《航空发动机用嵌键锁紧型双头螺柱组件研究与应用》

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河南精工制造有限公司2012年2月,开展该项目的研究工作,2015年4月,所有试验项目均满足设计要求。2015年6月,系列产品全部完成,通过客户的验收,签订订单。项目产品主要应用于航空航天领域,航空发动机轻合金机匣如铝合金、镁合金等低强度工程材料的螺纹连接,紧固机匣上下型腔。根据中国南方航空集团有限公司对配套发动机的研制需要。该公司对该项嵌键锁紧型双头螺柱组件进行研制。随着该系列产品的逐步推广应用,未来将会拓展到工程机械、汽车、船舶、高铁等领域。项目产品在锁紧结构设计和生产工艺方面实现了集成创新,且申报了2项目发明专利:一种螺栓的制造加工工艺、外螺纹产品收尾及螺纹有效长度快速测量工装。

研究内容如下:

1)燕尾槽成型技术研究,设计专用拉刀拉削燕尾槽成型,保证装配尺寸一致性;

2)拉削后螺纹处翻边毛刺去除方法研究,提高加工效率,保证螺纹质量;

3)销键轧制成型方法研究,通过冷作硬化,提高销键强度,保证装配稳定性;

4)装配方法研究,保证销键与螺柱不紧不松,不会脱落,不会阻碍螺纹通止;

5)包装方法研究,避免磕碰伤等问题,做到美观大方。

主要研究成果:

该系列产品将磁导率作为重要指标,充分考虑了航空航天型号对电磁干扰的特殊要求。对产品辅助加工工装申请3项专利:用于在内螺纹金属基体上安装带键螺套的紧固件的工装、自锁螺套安装工装。一种带键螺套安装工具。其主要研究成果如下:

1)结构独特、紧凑;独创燕尾槽结构,配合使用销键,不仅占用体积小,且可有效起到防松作用;燕尾槽拉削成型技术在国内是独一无二的;

2)销键强度≥1100MPa;通过专用轧制辊将丝材轧制成方形,再使用专用工装轧制键舌和键柄,最后冲切成型保证各个尺寸要求,通过这一系列冷作硬化使强度≥1100MPa;

3)销键与螺柱装配的匹配性;不能过松或者过紧,装配后两销键需平直,销键不得松动、脱落,且不得影响外螺纹通止;

4)具有高效的防松性能;将高强度销键压入基体后,基体内螺纹被破坏达到锁死的目的,不会因为外螺纹件转动导致螺柱随外螺纹而旋转,确保连接可靠;

5)安装方便,可用简单工具直接将螺柱旋入基体内螺纹。再用特制的工装将销键压入基体;

6)螺柱采用YZGH2132牌号的优质耐热耐蚀钢,具有塑性好、抗腐蚀能力强、抗振性能好的特点。销键采用奥氏体不锈钢1Cr18Ni9材料,具有无磁性的特点,不会对电子设备造成干扰。

主要性能指标:螺柱:YZGH2132,σb≥1035MPa;锁键:1Cr18Ni9,σb≥1100MPa;最小抗拉力值:13.342KN~79.189KN;最小抗拔强度:18.19KN~67.94KN。

成果说明

该系列产品主要应用于国家第三代直升机涡轴发动机,替代了传统大量使用的过盈螺桩,以达到提高可靠防松性的目的。该系列产品在使用过程中表现优异,以至于其他型号中也逐渐将过盈螺桩废弃而采用嵌件型双头螺柱。随着嵌件型双头螺柱影响力越来越大,已有多家单位在该公司大量采购嵌键型双头螺柱,例如:中国航空动力机械研究所(代号608所)、中国南方航空工业(集团)有限公司(代号331厂)、北京动力机械研究所(代号31所)等,这些航空、航天科研院所对嵌键型双头螺柱的各方面性能给予了充分肯定。项目产品在锁紧结构设计和生产工艺方面实

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