專利名稱：快換柔性工藝連接件及連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為新型設(shè)計(jì)的一種快換柔性工藝連接件及連接方法，適用于飛機(jī)零部件連接、飛機(jī)復(fù)合材料連接及其他產(chǎn)品的連接和密封。
背景技術(shù)：
通常飛機(jī)蒙皮及相關(guān)連接均采用鉚接、螺接和膠接等連接方式。鉚接方式屬于不可卸連接，具有操作工藝容易掌握，質(zhì)量便于檢查等優(yōu)點(diǎn)，但是鉚接方法無(wú)論在結(jié)構(gòu)上或者在生產(chǎn)上都存在一些缺點(diǎn)，如疲勞性能低、鉚縫密封性差、勞動(dòng)條件差、損壞不易修復(fù)等。螺栓連接是飛機(jī)機(jī)體上廣泛采用的一種可卸連接，其特點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單，預(yù)緊力的控制有嚴(yán)格要求，但傳統(tǒng)螺栓連接不能滿足抗疲勞要求高的結(jié)構(gòu)部位，且連接存在一定縫隙。膠接連接同樣不可卸，對(duì)主承力部位不易滿足要求。綜合這些連接方式往往存在可靠性較差、對(duì)待連接部件要求較高、耐疲勞性能差、密封性較差等特點(diǎn)，這些都制約著飛機(jī)的性能及壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好、連接穩(wěn)固、耐疲勞性能強(qiáng)且可快速更換的柔性可卸的快換柔性工藝連接件及連接方法。一種快換柔性工藝連接件，其特征在于包括連接螺桿、波紋管及高鎖螺母；其中連接螺桿依次由螺栓頭、螺桿、螺紋段組成；其中高鎖螺母由依次由螺母段和擰緊端頭組成，其中螺母段由光孔段和螺紋段組成，其中光孔段與螺紋段之間具有壓縮臺(tái)；其中波紋管套于連接螺桿上組成配套連接桿；高鎖螺母的螺紋段與連接螺桿的螺紋段配套；當(dāng)擰緊高鎖螺母時(shí)波紋管一端伸入高鎖螺母的光孔段內(nèi)，波紋管將受螺母段內(nèi)壁上的壓縮臺(tái)壓縮徑向膨脹，達(dá)到密封連接作用；壓縮前上述波紋管與連接螺桿徑向之間，與連接孔徑向之間均存在間隙。上述快換柔性工藝連接件的連接方法，其特征在于波紋管套于連接螺桿上組成配套連接桿，將配套連接桿置于待連接孔內(nèi)；高鎖螺母與連接螺桿配套，擰緊高鎖螺母時(shí)波紋管一端伸入高鎖螺母的光孔段內(nèi)限位，并受螺母段內(nèi)壁上的壓縮臺(tái)壓縮徑向膨脹，達(dá)到密封連接作用；調(diào)節(jié)高鎖螺母可以改變波紋管的膨脹程度，以調(diào)節(jié)連接的松緊；連接件出現(xiàn)損傷失效時(shí)，可通過(guò)更換波紋管達(dá)到快速修復(fù)。上述波紋管與連接螺桿間存在間隙，便于滿足壓縮膨脹要求。上述波紋管與待連接結(jié)構(gòu)孔間存在間隙，用于滿足壓縮膨脹和密封要求。上述配套波紋管套于連接螺栓螺桿上，將其置于待連接部件孔內(nèi)，擰緊高鎖螺母，使波紋管受壓膨脹，達(dá)到密封連接目的。該發(fā)明原理與膨脹螺栓類(lèi)似，克服了單一鉚接或螺栓連接的缺點(diǎn)，并具有鉚接與螺栓連接的優(yōu)點(diǎn)，具有的以下特點(diǎn)(1)耐疲勞性能強(qiáng)，穩(wěn)定性好。(2)使用簡(jiǎn)單，適用范圍廣。(3)它可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)及維修的快速進(jìn)行，且維修只需更換波紋管即可實(shí)現(xiàn)(通常損傷出現(xiàn)在波紋管)， 提高生產(chǎn)效益。(4)它可實(shí)現(xiàn)按需設(shè)計(jì)生產(chǎn)，用于不同連接部件不同規(guī)格的連接，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，規(guī)格多種多樣。(5)它可實(shí)現(xiàn)連接螺桿及高鎖螺母的重復(fù)使用，節(jié)約資源，降低成本。
上述連接螺桿的螺紋段端頭可以設(shè)有內(nèi)多邊形孔，比如內(nèi)六方孔；用于在使用中對(duì)連接螺桿進(jìn)行扭緊力施加，限制連接螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。上述連接螺桿的螺栓頭可以為圓頭、沉頭等多種形式，可滿足多種孔形式的連接；
上述連接螺桿螺紋段長(zhǎng)度可根據(jù)待連接結(jié)構(gòu)厚度選擇；上述連接螺桿直徑可根據(jù)連接孔徑、波紋管規(guī)格及連接強(qiáng)度選擇。針對(duì)不同孔徑及孔深的連接要求，采用不同長(zhǎng)度、膨脹節(jié)幾何形狀型式、波紋管壁厚或波距的波紋管即可。


圖1是快換柔性工藝連接件實(shí)例立體圖2是快換柔性工藝連接件連接螺桿實(shí)例立體圖； 圖3是快換柔性工藝連接件高鎖螺母實(shí)例立體圖中1-連接螺桿，2-波紋管，3-高鎖螺母，11-螺栓頭，12-螺桿，13-螺紋段，14-內(nèi)多邊形孔，31-螺紋段，32-擰緊端頭，33-壓縮臺(tái)。
具體實(shí)施例方式如附圖1所示，一種用于飛行器結(jié)構(gòu)連接的快換柔性工藝連接件，包括連接螺桿 1、波紋管2、高鎖螺母3。所述波紋管2套于連接螺桿1上，并將它們置于待連接結(jié)構(gòu)孔內(nèi)， 擰緊高鎖螺母3可調(diào)節(jié)波紋管的膨脹程度，達(dá)到密封連接目的。改變波紋管長(zhǎng)度、膨脹節(jié)幾何形狀型式、波紋管壁厚或波距可以用于不同形式的連接?？鞊Q柔性工藝連接件工作過(guò)程如下
(一)根據(jù)待連接零部件的形狀尺寸及性能要求，選定連接各參數(shù)。1)首先根據(jù)待連接零部件的孔徑大小和深度及性能要求選擇滿足性能要求的波紋管2。波紋管的外徑D小于待連接件孔徑D1，選定波紋管的波深系數(shù)K (波紋管外徑D與內(nèi)徑d之比)，由此可以得出波紋管的內(nèi)徑d。波紋管的長(zhǎng)度L由待連接孔深決定。波紋管長(zhǎng)度滿足以下條件
L0 < L < (VL1)
其中Ltl為待連接孔深，L1為波紋管最大壓縮位移。2)選定連接螺桿1各尺寸參數(shù)。連接螺桿1的螺栓頭(I1)根據(jù)孔的形式可以選擇圓頭、沉頭等多種形式，螺桿段(I2)的直徑Cl1小于波紋管的內(nèi)徑d，螺桿段長(zhǎng)度L2相當(dāng)于或略大于孔深度k。3)選定高鎖螺母3。高鎖螺母3與連接螺桿1配套，其壓縮臺(tái)33的寬度應(yīng)略大于波紋管壁厚，擰緊端頭32用以施加扭緊力，調(diào)節(jié)扭緊力可改變波紋管壓縮程度，可改變連接結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度。(二)快換柔性工藝連接件的使用
將波紋管2套于連接螺桿1的螺桿12上，將它們的組合置于待連接零部件孔內(nèi)，擰緊高鎖螺母3使波紋管2受壓膨脹，擰緊高鎖螺母3前，需要用六角扳手固定連接螺桿的內(nèi)六方孔，用于進(jìn)行扭緊力施加時(shí)，限制連接螺桿(1)轉(zhuǎn)動(dòng)。擰緊高鎖螺母直至高鎖螺母的下部平面與待連接件平面相接觸，此時(shí)波紋管的壓縮完成。(三)快換柔性工藝連接件的更換與維修。當(dāng)連接出現(xiàn)失效損壞時(shí)，損壞一般出現(xiàn)在波紋管2上。將高鎖螺母3擰下，然后用頂桿將連接螺桿1及波紋管2向著螺栓頭11方向頂出，然后更換相應(yīng)波紋管，再按照步驟二操作，即可完成快換高鎖連接的更換與維修。
權(quán)利要求
1.一種快換柔性工藝連接件，其特征在于包括連接螺桿(1)、波紋管(2)及高鎖螺母(3)；其中連接螺桿(1)依次由螺栓頭(11)、螺桿(12 )、螺紋段(13 )組成；其中高鎖螺母(3)由依次由螺母段和擰緊端頭(32)組成，其中螺母段由光孔段和螺紋段(31)組成，其中光孔段與螺紋段之間具有壓縮臺(tái)(33)；其中波紋管(2)套于連接螺桿(1)上組成配套連接桿(12);高鎖螺母(3)的螺紋段(31) 與連接螺桿(1)的螺紋段(13)配套；當(dāng)擰緊高鎖螺母(3)時(shí)波紋管(2)—端伸入高鎖螺母(3)的光孔段內(nèi)，波紋管(2)將受螺母段內(nèi)壁上的壓縮臺(tái)(33)壓縮徑向膨脹，達(dá)到密封連接作用；壓縮前上述波紋管(2)與連接螺桿(1)徑向之間，與連接孔徑向之間均存在間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快換柔性工藝連接件，其特征在于上述連接螺桿(1)的螺紋段(13)端頭設(shè)有內(nèi)多邊形孔(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快換柔性工藝連接件的連接方法，其特征在于波紋管(2 )套于連接螺桿(1)上組成配套連接桿(12 )，將配套連接桿(12 )置于待連接孔內(nèi)；高鎖螺母(3 )與連接螺桿(1)配套，擰緊高鎖螺母(3 )時(shí)波紋管(2 ) 一端伸入高鎖螺母 (3)的光孔段內(nèi)限位，并受螺母段內(nèi)壁上的壓縮臺(tái)(33)壓縮徑向膨脹，達(dá)到密封連接作用； 調(diào)節(jié)高鎖螺母(3)可以改變波紋管(2)的膨脹程度，以調(diào)節(jié)連接的松緊；連接件出現(xiàn)損傷失效時(shí)，可通過(guò)更換波紋管(2)達(dá)到快速修復(fù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快換柔性工藝連接方法，其特征在于上述連接螺桿(1)的螺紋段(13)端頭設(shè)有內(nèi)多邊形孔(14)；用于在使用中對(duì)連接螺桿(1)進(jìn)行扭緊力施加，限制連接螺桿(1)轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快換柔性工藝連接方法，其特征在于針對(duì)不同孔徑及孔深的連接要求，采用不同長(zhǎng)度、膨脹節(jié)幾何形狀型式、波紋管壁厚或波距的波紋管即可。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種快換柔性工藝連接件及連接方法，屬連接件技術(shù)領(lǐng)域。包括連接螺桿(1)、波紋管(2)及高鎖螺母(3)；其中連接螺桿(1)依次由螺栓頭(11)、螺桿(12)、螺紋段(13)組成；其中高鎖螺母(3)由依次由螺母段和擰緊端頭(32)組成，其中螺母段由光孔段和螺紋段(31)組成，其中光孔段與螺紋段之間具有壓縮臺(tái)(33)；當(dāng)擰緊高鎖螺母(3)時(shí)波紋管(2)一端伸入高鎖螺母(3)的光孔段內(nèi)，波紋管(2)將受螺母段內(nèi)壁上的壓縮臺(tái)(33)壓縮徑向膨脹，達(dá)到密封連接作用。連接件出現(xiàn)損傷失效時(shí)，可通過(guò)更換波紋管(2)達(dá)到快速修復(fù)。
文檔編號(hào)F16B35/00GK102207124SQ201110132630
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者陳文亮, 韋紅余 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)