)、航空螺栓分类

按用途分—常用螺栓和专用螺栓;

按精度分—普通螺栓和高精度螺栓; 按受力分—抗剪螺栓和抗拉螺栓;

按头型分—凸头或埋头,凸头有——六方形、半圆头、扁圆头、12棱头; 按材料分—不锈钢、钛合金、合金钢、铝合金。 航空螺栓的材料多数是不锈钢镀镉或镀锌。波音飞机大多数采用BACB30 或AN、NAS 型

的螺栓。

图1 螺栓的识别

(二)、常用航空螺栓

航空器结构上广泛使用六方头通用型螺栓(美国空军海军标准AN3至AN20),螺栓与孔为轻压配合,间隙为0.002--0.006in。螺栓的直径指螺栓无螺纹部分(光杆)的直径。螺栓长度是指螺栓头底部到螺杆尽头的总长。螺栓大部分用镍钢(表面镀镉)制造,少量使用不锈钢(C)或2024铝合金(DD)制造。在螺栓头上标有螺栓的牌号,牌号表示了螺栓的种类、直径、长度和材料。例如AN4C6,AN4DD6分别表示直径为1/4英寸,长度为3/4英寸的不锈钢和2024铝合金通用航空螺栓。

图2 AN螺栓的直径,长度和光杆长度

FAA禁止在飞机结构上使用小于AN3的螺栓,在经常拆装的部位不允许使用铝合金螺栓螺帽。铝合金螺帽可同镍钢(表面镀镉)螺栓装配使用。但是禁止在水上飞机上使用,因为在潮湿环境下两种金属会发生电化腐蚀。

美国空军和海军标准的发动机螺栓牌号是从AN73到AN81排列的。它是一种六方头的镍钢螺栓,加厚的螺栓头侧面开有打保险用的小穿心孔。螺栓直径以1/16英寸为单位,长度以1/8英寸为单位。AN系列发动机螺栓的实际直径应该是牌号数减去70再乘以1/16英寸。

例如牌号为AN74-6的发动机螺栓直径1/4英寸,长度为3/4英寸。

MS标准中MS20073(粗螺纹和)MS20074(细螺纹)相当于AN73至AN81的发动机螺栓。各种牌号的螺栓直径最少为1/16英寸,范围为3/16英寸至3/4英寸(-3至-12)。如牌号为MS20073-05的螺栓直径为5/16英寸。螺栓的长度由牌号的第二组数表示,范围从0.344英寸至6.602英寸(-02至-60),具体尺寸可查表。

高精度螺栓--螺栓头通常是六方头或12 棱头,螺栓与孔为过渡配合,AN173至AN186,间隙 -0.002in -0.0025in;AN16至AN20,间隙 +0.000in-0.0055in。应用于经受冲击负荷需要紧密配合的部位。因为高精度螺栓配合紧密,所以螺栓无法镀镉。为了防腐,在装配之前应在螺栓的咬合部分涂一层薄薄的防锈脂。安装必须用12-14 盎司(0.34 kg -0.397kg)榔头敲击才能到位。

图3 高精度螺栓头部的三角形标记

内六方螺栓--BACB30JQ / MS20004 系列:由高强度合金钢制成,可承受拉伸和剪切复合应力。螺栓头上的凹槽是用来插入内六方头扳手的。注意拆装时应选合适的内六方扳手。当内六方螺栓安装在铝合金部件上时必须加装MS-20002垫圈。内六方螺栓的强度大大高于普通螺栓,所以绝不能用相同尺寸的AN螺栓代替内六方螺栓安装在飞机结构上。如图,高强度内六方螺栓能承受大的拉力,常用于飞机发动机上。

图4 内六方螺栓

(三)、专用螺栓

航空特殊用途螺栓包括:

轴销螺栓--适用于仅承受剪切力而不受拉伸力的部件连接,如操纵系统中作为铰接点的轴销。轴销螺栓头为圆头一字槽(用一字螺丝刀拆装),螺纹段非螺纹段交界处开有环槽。

因为在相同剪切力作用下螺栓的受力部分(非螺纹段)越长抗剪切强度越大,所以螺栓杆螺纹段短而非螺纹段(光杆)长。轴销螺栓的直径以1/16英寸为单位,长度也以1/16英寸为单位。自锁螺帽可以同没有开口销孔的轴销螺栓安装。

图5 轴销螺栓

环眼螺栓一抗拉、钢索和螺套叉接头; 玫氏螺栓一三元式高强度螺纹拉钉;

锁扣螺栓一高强度螺栓和铆钉的作用;有拉固式、短桩式、盲固式三种。

锥体紧固件—高抗疲劳寿命,用在受力大的地方,干涉配合,通过把紧固件放进锥孔来实现。 (四)、常用螺栓紧固件编码规则

从螺栓紧固件件号,可以得知该紧固件的厂家系列、头型、材料、保险方式、直径长度、表面镀层等信息。如AN 系列螺栓从螺栓头上有字可以识别,并有短划或星号,AN5CH5A 为代表如下含义:

AN --海军空军标准:

5 --直径5/16in ;以1/16 为晋级单位; C --材料为不锈钢,无此码为钢;DD--2024; H--螺栓头带有保险孔

5 --长度为5/8in ;以1/8为晋级单位,如果螺栓长度大于7/8英寸,则长度代码为两位,第一位为整数,第二位代表八分之几英寸,例如一英寸长的螺栓标为10。

A --螺杆尾端无保险孔。 (五)、波音螺栓紧固件编码规则

l、如BACB30LJ5CD10X件号的螺栓: