航空緊固件尺寸快速測量法及力矩扳手使用事項

1、什么是緊固件力矩?

力矩,是力(F)和力臂(L)的乘積(M)。對于航空緊螺紋固件,需要使緊固件之間有合適的接觸來克服兩個獨立部件之間的張力或者剪力,同時不能損壞緊固件的內部結構。因此,對螺紋緊固件設定合適的力矩就顯得尤為重要。設定力矩或者打力矩時,就需要使用力矩扳手。

2、航空緊固件都有哪些呢?

(1)螺栓

螺栓可以將兩個或者更多的部件固定在一起,大部分螺栓頭部是六邊形或者十二邊形。螺栓的尺寸通過桿長和直徑確定，按照累紋齒牙間距的不同,又可分為粗牙螺紋螺栓和細牙螺紋螺栓。在實際應用中,力矩的大小只和螺栓的直徑和螺紋的齒牙類型有關。一般情況下,不同型號螺栓的直徑間隔為1/16;螺紋齒牙用每英寸的數量來表示。圓圈中的螺紋尺寸0.375-24意味著這個螺栓的直徑是3/8,每英寸螺紋的齒牙是24個。而當我們拿到一個螺栓時,如何能夠快速確定螺栓的尺寸呢?

我們知道常用的開口扳手的尺寸間隔一般也是1/16,因此用合適的開口扳手卡住螺桿,可以很快確定螺栓的直徑。

而對于齒牙尺寸的確定,就需要用到專用工具螺紋牙規(screwpitchgage)或者螺距規(見圖4)。螺紋牙規由很多薄片組成,每個薄片上的齒牙都和某一尺寸的螺紋齒牙相互補。測量時,將牙規的齒形鋼片卡在螺栓上,如果不密合,就換一片,直到密合為止。

(2)螺釘

螺釘是在飛機上使用較為廣泛的另—種帶螺紋的緊固件,其結構與螺栓類似,它與縲栓的主要區別是制作材料的強度低,因此幾乎不用在承力結構上。

飛機結構上常用的螺釘有三種,即廣泛使用的機械螺釘、強度性能和縲栓接近的結構螺釘和常用在輕便材料上的自攻螺釘。

(3)螺帽

螺帽是另外—種常用的螺紋緊固件,常與螺栓和螺釘配合使用。

在飛機上,特別是在一些高震動區域,起落架發動機區域,必須要采取一些方式防止其意外松動或者脫落。常用的方法有安裝開口銷,打保險絲和使用自鎖螺帽。對于開口銷螺帽,不能為了強求螺帽的合適安裝位置而隨意更改力矩。應當嘗試更換不同的墊片從而在合適的安裝位置獲得符合要求的力矩。

而對于自鎖螺帽,必須將螺帽擰到位以后,再開始打力矩。此外,由于自鎖螺帽的自鎖能力使得其自身具有不可忽視的毛力矩,即需用較大的扭力才能將螺帽擰到位。因此,在打力矩時,必須要將毛力矩和目標力矩值相加,才能獲得正確的力矩值。對于毛力矩的測量,有很多種方法。最常用的是將自鎖螺帽擰到露出齒牙,然后使用偏轉梁式或刻度盤式力矩扳手緩慢帶緊自鎖螺帽,從而在刻度盤上獲得毛力矩的讀數。而對于可重復使用的自鎖螺帽,需要對其自鎖能力進行測量,從而判斷該自鎖螺帽是否能夠再次使用。

(4)墊圈

墊圈為螺帽提供了支撐面,同時也為螺帽和螺栓提供了合適的夾緊段長度。同時它也常用來調整開口銷螺帽的安裝位置。此外,它還可以增加螺母和構件之間的張力,從而防止螺帽因震動而松動。在飛機結構中常用到三種墊圈——大面積墊圈、自鎖墊圈和特殊墊圈。

3、力矩扳手的使用注意事項

力矩扳手是貴重的精密儀器。為了能夠實現航空維修的規范化并且延長力矩扳手的使用壽命,以下幾點需要注意。

(1)力矩扳手不能用于拆卸

力矩扳手是一種計量器具,特別是業內普遍使用的機械預置式力矩扳手,只能用于在擰緊螺絲時確定扭矩,絕不能作為拆卸工具去擰松已經緊固的螺絲。雖然有些力矩扳手可以通過棘輪的撥片切換為逆時針操作,但僅能用于擰出已經松脫的螺絲。螺紋在緊固狀態下的靜摩擦力遠大于松脫狀態下的動摩擦力,特別是螺絲安裝一段時間后,松開螺絲所需要自勺扭矩遠大于擰緊時的扭矩(可達到1.5倍),反向使用容易使扳手內部結構損壞,導致無法正常使用。有的力矩扳手,如刻度盤式力矩扳手可以雙向測量扭矩,但逆時針操作并不是用來擰松螺絲的,而是用來擰緊反向螺紋的。因此,在拆卸螺絲時,應當先使用普通扳手擰松,再用力矩扳手或棘輪扳手提高拆卸速度。

(2)選擇正確的量程

力矩扳手都有扭矩范圍,稱為量程。為了防止對扳手和零件的損害,在使用力矩扳手前,務必正確了解扳手的使用量程。一般來說,選擇力矩扳手時,最好是工作值在該扳手量程的20%-80%之間,這樣可以確保扳手內部結構不會經常觸及臨界點,增加扳手的使用壽命,保證長期使用的精確度。

(3)保持正確的施力過程

在對力矩扳手施力前,務必要確保扳手頭和緊固件接觸緊密,手持的部位應在扳手手柄后端,同時鎖上調節旋鈕。打力矩的過程中,越是接近預置扭矩越是應當平穩均勻緩慢用力,不可以使用中力,以免超出標準扭矩。達到預置扭矩后,應立即停止用力。如果對緊固件施加的力矩超過了所要求的力矩值,應當先將緊固件擰松,然后重新打力矩。此外,為了確保力矩符合要求,應該至少再做兩次力矩檢驗。

(4)使用后及時歸零

對于拖跳式力矩扳手,在使用前都需要對力矩值進行預設。在使用后對其及時歸零有利于避免內部彈簧發生塑性形變,從而延長力矩扳手的使用壽命并有利于保持力矩扳手的精度。對于在設計上不能歸零的力矩扳手,應當在使用后歸位到最小零刻度。

(5)輕拿輕放

力矩扳手是精密儀器,精度容易受到震動的影響。為了能夠使力矩扳手保持精度,延長使用壽命,在使用中務必要輕拿輕放。對于有包裝盒的力矩扳手,應在運輸過程中將力矩扳手放置于包裝盒內。