波音先进复合材料飞机螺栓型紧固件简介

发布时间:2018-07-24 14:48    来源:中国科技博览
 

关键词:波音 先进复合材料 飞机螺栓型 紧固件 简介

摘要:本文就先进复合材料结构所使用的几种典型螺栓型紧固件做一个大概的介绍。

  在以前的飞机上,大多数应用于商用飞机的复合材料作用于次要结构,一般用松配合孔安装在金属结构上,其性能不足以承受重大轴向载荷。对于这些结构,由于其典型的薄片外形应用而不能依靠紧固件传递载荷。

  随着先进复合材料作为主要结构件在现代飞机尾翼和地板梁上的使用,新型飞机上更多复合材料接头需要用机械性紧固件来承受更大的载荷,同时,机械固定的复合接头承受的飞机内载荷变的越来越多。这样,就给了螺栓型紧固件更多的用武之地。下文就先进复合材料结构所使用的几种典型螺栓型紧固件做一个大概的介绍。

  锁螺栓:

  锁螺栓锁紧销柱上有凹槽被切断到杆上面或者包裹在杆上面.锁螺帽没有凹槽但是当被用力旋到销柱上时,销柱的一部分就会在装配中脱落,控制安装时的力量(扭矩),安装锁螺栓时需要特殊工具。在复合材料上用的锁螺栓由特殊的防护材料。为防止腐蚀,锁螺帽不用铝合金制作,为减少接触应力,有一个法兰安装在复合材料上。其销柱上安装时脱落的部分也是为了考虑减少接触应力而做的设计。锁螺栓的安装快速又方便,但是需要开阔的接近部件的空间,当接近困难时,需要用其它形式的紧固件。

  

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  HI-LOK螺栓:

  HI-LOK螺栓有线状螺纹。它的锁螺帽也有线状螺纹。安装压力受控于锁螺帽的凹槽,这部分在安装过程中会被螺杆锁定机构剪切掉。在复合材料的应用中,它和锁螺栓相似有防护,,锁螺帽不用铝合金制作,为减少接触应力,有一个法兰安装在复合材料上。特定的动力工具需要在HI-LOK螺栓安装中用到,六角键和标准的扳手也可以用来手工安装。

  

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  Eddie 螺栓:

  Eddie 螺栓的螺柱上也由线状螺纹。其螺栓一部分的螺纹被机加工形成3个凹槽。当锁螺帽安装时锁螺帽上的圆形突出部分旋进凹槽中,旋转模提供了机械锁紧,并控制了锁螺帽的扭矩。因为其一开始设计的时候是为了应用于复合材料,所以设计特性于锁螺栓和HI-LOK螺栓相近。其安装时没有碎屑掉下,这样就减少了安装后需要除去的碎屑量。这种螺栓的安装扭矩比其它形式螺栓的更可靠。基于这些原因,Eddie 螺栓在复合材料装配中有着广泛的运用,出于维修的目的,HI-LOK螺栓可能被取代。其安装时要用到特殊的动力和手动工具。除了一个特殊的导向螺套外,其它的和HI-LOK螺栓基本一样。六角键和特殊的导向螺套也可以用来手工安装。

  

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  可拆卸螺栓:

  接近盖板,机腹整流罩等复合材料部件必须在例行维护中拆卸。这些件就 需要用重量轻,防腐性能好的可拆卸钛合金突头和埋头螺栓。这些紧固件都是标准件。

  由于安装扭矩是由工作者控制的,所以安装时必须遵守BAC 5063-4的要求。垫片可以被用在螺栓头和螺母头上用于减少接触应力以及保证电气和雷击及静电接触,这些垫片可以被重复使用。

  这些紧固件的上锁机构在再三装配产生磨损后,必须更换。需要确认换上区的紧固件与先前的一样或者可以被替代,同时确认这些紧固件与它们所接触的碳纤维部件电相容。

  盲螺栓:

  在螺栓装配时,很多时候受条件限制,不能双面接近,这时候就需要用盲螺栓来安装。特殊的盲螺栓用于复合材料的装配,比如:升降舵,方向舵及其它一些难于接近的区域。在777尾翼和787大量的结构修理中也用到盲螺栓。 由于盲螺栓用于难接近的远端,成形头很难甚至不能检查,所以必须严格地执行BAC 5063的安装程序。

  以上对于先进复合材料飞机结构所使用的典型螺栓型紧固件做了一个大概的介绍。由于新型飞机发展的方向就是大规模复合材料化化(如已运行的波音B787,研制中的空客A350),今后螺栓型紧固件的应用前景应必定会更加广阔。

  作者:孔闻琦

  来源:中国科技博览

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