要问紧固件的影响有多大?曾在2008年波音宣布787梦想客机推迟交付,原因在于每架至少有上千个紧固件存在安装问题,其中包括组装的前十架787客机。这些紧固件必须进行更换,其中缘由是绝大多数螺栓螺母的连接出现了问题。
出现问题的紧固件应用在机身内部,用于将钛合金结构固定在碳纤维复合材料上。在对已经完工的一架787客机进行加压测试时,发现机身内数千个紧固件的头部区域存在微小的、不可接受的间隙。
经过波音的初步排查和分析,这些问题出现在机身外壳的内部结构上,例如地板格栅。这不会直接导致安全威胁,但因为缝隙的存在,会降低机身的耐用性,因此波音公司决定对出现问题的紧固件进行全部替换。
据知情人士透露,整个计划中每架飞机或安装座垫片需要更换的紧固件有2500到5000个。波音公司公开表示,估计近3%的已安装紧固件需要进行拆除并重新安装。该项目的难点在于如何在拆除紧固件并对其重新安装的同时,又要避免对复合材料可能造成的损害。
一位资深工程师表示:所涉及的风险是一些紧固件钻孔必须要加大。这在生产维修过程中是一种常见的做法。紧固结构的设计着眼于未来的可再使用性,主要用于使用中的维修。
当2007年7月波音首次展示787梦幻一号(Dreamliner One)后,他们把临时紧固件换上长期使用的紧固件引致损坏,现在波音正面临梦幻一号的耗时修复。
一些熟悉紧固件行情的人说到,这一问题起源于将两种不同类型的紧固件安装在四架飞行试验和两架地面试验的飞机里,以及十多个目前供应的安装座垫片。
第一个问题源于被用于吸附钛和碳纤维的钻孔。当孔被钻入钛,毛刺通常会留在孔的左边缘。由于钛的特殊力量,当一个紧固件被安装在孔内,头部会停留在毛刺上而不会与表面紧密结合。
随着紧固件的头部停留在毛刺上,载荷将分布在一个点上而不是均衡的分布在表面。另外,在最坏的情况下,如果发生不对称高剪切负荷,高强度钛毛刺就会破坏紧固件结构的整体性。钛是用在飞机的关键的结构性部位,例如机身和水平稳定器的连接部分。
小编也发现在这次事件发生后有 道指出,首次发现紧固件问题的是在机体静力测试中发动机的挂架上,所有艾佛瑞特飞机都拆卸了这样的挂架并召回到位于堪萨斯州威奇托的Spirit AeroSystems(全球最大的民用飞机零配件独立供应商)进行修复。
波音机的几种特殊紧固件
①钢丝螺套
钢丝螺套是一种新型的螺纹紧固件,为保护金属螺纹孔而发展的嵌入物,适用于螺纹连接,旋入并紧固在被连接件之一的螺纹孔中,形成标准内螺纹,螺栓(或螺钉)再拧入其中。
图1 钢丝螺套、图2 钢丝螺套剖面图、图3 螺旋弹簧
BACI2AE钢丝螺套
②插销螺套
插销螺套是一种内外都有螺纹,外螺纹上有4根或者2根插销键的特异紧固件,插销螺套装入攻丝后的底孔中,再把插销压入,起到强劲的紧固作用。
插销螺套起到修复内螺纹和加强内螺纹作用,分为薄壁型(Thin wall), 加强型(Solid),重型(heavy duty), 特重型(Extra heavy duty)。
③HUCK(ASP)螺栓
HUCK铆钉也称环槽铆钉,是利用虎克定律原理,用拉铆钉专用设备将结合件夹紧后,将套环的金属挤压并充满到带有多条环状沟槽的栓柱的凹槽内,使套环与栓柱严密结合的一种紧固方式。每根HUCK拉铆钉紧固件在组装完成后具有相同的紧固力及永不松动等特性。由于HUCK拉铆钉紧固件所产生的高紧固力、永不松动及高抗剪切力等性能,HUCK拉铆钉被使用在高振动区域。
④BLIND-BOLT(盲螺栓)
BLIND-BOLT(盲螺栓)由三个部件组成,包括sleeve, self-locking nut-like expander, core bolt。BLIND-BOLT(盲螺栓)被用于特定的区域(只能从工作面的一边进行工作时)。
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