航空緊固件常識及螺紋自鎖

1、緊固件常識及螺紋自鎖 黃翔 常用緊固件類型常用緊固件類型 1. 可拆除緊固件 普通螺栓、螺絲、螺帽、墊圈等。一般來說桿部有光桿和螺紋的 稱為螺栓BOLT，按頭型也可分為平頭（pan head）、埋頭（100 deg head）、六角（hex head）、梅花（12-point）。而桿部為全螺紋 的稱為螺絲SCREW。 IPC里面有的托板螺母nutplate也稱其為nut。 墊圈能調(diào)節(jié)夾緊長度，還能起到保護(hù)作用，以及保證在旋轉(zhuǎn)螺栓和 螺母時，不損壞被連接的零件。墊圈按材料分鋁墊圈和不銹鋼墊圈 等，按形狀分平墊圈、帶埋頭窩墊圈和自調(diào)整墊圈等。 2. 不可拆除緊固件 分為實(shí)心鉚釘、拉鉚釘、拉螺栓、鎖

2、螺栓、內(nèi)六角驅(qū)動螺栓（Hi- Lok）、托板螺帽等。還可以按材料分類（鋁合金，合金鋼，不銹鋼 ，鈦合金等），按頭型分類（凸頭和埋頭），按受力類型分類（抗 拉，抗剪），按孔徑分類（標(biāo)準(zhǔn)級，加大一級，加大二級等） 緊固件代碼緊固件代碼 波音飛機(jī)使用的緊固件代碼 是工程圖上使用的一種規(guī)范標(biāo)識 ，主要是工程師用于根據(jù)圖紙確 定件號，其基本構(gòu)成如下： 1. 緊固件代碼左上角的1-3個字母 為緊固件基本代碼，通常出現(xiàn)在 波音生產(chǎn)圖紙中，具體含義參考 SRM。 2. 緊固件代碼右上角的1-2位數(shù)字 為直徑代碼，對螺栓和螺絲是以 1/16in為單位，對鉚釘和Hi-Lok 是以1/32in為單位。例如，對普 通

3、螺栓和螺絲，右上角的數(shù)字為 6，則表明該螺栓或螺絲的公稱 直徑為6/16=3/8in；而對于鉚釘 和Hi-Lok，右上角的數(shù)字為6， 則表明該鉚釘或Hi-Lok的公稱直 徑為6/32=3/16in。因此，只有 明確了緊固件的類型之后，才能 確定緊固件代碼右上角1-2位數(shù) 字所代表的公稱直徑。 緊固件代碼緊固件代碼 3.緊固件代碼右上角的字母 N(near)或F(far)代表的是緊固件安裝方向。具體到某一視圖中，標(biāo)N的緊 固件要將其制造頭一端安裝在視圖近邊，即圖中實(shí)線一側(cè)，標(biāo)F的緊固件要將 其制造頭一端安裝在視圖遠(yuǎn)邊，即圖中虛線一側(cè)。如果沒有特殊標(biāo)注N或F， 可根據(jù)具體安裝位置的要求（盡量以AM

4、M為準(zhǔn)而不是IPC），從氣動光滑型、 緊固件是否干涉其他零件等方面來確定。在既沒有標(biāo)注N或F，又無法根據(jù)安 裝位置要求來確定螺栓安裝方向時，盡可能地將螺栓頭朝上或朝前安裝。 4. 緊固件代碼右下角的1-2位數(shù)字為夾緊長度代碼。不分緊固件類型，夾緊長度 均以1/16in為單位，但夾緊長度與緊固件頭型有關(guān)。 對凸頭緊固件，夾緊長度指其光桿部分的長度，以1/16in為單位，不包括 制造頭部分和螺紋部分。 對埋頭緊固件，夾緊長度指其光桿和頭部的長度，以1/16in為單位，不包 括螺紋部分。 緊固件件號緊固件件號 標(biāo)準(zhǔn)件緊固件件號采用的有波音公司標(biāo)準(zhǔn)（BAC），美國航空標(biāo)準(zhǔn)（NAS），美 國海軍標(biāo)準(zhǔn)（A

5、N），美國軍標(biāo)（MS）等。 1. 常用螺栓及Hi-Lok件號的前綴一般為：BACB30，NAS6603-6620，NAS6703-6720 ，NAS8702-8716等。 2. 常用螺絲件號的前綴一般為：BACS12，NAS514，NAS563，AS600-606等。 3. 常用實(shí)心鉚釘件號的前綴一般為：BACR15，MS20426，MS20427等。 4. 常用螺帽件號的前綴一般為：BACN10，NAS1804，NAS1805等。 5. 常用墊片件號的前綴一般為：BACW10，AN960，NAS549等。 緊固件件號中的數(shù)字和字母組合隱含了緊固件標(biāo)準(zhǔn)、頭型、材料、鍍層、公稱直 徑、夾緊長度、

6、耐熱性能等多方面信息。 例如，NAS6706U8這個件號表了這是一種滿足美國航空標(biāo)準(zhǔn)（NAS）的六角凸頭螺 栓（數(shù)字67），公稱直徑為6/16=3/8in（06），材料為A286不銹鋼并經(jīng)過鈍化處理（ U），夾緊長度為8/16=1/2in（8），最高耐熱溫度1200華氏度。 件號為標(biāo)準(zhǔn)件的緊固件，在相應(yīng)的波音產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中給出了其相應(yīng)的頭型、材料、 鍍層、公稱直徑、夾緊長度、耐熱性能、合格的生產(chǎn)廠家等內(nèi)容。 自鎖螺紋與自鎖螺母自鎖螺紋與自鎖螺母 航空器的螺栓連接一般都有防松措施，如保險絲、開口銷、保險片、保 險螺桿等，較小的托板螺母通過橢圓孔實(shí)現(xiàn)自鎖，這種螺母在未安裝時孔為 橢圓形，還有通過螺母尾

7、部開槽夾緊的。 除此之外螺紋自鎖是一種最常見的防松措施，螺紋自鎖一般通過特殊 的螺紋牙型來實(shí)現(xiàn)，自鎖螺紋的螺距（牙距）較小。 自鎖性能一般來說取決于螺母，除非螺桿損壞特別嚴(yán)重，故自鎖力太小 故障一般情況下可以通過更換螺母解決。自鎖力太大則需要考慮檢查螺桿螺 紋。 自鎖螺紋一般有方向性要求， 只能在一個方向?qū)崿F(xiàn)自鎖，此類 螺母一般設(shè)計得只能一個方向安 裝。如右圖中的梅花螺母（ 12points nut，也叫雙六角螺母 ），從安裝的方向性要求也能看 出該螺母是否自鎖。 要了解的力及力矩定義（參考要了解的力及力矩定義（參考BoeingBoeing的的SOPM 20-50-01SOPM 20-50-0

8、1） 主要了解的幾個參數(shù)主要了解的幾個參數(shù) 在手冊中提及比較多的參數(shù)主要是以下四個： （1）自鎖力矩(self-locking torque， prevailing torque，locking torque) （2）松開力矩(breakaway torque) （3）保持力矩 (run on torque, running torque, driving torque) （4）安裝力矩（installation torque） 一：自鎖力矩一：自鎖力矩 自鎖力矩(self-locking torque)：對有自鎖性能的 螺帽，在擰螺帽時，當(dāng)螺帽和螺栓的螺紋部分100%完全咬 合，但還沒有和被

9、緊固的飛機(jī)零件接觸時的力矩值。 自鎖力矩用于檢查自鎖螺帽能否重復(fù)使用。 對于一些重要的螺栓連接，如A320發(fā)動機(jī)吊點(diǎn)螺母 的自鎖力矩要求（要求測量在露出兩牙螺紋后繼續(xù)擰緊時 的力矩）在70-600磅吋之間。如果太小就需要更換螺母后 再次測試，太大則可能是螺母的問題也可能是吊點(diǎn)螺桿的 問題，需要檢查后更壞損壞件。 二：松開力矩二：松開力矩 松開力矩(breakaway torque)：在螺栓頭不加載 （即螺母不接觸被緊固面）的情況下，將螺帽從原安裝位 置擰松轉(zhuǎn)動的扭矩值，一般用最小值，即最小松開力矩。 最小松開力矩小于最小值允許值說明該螺母需更換。 該力矩也用于檢查螺母的自鎖性能。 A320碳剎

10、車CMM里面對剎車的固定螺母要求檢查此 力矩。 三：保持力矩三：保持力矩 保持力矩 (run on torque, running torque, driving torque) ：對有自鎖性能的螺帽，保持力矩和自鎖力矩的定 義一樣。對于沒有自鎖性能的螺帽，指的是：在擰緊螺帽和 螺栓時，使緊固件保持轉(zhuǎn)動但還沒有和緊固件下面的飛機(jī)零 件接觸時的力矩值。一般使用最大值，即最大保持力矩值。 對于一些重要部件的緊固件，手冊在安裝時就需要檢查 保持力矩，主要目的是為了確保有足夠的夾緊力（clamp up force）。 例如：737NG前輪轉(zhuǎn)彎手輪固定螺母安裝時要求力矩為： 大于running torq

11、ue 100-150 磅吋，所以這種安裝首先要 測得其保持力矩（建議用指針式的力矩扳）后才能打力矩。 四：安裝力矩四：安裝力矩 如果AMM中已注明力矩值，則以注明的力矩值為準(zhǔn)。在AMM、波音標(biāo)準(zhǔn)大 修工藝手冊（SOPM）中給出了螺帽和螺栓的力矩值。結(jié)構(gòu)修理時螺帽和螺栓 的扭矩值參考SRM 51章。 1. 上述手冊給出的是擰緊螺帽力矩值范圍而不是擰緊螺栓頭的扭矩值范 圍。在有些情況下，需要擰緊螺栓頭，這時擰緊螺栓頭的扭矩值應(yīng)為給出的 螺帽扭矩值最大值10%。例如，給出的擰緊螺帽的力矩值為280450 lb- in，那么擰緊螺栓頭的力矩值就應(yīng)該是405495 lb-in。 2. 上述手冊對同一種螺

12、栓和螺帽給出了兩類力矩值，一類是潤滑螺栓， 即制造時涂有潤滑干膜(MIL-L-46010)的螺栓，以及安裝說明要求在螺紋上 涂抗摩擦化合物或防咬合劑或潤滑脂(EASE-OFF 990,BOSTIK NEVER-SEEZ, MIL-C-11796,MIL-G-23827, 酒精)的螺栓； 其他的則屬于另一類，即干安 裝螺栓。 例子例子 一般來說：前三個力矩值是遠(yuǎn)小于安裝力矩的，例如： 件號為BACN10JC7CD的自鎖螺母安裝力矩為250-350磅吋（干安 裝）和240-300磅吋（潤滑安裝，如使用防咬劑、也就是黑油 膏的情況），但其最小松動力矩為14磅吋，最大自鎖力矩為 100磅吋。 也就是說

13、：在沒有夾緊力的情況下，松的方向擰的力矩 不能小于14，無論松還是緊力矩不能大于100磅吋。 以上情況僅僅適用于標(biāo)準(zhǔn)件緊固件的查詢，非標(biāo)準(zhǔn)間參 考具體的安裝手冊。 對細(xì)牙和粗牙自鎖螺帽的自鎖性能要求對細(xì)牙和粗牙自鎖螺帽的自鎖性能要求 滿足波音產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)BPS-N-70的細(xì)牙自鎖螺帽和滿足美軍標(biāo)MIL-N-25027的粗牙自鎖螺 帽允許的最小和最大自鎖力矩見下表，是否滿足該標(biāo)準(zhǔn)可查相應(yīng)的螺母的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，如查 詢件號為BACN10JC7CD的螺母可以在波音網(wǎng)查詢標(biāo)準(zhǔn)“BACN10JC”即可知該螺母是適用于 左表的。以下文字節(jié)選自以下文字節(jié)選自SOPMSOPM對自鎖螺母的描述，提到的表對自鎖螺母的描述

14、，提到的表1 1即為下表即為下表 AMMAMM對舊螺釘使用的風(fēng)險提示對舊螺釘使用的風(fēng)險提示 A320的AMM20-21-11里對在安裝使用過的舊螺栓/螺釘及螺 帽時，有以下描述： 安裝使用過的螺栓/螺釘及螺帽時： 因?yàn)闈櫥臏p少預(yù)載荷會削弱（也就是說打同樣的力矩舊 螺釘施加在被緊固件上的預(yù)緊力會減?。?可能會造成螺栓/螺釘及螺帽上的防腐涂層損傷，從而導(dǎo) 致被緊固件（如鋼板、鈦板、不銹鋼板上的螺栓/螺釘及 螺帽）的腐蝕及咬死。 可能會造成貼合面損傷 AMMAMM對舊螺釘對舊螺釘/ /螺栓、螺帽使用要求螺栓、螺帽使用要求 A320的AMM20-21-11里對在安裝使用過的舊螺栓/螺釘及螺 帽時，

15、有以下要求： 禁止再次使用鋁制螺母 對于其他材質(zhì)：確保螺栓/螺釘及螺帽是可用的（經(jīng)質(zhì)量 部門或者合格機(jī)械員認(rèn)可） 緊固件的涂層無損傷（檢查螺栓/螺釘及螺帽的螺紋、螺 母和扳手的貼合面、螺桿頭及光桿） CMMCMM對對320320碳剎車安裝緊固件的檢查要求如下圖：碳剎車安裝緊固件的檢查要求如下圖： 螺母安裝注意事項(xiàng)螺母安裝注意事項(xiàng) 從CMM要求可見每次剎車送修都需要做螺桿目視檢查及探 傷、螺母的松動力矩檢查、該松動力矩也直接反應(yīng)了該螺母的 自鎖性能。 可見：正常情況下只要是從附件車間經(jīng)檢測合格的剎車， 并且航線在更換時也將螺母一起更換了，螺母的自鎖性能應(yīng)該 能夠保證。 但如果我們在安裝剎車或其他

16、自鎖螺母時發(fā)現(xiàn)螺母轉(zhuǎn)動 力矩較小或者很松就需要檢查螺紋是否滑絲或有其他損傷，并 按需測試其松動力矩是否滿足要求或者更換新的螺母。 注意事項(xiàng)（參考注意事項(xiàng)（參考SOPM20-50-01SOPM20-50-01） 螺栓安裝需要根據(jù)孔的疊加層厚度，通過安裝墊圈來調(diào)節(jié)夾緊長度，以保 證螺栓的正確安裝。 螺栓、墊圈和螺帽安裝后，螺紋必須完全咬合、螺栓的螺紋端有倒角的要 求將倒角露出螺帽，如果螺紋端頭沒有倒角，則要求螺栓螺紋露出螺帽至 少1-1/2圈螺紋。 螺帽不能騎在螺栓光桿上，即螺帽不能騎在螺栓螺紋靠近光桿一端的那一 牙不完整螺紋上。安裝蓋板螺釘時力矩突然增大但蓋板卻沒被壓緊就是屬 于螺帽頂?shù)搅斯鈼U的

17、情況，這是不允許的。 如果AMM在安裝里沒有提到力矩值不代表安裝時沒有力矩要求，對于標(biāo)準(zhǔn) 緊固件的力矩可以查詢AMM20章或者SOPM（對波音而言）。 城堡螺母找孔時先用力矩下限值打到力矩值后往擰緊的方向找孔。 為保證被連接部分接合、貼緊和受壓均勻：圓圈或者多排螺釘?shù)那闆r下， 不要一個接一個的擰緊相鄰的螺桿。在安裝螺桿形成一個封閉模式的情況 ，如一個圓圈的情況下，按照對角擰緊。 墊片的安裝（參考墊片的安裝（參考SOPM20-50-01SOPM20-50-01） 墊片的安裝的一般原則是：一個 螺栓最多使用3個墊圈，埋頭窩墊片（ 內(nèi)倒角墊片）安裝在螺栓頭下（如右 圖所示），并確保倒角朝螺桿頭的方 向以避免螺栓頭與光桿之間的鐓造圓 角與緊靠螺栓頭的飛機(jī)零件孔的棱角 相干涉； 將12個平墊圈安裝在螺帽 下面。 如果被連接的飛機(jī)零件上的螺栓 孔在靠近螺栓頭一側(cè)的孔本身有特殊 倒角，則不必在螺栓頭下安裝帶埋頭 窩的墊圈。 注意事項(xiàng)（參考注意事項(xiàng)（參考SOPM20-50-01SOPM20-50-01） 除非是全螺紋的螺絲，或者靠近螺帽一端的零件的