CN106564035A - 一种大长度过盈螺栓的安装工具及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工程制造领域，具体涉及一种大长度过盈螺栓的安装工具及方法。飞机结构件上选用过盈螺栓，通过螺栓与孔之间获得较大的干涉量，使孔壁形成一种压应力，抑制微裂纹的扩展，从而提高孔的抗疲劳性能；部分结构还有通过螺栓与孔的紧密配合，达到结构密封的作用。螺栓安装技术要求是不能采用压入或打入的方式安装螺栓，螺栓与中央翼整体油箱过盈配合部分(即65mm长度范围)需满足油密要求。本发明对于某型飞机中央翼整体油箱与环形框连接结构，采用过盈螺栓连接，工具简单、方法简明、便于操作，解决现有工具因结构空间尺寸狭小，无法满足过盈螺栓安装要求的问题。

Description

一种大长度过盈螺栓的安装工具及方法
技术领域
本发明属于工程制造领域，具体涉及一种大长度过盈螺栓的安装工具及方法。
背景技术
一般来讲，飞机结构件上选用过盈螺栓的目的是，通过螺栓与孔之间获得较大的干涉量，使孔壁形成一种压应力，抑制微裂纹的扩展，从而提高孔的抗疲劳性能；部分结构还有通过螺栓与孔的紧密配合，达到结构密封的作用。
过盈螺栓安装方法，一般有以下几种：①采用机械压入或锤击打入的方法进行安装；②采用将螺栓冷冻后压入、打入的方法进行安装；③采用拉拔的方法进行安装。
通常情况下，过盈螺栓采用锤击打入的方式进行安装，只能对于小直径螺栓采用干冰或液氮冷冻后锤击打入的方式进行安装。而机械压入或锤击打入过盈螺栓时，需保证螺栓入孔时的同轴度，如果螺栓与孔不同轴，则螺栓安装过程中有可能擦伤孔壁，影响过盈螺栓安装质量。采用拉拔方式安装的螺栓，其螺杆尾部需带一段工艺螺纹，以便拉拔工具夹持。拉拔安装过盈螺栓时，一般通过拉枪产生双向动力，可在压紧工件后拉拔螺栓，这样可以充分保证安装过程中螺栓与螺栓孔同轴入孔，保证过盈螺栓安装质量，但对于不开敞安装孔，拉枪则无法进入。
专利技术检索和非专利文献查新
1.中国专利公开号CN103307080A，公开日2013年9月18日，发明名称为“一种带工艺尾杆的干涉螺栓及安装方法”，该申请案公开了一种带工艺尾杆的干涉螺栓通过拉拔方式拉断工艺尾杆实现螺栓安装的方法，干涉螺栓整个安装过程平稳、可靠，提高了螺栓安装质量。但该专利对大直径、厚夹层、不开敞部位的过盈螺栓的安装。
2.中国专利公开号CN203401446U，公开日2014年1月22日，发明名称为“一种干涉螺栓静态压入工具”，该申请案公开了一种飞机蒙皮周边结构干涉螺栓安装工具，采用静态压入的方式安装干涉螺栓，减少了干涉螺栓安装过程中对结构的应力变形，提高了飞机装配质量，降低了操作者的作业时间和作业强度。但该专利仅适用于飞机蒙皮周边结构开敞部位的干涉螺栓安装。
3.《大直径高干涉螺栓安装应用研究》(航空制造技术2012年16期)，王建旗(中航工业西安飞机工业(集团)有限责任公司)；曹增强(西北工业大学)。该文针对某型机研制中大直径、高干涉螺栓在厚夹层结构中的安装问题,对不同安装方法进行了分析研究，提出采用应力波安装新方法。但未涉及大直径、厚夹层、不开敞部位的过盈螺栓的安装工具及方法。
发明内容
本发明的目的是：对于某型飞机中央翼整体油箱与环形框连接结构，采用过盈螺栓连接，典型结构见图1-2所示，过盈螺栓如图3所示。螺栓安装技术要求是：不能采用压入或打入的方式安装螺栓，螺栓与中央翼整体油箱过盈配合部分(即65mm长度范围)需满足油密要求。由于该结构螺栓安装部位施工空间狭窄、不开敞，螺栓直径大、长度长，专用螺栓拉拔工具受施工空间限制无法使用，又不能采用压入或打入的方式安装螺栓，因此，寻求一种安装工具和方法，实现该不开敞结构上过盈螺栓的安装。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种大长度过盈螺栓的安装工具，包括拉头、左旋螺母、垫圈和开口垫圈，其中所述拉头为螺纹杆，在其一端是带内螺纹的孔，另一端是可与扳手配合的多边形头部；左旋螺母与拉头螺纹连接，靠近所述孔的一侧套接所述垫圈和开口垫圈。
采用上述安装工具对大长度过盈螺栓进行安装的方法，包括以下步骤：
步骤一、将大长度过盈螺栓插入结构件已制备好的螺栓孔中，轻轻敲击螺栓，使其非过盈部分完全进入螺栓孔内；
步骤二、将所述安装工具的拉头与大长度过盈螺栓的工艺螺纹连接并拧紧；
步骤三、在拉头上依次套上垫圈和开口垫圈，并旋转所述左旋螺母与结构件紧固；
步骤四、用扳手限制住左旋螺母的旋转；
步骤五、用另一扳手右旋转动所述拉头的多边形端部，使螺栓在螺纹旋转产生的拉力作用下，逐步进入螺栓孔内；
步骤六、在螺栓进入孔内过程中，根据螺栓进入长度更换不同厚度的开口垫圈，直至满足螺栓完全进入孔内。
本发明的有益效果是：工具简单、方法简明、便于操作，解决现有工具因结构空间尺寸狭小，无法满足过盈螺栓安装要求的问题。
附图说明
图1是本发明螺栓连接示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明螺栓结构示意图；
图4是本发明安装工具示意图；
图5是本发明安装工具与过盈螺栓的安装示意图。
1-拉头，2-左旋螺母，3-垫圈，4-开口垫圈
具体实施方式
一种大长度过盈螺栓的安装工具，包括拉头1，左旋螺母2，垫圈3，开口垫圈4，其中所述拉头1为螺纹杆，在其一端是带内螺纹的孔，另一端是可与扳手配合的多边形头部；左旋螺母2与拉头1螺纹连接，靠近所述孔的一侧套接所述垫圈3和开口垫圈4。
通过上述安装工具对大长度过盈螺栓进行安装的方法，包括以下步骤：
步骤一、将大长度过盈螺栓插入结构件已制备好的螺栓孔中，轻轻敲击螺栓，使其非过盈部分完全进入螺栓孔内；
步骤二、将所述安装工具的拉头1与大长度过盈螺栓的工艺螺纹连接并拧紧；
步骤三、在拉头1上依次套上垫圈3和开口垫圈4，并旋转所述左旋螺母2与结构件紧固，见图5所示；
步骤四、用扳手限制住左旋螺母2的旋转；
步骤五、用另一扳手右旋转动所述拉头1的多边形端部，使螺栓在螺纹旋转产生的拉力作用下，逐步进入螺栓孔内；
步骤六、在螺栓进入孔内过程中，根据螺栓进入长度更换不同厚度的开口垫圈4，直至满足螺栓完全进入孔内。

Claims (2)

1.一种大长度过盈螺栓的安装工具，其特征在于：该安装工具包括拉头(1)、左旋螺母(2)、垫圈(3)和开口垫圈(4)，其中所述拉头(1)为螺纹杆，在其一端是带内螺纹的孔，另一端是可与扳手配合的多边形头部；左旋螺母(2)与拉头(1)螺纹连接，靠近所述孔的一侧套接所述垫圈(3)和开口垫圈(4)。
2.一种采用上述安装工具对大长度过盈螺栓进行安装的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将大长度过盈螺栓插入结构件已制备好的螺栓孔中，轻轻敲击螺栓，使其非过盈部分完全进入螺栓孔内；
步骤二、将所述安装工具的拉头(1)与大长度过盈螺栓的工艺螺纹连接并拧紧；
步骤三、在拉头(1)上依次套上垫圈(3)和开口垫圈(4)，并旋转所述左旋螺母(2)与结构件紧固；
步骤四、用扳手限制住左旋螺母(2)的旋转；
步骤五、用另一扳手右旋转动所述拉头(1)的多边形端部，使螺栓在螺纹旋转产生的拉力作用下，逐步进入螺栓孔内；
步骤六、在螺栓进入孔内过程中，根据螺栓进入长度更换不同厚度的开口垫圈(4)，直至满足螺栓完全进入孔内。
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