飞机快卸锁锁紧螺母重复使用特性.pdf

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1、航空学报ActaAerOnauticaetAstronauljcaSinicaMar．252014VoI．35No．3788．794ISSN1000-6893CN11-1929／VhItp：∥hkxb．buaa．edu．cnhkxb《萤buaa．edu．cn飞机快卸锁锁紧螺母重复使用特性王松伟1，程小全h*，潘文1’2，张纪奎11．北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京1001912．贵航飞机设计研究所，贵州安顺561000摘要：用于固定飞机表面快卸口盖的锁紧螺母在重复使用过程中容易发生松弛，使其

2、拧出力矩减小，锁紧功能失效。首先从材料应变硬化、低周疲劳、接触面摩擦系数等方面对锁紧螺母最大拧出力矩的变化规律进行了定性分析。材料确定后，收口值的大小成为影响锁紧螺母重复使用特性的主要因素。试验研究中选定了3种不同收口值的锁紧螺母进行拧人拧出的重复使用试验，测量它们的最大拧出力矩。试验结果表明，随着重复使用次数的增加，螺母最大拧出力矩最初有一定波动，经历一段(N<200)恢复上升后，在重复使用次数200

3、符合规定最大拧出力矩的最优收口参数值。关键词：锁紧螺母；重复使用；应变硬化；低周疲劳；最大拧出力矩；收口值中图分类号：V229+．1；THl22文献标识码：A文章编号：1000一6893(2014)03一0788一07现代飞机，特别是战斗机机体表面布置了大量的使用维护口盖，以便于对机载设备和附件进行检查维护。对于日常维护使用频繁的口盖，通常设计成快卸口盖，采用快卸锁进行启封[1]。某型机的快卸口盖采用了AVBANK公司生产的ET快卸锁。ET快卸锁很好地满足了飞机研制对口盖锁的要求，但其锁紧螺母存在一

4、些缺点，如使用寿命仅有250次，不能满足国军标和原设计规定的使用要求，同时，该锁紧螺母进口费用昂贵，货源不稳定。因此必须研制国产快卸锁锁紧螺母，以替代进口产品。快卸锁紧螺母在使用过程中需多次拆卸以对飞机进行检查维护，重复使用的循环载荷容易使其发生松弛，拧出力矩减小，锁紧功能失效。现行的航空标准心1对六角锁紧螺母的基本尺寸进行了规定，但是标准注明只限用于老机种，不能在先进机型中使用。航天标准口1只对快卸锁第一次拧人最大力矩和拧出最小力矩、振动循环性能和承受扳拧力矩作了规定。国家标准对于锁紧螺母的收口形

5、式与尺寸也没有相关规定一。5]。Jian矿胡和Eccles[71等分别研究了螺纹连接中重复使用对接触面摩擦系数的影响，zimandy和Hess[8]对椭圆收口锁紧螺母和尼龙锁紧螺母在重复使用时的拧出力矩变化问题进行了研究，但是重复使用次数仅限于15次，不能用于指导需多次拆卸的快卸锁锁紧螺母的设计。国外其他对于锁紧螺母的研究多集中在振动载荷条件下螺母的高周疲劳问题以及双螺母形式的防松性能方面[9。1“，双螺母防松与飞机的减重目的及快卸要求相矛盾。国内尚未有关于锁紧螺母重复使用特性方面的研究。本文对飞机

6、快卸锁锁紧螺母进行拧入拧出的收稿日期：2013-07—05；退修日期：2013．08．16；录用日期：2013—10—26；网络出版时间：2013．12—0411：23网络出版地址：wwwcnkj．net／kcms／detail／11．1929．v．201312041123001htmI*通讯作者Tel．；010—82338215E-mail：xiaoquan—cheng@buaaeducn引用格武twangsw。ehengxo．PanW，eta

7、Characler}s

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9、gtorquenutslnaircraflIatches呻derreoeat酣uSes[J]AdaAeronaulicaelAstmnaut}caSlnlca，2014．35(3)：788—794王松伟．程小全．潘文．等．飞机快卸镁锁紧螺母重复使用特性!∞航空学摄，2014．35(3)：788．794王松伟等：飞机快卸锁锁紧螺母重复使用特性重复使用试验，得到反映锁紧螺母重复使用特性的最大拧出力矩随重复使用次数的变化关系及收口值对变化关系的影响。研究结果对快卸锁锁紧螺母的设计具有参考价值。1锁紧螺母飞

10、机快卸锁锁紧螺母由凸台、圆柱和螺纹片部分组成(如图1所示)。锁紧螺母的凸台和圆柱部分用于锁紧螺母的固定，圆柱部分限制径向运动，凸台部分限制周向和轴向运动。螺纹片攻有螺纹，用来与螺栓连接，螺纹片部分有6条槽，相邻槽之间互成60。夹角。制造过程中需先对零件进行车、铣、攻螺纹、线切割开槽等机械加工，随后采用专用的收口工具对开槽后的螺纹片进行收口，使螺纹片根部产生塑性变形，端部向内收缩互相接触，最后经过热处理定型。锁紧螺母的收口值6指的是在进行收口工艺前，相邻两个螺纹片之间切