[實(shí)用新型]干涉型無(wú)耳游動(dòng)托板螺母

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520792668.4
• 申請(qǐng)日: 2015-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205047615U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊晨;鄒鵬航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西邁堃科學(xué)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F16B37/00
• 分類號(hào): F16B37/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種緊固連接裝置。

背景技術(shù)

目前，在航空、航天等領(lǐng)域的機(jī)械結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常使用螺栓來(lái)連接帶孔的若干層板(包括鋁合金6061或7075、鈦合金Ti6Al4V、碳纖維復(fù)合材料T700/M21等)，連接結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括鉚釘1和自鎖螺母2，采用兩個(gè)鉚釘1將自鎖螺母2固定在層板3上。這種連接方式有三個(gè)缺點(diǎn)：

(1)這些層板中的孔大多數(shù)是通過(guò)傳統(tǒng)的鉆、鉸等機(jī)械加工方式加工，孔內(nèi)壁表面粗糙度大、存在微觀裂紋的可能性增大，當(dāng)孔處于高載、交變應(yīng)力條件下，孔內(nèi)壁存在微觀裂紋處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。當(dāng)應(yīng)力大于材料本身的屈服強(qiáng)度時(shí)，結(jié)構(gòu)微裂紋出現(xiàn)擴(kuò)展，最終可能導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)報(bào)廢，浪費(fèi)較大。

(2)安裝需要的孔數(shù)量很多，各相鄰孔之間的中心距L1和形位公差L要求高，并降低飛機(jī)結(jié)構(gòu)整體的強(qiáng)度約為30％，且存在多個(gè)中心距L1和形位公差L，易出現(xiàn)誤差積累，造成螺栓不能正常裝配。此時(shí)如果強(qiáng)制裝配，固定托板螺母的面板與結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生干涉，使結(jié)構(gòu)變形，產(chǎn)生有害的附加作用力。

(3)鉚釘連接的螺母，推出力和擰脫力矩較小。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種干涉型無(wú)耳游動(dòng)托板螺母，無(wú)需使用兩個(gè)鉚釘，減少了孔的數(shù)量，降低了對(duì)孔中心距的要求，提高了生產(chǎn)合格率和效率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：包括座圈夾、座圈和自鎖螺母；所述的座圈為U行結(jié)構(gòu)，開(kāi)口兩側(cè)的側(cè)壁垂直于底部，兩側(cè)側(cè)壁上分別開(kāi)有平行于底部的裝配槽，且兩側(cè)的裝配槽到底部的距離相等，底部外壁凸起有能夠與待裝配的層板開(kāi)孔過(guò)盈配合的柱體，且貫穿座圈底部和柱體開(kāi)有通孔；所述的座圈夾為菱形結(jié)構(gòu)，菱形的一個(gè)頂點(diǎn)開(kāi)口，菱形另外兩個(gè)相對(duì)的頂點(diǎn)能夠安裝到座圈側(cè)壁的裝配槽中，且座圈夾為彈性材質(zhì)；所述的自鎖螺母為中空柱體，一端帶有底座，柱體能夠通過(guò)座圈夾的開(kāi)口進(jìn)入菱形結(jié)構(gòu)內(nèi)部，且底座能夠固定在座圈夾和座圈底部之間。

所述自鎖螺母的材質(zhì)為A286，座圈夾的材質(zhì)為不銹鋼17-7PH，座圈的材質(zhì)為不銹鋼17-4PH、鈦合金Ti6Al4V或Ti-3Al-2.5V。

所述的座圈安裝到層板開(kāi)孔時(shí)，采用干涉裝配，推拉直徑大于座圈底部通孔的錐形芯棒通過(guò)座圈底部通孔，在孔壁上產(chǎn)生殘余應(yīng)力，將座圈裝配到層板上。

本發(fā)明的有益效果是：

1)提高抗腐蝕性

使用適當(dāng)過(guò)盈配合的芯棒進(jìn)行安裝，降低了安裝成本并在孔周圍產(chǎn)生比較均勻的殘余壓應(yīng)力，并且阻止腐蝕材料進(jìn)入座圈外徑和孔壁之間，有效提高基體連接壽命約2倍以上。

2)降低安裝成本，提高安裝效率

裝配需要的孔數(shù)量降低了兩倍，游動(dòng)托板螺母可以在0.76mm的最小徑向范圍內(nèi)補(bǔ)償形位公差的積累，降低了對(duì)形位公差的要求，飛機(jī)結(jié)構(gòu)整體的強(qiáng)度提高約為35％。加工裝配孔徑大于正常孔徑時(shí)，可以依次采用一級(jí)加大孔或二級(jí)加大孔。

3)提高推出力和擰脫力矩

用芯棒裝配座圈時(shí)，對(duì)不同的基體材料(鋁合金/鈦合金/復(fù)合材料板)，在芯棒與座圈之間采用不同的干涉量，推出力和擰脫力矩分別提高約為50％和2倍。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的裝配示意圖，其中(a)為爆炸圖，(b)為俯視圖，(c)為剖視圖；

圖2是本發(fā)明的裝配示意圖，其中(a)為爆炸圖，(b)為主視角立體圖，(c)為45°視角立體圖，(d)是剖視圖，(e)是俯視圖，(f)是左視圖，(g)是干涉型無(wú)耳游動(dòng)托板螺母的剖視圖，(h)是層板的剖視圖；

圖3是采用錐形芯棒安裝座圈的示意圖，其中(a)是裝配示意圖，(b)是受力示意圖；

圖4是本發(fā)明的裝配流程示意圖；

圖中，1—鉚釘，2—自鎖螺母，3-層板，4-座圈夾，5-錐形芯棒，6-座圈，φd₁-自鎖螺母外徑，φd₂—錐形芯棒工作帶直徑，φD₀-座圈內(nèi)徑，φD₁-座圈外徑，φD₂-層板孔徑，φD—座圈鉸孔后尺寸，△R-自鎖螺母游動(dòng)徑向最小范圍。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實(shí)施例。

如圖2所示，本發(fā)明提供的干涉型無(wú)耳游動(dòng)托板螺母包括座圈夾4、座圈6和自鎖螺母2，這樣在裝配螺栓時(shí)允許自鎖螺母在一定的半徑差△R范圍內(nèi)游動(dòng)。