维护技术基础(ME-AV)第3章

第3章航空紧固件刘成英维护技术基础（第二版）作用：将飞机的成千上万个零部件连接组成一个整体；承载时在零部件之间传递载荷、协调变形。3.1带螺纹的紧固件螺纹紧固件： 螺栓、螺钉、垫圈和螺帽，可以多次拆卸和装配螺旋线----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3.1.1螺纹类型、配合等级和标识符号1、螺纹类型

美国标准：AmericanNationalCoarseAmericanNationalFineAmericanStandardUnitedCoarseAmericanStandardUnitedFine

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2、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。3、标识符号标识：螺栓直径、长度、材质等螺纹中的1/4、1/2、1/8标记是指螺紋尺寸的直徑，

單位是英吋．注：直径计量单位1/16in，机体螺栓的杆长计量单位1/8in；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。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1、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AN3DD14A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AN6H34A：

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3.5inA----表示螺杆尾无保险孔打印在螺栓头上的标记2）头部钻孔的发动机螺栓（drilled-headenginebolts）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0.000－0.0005in之间4)内六角螺栓(internalwrenchingbolt)

(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。3、必须与高强度螺母搭配使用型号规格编码：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（clevisbolts）

(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)。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。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。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螺母

1）航空标准螺母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AN3l0C6表示为：不锈钢制造与AN6螺栓配合使用的槽顶螺帽；AN320名称:剪切槽顶螺帽(shearcastlenut)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。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。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。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。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)自锁原理

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：AN363NAS679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。（2）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。

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。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。AN970(图(b))大面积垫圈，用在木结构中。AN935开口式弹性垫圈(图(c))AN936B型外齿型弹性垫圈(图(d)）AN936A型内齿型弹性垫圈(图(d))。

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。MS20002型高强度垫圈（图（e）和（f））

与内六角高强度钢螺栓（MS20004～MS20024）配合使用螺钉

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：低碳钢、不锈钢、黄铜和铝合金等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: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）螺钉标识符号标记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3.1.3带螺纹紧固件的安装和保险方法1.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。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；提高疲劳强度扭力扳手的分类扭力值的计算无加长杆修正计算（1）修正计算（3）修正计算（4）4）给螺栓和螺帽打保险常用的保险方法

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.自锁螺母等用保险丝打保险

（1）螺母、螺栓和螺钉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。（2）滑油口盖、排放口管闩和阀门（3）电气插座打保险（4）给带螺纹紧固件打保险丝的一些基本规则:

(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3～6个辫结)，而且应将辫尾弯过来或压在下面，以防

自行松散。（5）松紧螺套

利用松紧螺套将操纵钢索的张力调整正确之后，必须

给松紧螺套打保险。施工方法：1）首先要按表3－17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。保险丝的选择原则：卡夹锁定松紧螺套2）开口销保险开口销的安装形式：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。（1）横向保险打法（2）纵向保险打法3.2铆钉3.2.1实心铆钉1、铆钉钉头型式

AN426(MS20426)－埋头铆钉

AN470(MS20427)－普通头铆钉

AN430－半圆头铆钉

AN442－平头铆钉2、铆钉的材料和标识

A－纯铝、AD－2117（外场铆钉）、DD－2017和2024（冰盒铆钉）、B－5056、M－蒙乃尔、KE－70503、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。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

4、铆钉的主要破坏形式:铆钉剪切破坏(图b）连接件在铆钉孔

处挤压破坏（图c）连接件拉断破坏（图d）材料剪切破坏（图e）5、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4D～6D列距4D～6D

3）边距：2D～2.5D6、铆钉的安装及质量要求

1、实心铆钉的安装（1）钻孔（2）加工埋头窝划窝法和压窝法（3）打铆钉

①铆钉打之前应选用合适的铆枪冲头

②铆打之前选用质量合适的顶铁

③铆打的方法要正确铆打工具2）实心铆钉安装的质量要求

（1）铆打合格的铆打应使钉杆镦

粗充满钉孔

（2）顶杆和钣件表面垂直，不能

产生扭曲和错位

（3）合格的镦头是平坦的圆饼形

（4）各结合面之间不能有夹杂物

（5）被铆接的钣件紧密贴合，不

能隆起分离，钣件无损伤损伤及判断3.2.2专用铆钉1）盲铆钉盲铆钉只需要一位工作人员在结构件的一侧进行操作就可

以完成铆钉的安装工作（1）拉塞式摩擦锁定铆钉

构造和安装构造：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。安装过程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

（1）铆钉杆体长度与连接件需要夹紧的厚度之间应有较严格的搭配关系，以保证拉塞式铆钉的铆接强度