CN107514415A - 一种不锈钢托板螺母和螺栓及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械装配技术，具体涉及一种不锈钢托板螺母和螺栓及其安装方法。本发明不锈钢托板螺母，采用与其所配对螺栓材质一样的1Gr17Ni2不锈钢制，其中，螺母内螺纹部分喷涂有二硫化钼层。本发明通过大量的工艺试验，摸索出不锈钢材料托板螺母、螺栓制造、安装的核心关键参数，通过材料的选择和关键参数的控制，有效消除托板螺母的锈蚀现象、解决托板螺母安装合格率低的技术难题，能够大幅提升飞机维护口盖安装质量，相对于现有技术具有显著的技术进步。
Description
技术领域
本发明属于机械装配技术，具体涉及一种不锈钢托板螺母和螺栓及其安装方法。
背景技术
托板螺母和螺栓为常用的装配紧固件，广泛的应用于机械安装。在航空制造领域里，也得到了大量应用。如飞机的维护口盖通常用于飞机机身或机翼内部的结构件的维护、修理与检查，具有经常性拆卸的特点。因此，飞机维护口盖一般采用的是沉头螺栓与托板螺母螺纹连接的方式，以便于拆卸。
飞机维护口盖及连接的沉头螺栓与托板螺母的典型结构见附图1所示。飞机托板螺母采用的材料通常为GB930M5-25#钢，沉头螺栓的材料通常选用1Cr17Ni2。以上两种材质的连接方式在飞机飞行过程和制造过程中带来了如下问题：一是材质为GB930M5-25#钢的托板螺母在飞机飞行过程中受温度、湿度的影响，会经常发生锈蚀现象。据实际现状，托板螺母锈蚀程度高达100％。二是在安装过程中，由于托板螺母与沉头螺栓材料强度的不同，特别是1Cr17Ni2材料安装性能较差，常会出现滑丝、磨损的现象，导致螺接的合格率极为低下。现有技术缺乏有效的能够满足飞机口盖抗锈蚀及安装要求的螺栓螺母。
发明内容
发明目的：提供一种由同一种材料制成，能够有效提高抗锈蚀性及安装合格率的不锈钢托板螺母及螺栓。
另外，还提供上述不锈钢托板螺母及螺栓的安装方法。
本发明技术方案：一种不锈钢托板螺母，其采用与其所配对螺栓材质一样的1Gr17Ni2不锈钢制成。
螺母内螺纹部分喷涂有二硫化钼层。
所述二硫化钼层厚度为0.05～0.2mm。
螺母的热处理后的硬度值：HRC＝33～39。
螺母的收口尺寸在喷涂二硫化钼之前控制在5.50±0.06mm之间。
一种与所述的不锈钢托板螺母相匹配的螺栓，其采用1Gr17Ni2不锈钢制成，且中段设置有环颈槽。
螺栓的热处理后的强度值：σb≥1270MPa。
一种不锈钢托板螺母与螺栓的安装方法，所述不锈钢托板螺母与螺栓均采用1Gr17Ni2不锈钢制成，安装力矩值为：9.2+0.5N/M。
安装过程中螺栓与托板螺母轴线偏差控制在±5°以内。
安装过程中螺栓螺纹区涂抹有凡士林润滑剂。
本发明的优点和效果：本发明通过大量的工艺试验，摸索出不锈钢(1Gr17Ni2)材料托板螺母、螺栓制造、安装的核心关键参数，通过材料的选择和关键参数的控制，有效消除托板螺母的锈蚀现象，同时解决托板螺母安装合格率低的技术难题，能够大幅提升飞机维护口盖安装质量，相对于现有技术具有显著的技术进步。
附图说明
图1是飞机机翼局部口盖示意图；
图2是托板螺母结构示意图；
图3是托板螺母的收口示意图；
图4是螺栓结构示意图；
图5是托板螺母与螺栓安装结构示意图；
图6是图5的G-G剖视图，
其中，口框1、橡胶密封件2、口盖3、螺钉4、托板螺母5、口盖内密封橡胶板6、密封胶7、橡胶密封圈8、口盖带板9、口盖外密封橡胶板10、密封胶11、螺钉12。
具体实施步骤
下面就本发明作进一步详细描述。
请参阅图1，在某飞机机翼局部口盖示意图中所示，在口盖周围设置若干托板螺母与螺栓的安装结构，以在保证口盖安装密封性的同时，便于拆卸。口盖3与口框1不直接连接，在口盖3上设置橡胶密封件2，用口盖带板9上的螺钉4压紧橡胶件密封件2作为主密封；口盖3与口框1间设置橡胶密封件2、螺钉4靠端面处螺杆安置橡胶密封圈8、口盖带板9凸肩两侧安装口盖密封橡胶板6和10及口盖带板9与口框1之间填充XM-22密封胶7和11作为辅助密封。
请同时参阅图2和图3，其分别为托板螺母结构示意图和收口示意图。所述托板螺母采用不锈钢(1Gr17Ni2)材料制成，其热处理后专项达标的硬度值：HRC＝33～39，超出该范围时，螺母连接底座的根部会出现断裂现象。
所述不锈钢(1Gr17Ni2)材料托板螺母的收口尺寸在喷涂固体润滑剂二硫化钼之前应控制在5.50±0.06mm之间。收口部位平滑过渡，无尖角、无倾斜，按图3所示，收口尺寸测量用游标卡尺在h3/2处测量，外形b符合要求，从而保证螺栓安装效果和质量。
所述不锈钢托板螺母内外表面喷涂一层固体润滑剂二硫化钼，喷涂润滑剂二硫化钼的厚度控制在0.05～0.15mm之间，有别于常规螺母润滑时所采用的机油润滑，本发明首次采用固定二硫化钼进行润滑，并经过大量不确定试验，将厚度控制在0.05～0.15mm之间，使得润滑效果最佳，有效避免锁死现象，提高螺栓与螺母的安装匹配性和安装合格率。
请参阅图4，其是螺栓结构示意图。所述螺栓为沉头螺栓，且中段设置环颈槽，以提高安装性能。所述螺栓采用的与托板螺母相同的材料，也为1Gr17Ni2不锈钢，螺栓的热处理后的强度值：σb≥1270MPa，小于该范围会出现螺栓螺纹滑丝现象。
请参阅图5，所述托板螺母与螺栓安装时，各部件之间的安装关系。经过大量的实验摸索和不确定试验，将安装过程中安装力矩值设为：9.2+0.5N/M，从而有效减少螺纹损伤，大于或小于这个力矩范围都会影响螺栓安装的合格率。
安装过程中保证沉头螺栓与托板螺母轴线偏差控制在±5°以内，否者会损伤紧固件的螺纹区域；
安装过程中螺栓螺纹区涂抹有凡士林润滑剂，能够有效避免出现螺栓与螺母安装紧涩现象。
本发明通过大量的工艺试验，摸索出不锈钢(1Gr17Ni2)材料托板螺母、螺栓制造、安装的核心关键参数，通过材料的选择和关键参数的控制，有效消除托板螺母的锈蚀现象，避免出现滑丝、磨损的现象，解决了托板螺母安装合格率低的技术难题，满足了飞机维护口盖安装质量要求，相对于现有技术具有显著的技术进步。
Claims (10)
1.一种不锈钢托板螺母，其特征在于，采用与其所配对螺栓材质一样的1Gr17Ni2不锈钢制成。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢托板螺母，其特征在于，螺母内螺纹部分喷涂有二硫化钼层。
3.根据权利要求2所述的一种不锈钢托板螺母，其特征在于，所述二硫化钼层厚度为0.05～0.2mm。
4.根据权利要求2所述的一种不锈钢托板螺母，其特征在于，螺母的热处理后的硬度值：HRC＝33～39。
5.根据权利要求2所述的一种不锈钢托板螺母，其特征在于，螺母的收口尺寸在喷涂二硫化钼之前控制在5.50±0.06mm之间。
6.一种与权利要求1所述的不锈钢托板螺母相匹配的螺栓，其特征在于，采用1Gr17Ni2不锈钢制成，且中段设置有环颈槽。
7.根据权利要求6所述的不锈钢托板螺母相匹配的螺栓，其特征在于，螺栓的热处理后的强度值：σb≥1270MPa。
8.一种不锈钢托板螺母与螺栓的安装方法，其特征在于，所述不锈钢托板螺母与螺栓均采用1Gr17Ni2不锈钢制成，安装力矩值为：9.2±0.5N/M。
9.根据权利要求8所述的不锈钢托板螺母与螺栓的安装方法，其特征在于，安装过程中螺栓与托板螺母轴线偏差控制在±5°以内。
10.根据权利要求8所述的不锈钢托板螺母与螺栓的安装方法，其特征在于，安装过程中螺栓螺纹区涂抹有凡士林润滑剂。
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