CN109697269A - 法兰式连接中计算所需最小螺栓孔直径的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种法兰式连接中计算所需最小螺栓孔直径的方法。该方法用于设备与支座的连接，包括以下步骤：分析影响螺栓孔最小直径的公差，分别为螺栓孔的直径公差、定位公差和孔轴线的垂直度公差；计算螺栓孔径直径公差对支座上螺栓孔所需最小直径的第一影响量；计算螺栓孔定位公差对支座螺栓孔的第二影响量；计算螺栓孔垂直度公差对支座螺栓孔的第三影响量；累加第一影响量、第二影响量和第三影响量，并将其与螺栓孔名义直径上，得到螺栓孔所需的最小直径。本发明实施例可以有效解决“钻模板”不适用时，经验估计误差很大，确定性不足的问题，保证任何情况下螺栓能穿过，而螺栓与孔之间的间隙又最小。

Description

法兰式连接中计算所需最小螺栓孔直径的方法
技术领域
本发明涉及航空技术领域，尤其是涉及一种法兰连接中所需最小螺栓孔径的方法。
背景技术
法兰式连接是飞机上广泛采用的机载设备安装方式，通过一组螺栓穿过设备和结构支座上配套的螺栓孔将设备固连在结构支座上。设备和支座上配套的螺栓孔需满足一定的要求，以保证连接螺栓顺利通过，通常有两种方法解决该问题：“钻模板”和经验法。所谓钻模板方法是指支座和设备上的孔根据同一个标准模板制取，这样就能保证设备安装时螺栓顺利穿过。而经验法是指设计人员根据经验将支座或设备一侧的螺栓孔直径放大一定的值，保证连接时螺栓顺利穿过。
“钻模板”方法是最优选的方法，能在保证顺利连接的同时尽快能的间隙螺栓与孔之间的间隙，提高设备在复杂环境下工作的可靠性，但是该方法也有着协调不变，额外增加成本的缺点。而经验法，完全凭设计人员的工程经验给出螺栓孔直径的放大余量，有一定的不确定性，尤其是当连接区域处孔的厚很大时，经验法的误差会很大，有可能导致设备安装时，螺栓无法穿过，或者能穿过，但是螺栓与孔的间隙又很大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明的目的是提出一种计算法兰式连接中所需螺栓孔最小直径的方法，以解决“钻模板”不适用而经验法误差又很大时，法兰式连接问题。
本发明的技术方案是：计算法兰式连接所需最小螺栓孔直径的方法。该方法包括：
分析影响螺栓孔最小直径的公差，分别为螺栓孔直径公差、定位公差和孔轴线的垂直度公差；
计算螺栓孔径直径公差对支座上螺栓孔所需最小直径的第一影响量；
计算螺栓孔定位公差对支座螺栓孔的第二影响量；
计算螺栓孔垂直度公差对支座螺栓孔的第三影响量；
累加第一影响量、第二影响量和第三影响量，并将其与螺栓孔名义直径上，得到螺栓孔所需的最小直径。
本发明的技术效果可以是：有效解决“钻模板”不适用时，经验估计误差很大，确定性不足的问题，保证任何情况下螺栓能穿过，而螺栓与孔之间的间隙又最小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的是说了中需要使用的附图作简单的解算。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例的设备法兰配合处螺栓孔定位公差示意图；
图2是本发明一实施例的设备法兰配合处螺栓孔直径公差和垂直度公差示意图；
图3是本发明一实施例的支座法兰配合螺栓孔定位公差示意图；
图4是本发明一实施例的支座法兰配合处螺栓孔直径公差和垂直度公差示意图；
图5是本发明一实施例的设备螺栓孔垂直度公差影对设备安装影响示意图；
图6是本发明一实施例的计算设备孔轴线垂直度公差影对支座的螺栓孔影量响示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将详细描述本发明实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本发明的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本发明也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例对本发明更好的理解。本发明不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本发明精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以相互结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是本发明一实施例的设备法兰配合处螺栓孔定位公差示意图。
如图1所示，A孔是定位基准孔，B、C、D孔由A为基准确定其在法兰上的位置，定位公差为0.05。
图2是本发明一实施例的设备法兰配合处螺栓孔直径公差和垂直度公差示意图。
图2是图1从A-A方向的剖视图。如图2所示，设备的螺栓孔直径名义值为公差为+0.018，螺栓孔垂直度公差为
图3是本发明一实施例的支座法兰配合螺栓孔定位公差示意图。
如图3所示，A孔是定位基准孔，B、C、D孔由A为基准确定其在法兰上的位置，定位公差为0.05。
图4是本发明一实施例的支座法兰配合处螺栓孔直径公差和垂直度公差示意图。
图4是图3从A-A方向的剖视图。如图4所示，支座螺栓孔所需直径D，公差为+0.018，螺栓孔垂直度公差为
步骤一、计算螺栓直径公差和定位公差对支座的螺栓孔所需最小直径的第影响量；
安装设备时，需要将设备上的定位孔对准，首先将螺栓穿过定位孔，则孔径公差对支座上定位孔的影响量可有下式计算：
Δ定位1＝T设备+T支座
＝0.018+0.018
＝0.036
式中，T设备、T支座分别代表设备和支座定位孔的直径公差，对应图2和图4中“3”处公差。
设备上孔径公差T设备，对支座上其它孔的直径影响量为：
Δ其它1＝T设备+T支座+TL
＝0.018+0.018+0.05
＝0.086
式中，TL为B、C、D孔的定位公差，对应图1和图3中的“1”处公差。
图5是本发明一实施例的设备螺栓孔垂直度公差影对设备安装影响示意图。
如图5所示，虚线部分为设备螺栓孔沿着其实际轴线向支座的延伸，可以看出，如果螺栓穿过设备的孔后会与支座发生干涉，无法穿过设备的螺栓孔。
图6是本发明一实施例的计算设备孔轴线垂直度公差影响示意图。
如图6所示，L1和L2分别为设备和支座的螺栓孔深度，a为螺栓孔轴线的垂直度公差，b和c之和即为设备螺栓孔轴线垂直度公差对支座螺栓孔所需最小直径的影响量。
步骤二、计算设备螺栓孔垂直度公差对支座的螺栓孔所需最小直径的影响量。
可以通过简单的三角关系计算响量Δ1
式中，a为垂直公差，c是长度，L1为支座夹层厚度，L2为设备夹层厚度。
需要说明，上式中只考虑了设备上孔轴线垂直度的影响，还未考虑支座上孔自身轴线垂直度公差的影响，其影响量：
Δ3＝0.05
步骤三、计算总的影响量。
将步骤一和步骤二中计算得到影响量加起来，即可得到支座的螺栓孔所需的最小直径，即：
支座定位孔：
D定位＝Δ定位1+Δ2+Δ3
＝0.036+0.1+0.05
＝0.186
定位孔所需最小直径：
D＝10.5+0.186＝10.686mm
其它孔：
D其它＝Δ其它1+Δ2+Δ3
＝0.086+0.1+0.05
＝0.236
定位孔所需最小直径：
D＝10.5+0.236＝10.736mm。
需要说明的是，上述流程操作可以进行不同程度的组合应用，为了简明，不再赘述各种组合的实现方式。本领域的技术人员可以按实际情况将上述的方法的步骤的顺序(或者产品的部件的位置)进行灵活调整，或者组合等操作。
需要说明的是，上述实施例中所示的功能组件的实现方式可以为硬件、软件或者二者的组合。当以硬件方式实现时，其可以使电子电路、专用集成电路(ASIC)、插件、功能卡等。当以软件方式实现时，其可以事被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以出存储在机器或者可读介质中，或者其可以通过载波中所携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种法兰式连接中计算所需最小螺栓孔直径的方法，用于设备与支座的连接，其特征在于，包括以下步骤：
分析影响螺栓孔最小直径的公差，分别为螺栓孔的直径公差、定位公差和孔轴线的垂直度公差；
计算螺栓孔径直径公差对支座上螺栓孔所需最小直径的第一影响量；
计算螺栓孔定位公差对支座螺栓孔的第二影响量；
计算螺栓孔垂直度公差对支座螺栓孔的第三影响量；
累加第一影响量、第二影响量和第三影响量，并将其与螺栓孔名义直径上，得到螺栓孔所需的最小直径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算螺栓孔径公差的第一影响量，包括：
获取设备的螺栓孔的直径公差；
获取支座的螺栓孔的直径公差；
将所述设备的螺栓孔的直径公差和所述支座的螺栓孔的直径公差相加，得到所述第一影响量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取设备的螺栓孔的直径公差，包括：
根据工艺需求或者零件加工规范，获取设备的螺栓孔的直径公差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算设螺栓孔定位公差对支座螺栓孔的第二影响量，包括：
获取设备的螺栓孔的定位公差；
获取支座的螺栓孔的定位公差；
将所述设备的螺栓孔的定位公差和所述支座的螺栓孔的定位公差相加，得到所述第二影响量。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，计算设螺栓孔垂直度对支座螺栓孔的第三影响量，包括：
获取设备的螺栓孔的垂直度公差；
获取支座的螺栓孔的垂直度公差；
基于所述设备的螺栓孔的垂直度公差和支座的螺栓孔的垂直度公差，计算设备的螺栓孔的垂直度公差对法兰式连接中计算所需最小螺栓孔直径的影响量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述设备的螺栓孔的垂直度公差和支座的螺栓孔的垂直度公差，计算设备的螺栓孔的垂直度公差对法兰式连接中计算所需最小螺栓孔直径的影响量，包括：
基于所述设备的螺栓孔的垂直度公差和支座的螺栓孔的垂直度公差，通过三角关系，计算出设备的螺栓孔的垂直度公差对法兰式连接中计算所需最小螺栓孔直径的影响量。
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