专利名称：快换柔性工艺连接件及连接方法
技术领域：
本发明为新型设计的一种快换柔性工艺连接件及连接方法，适用于飞机零部件连接、飞机复合材料连接及其他产品的连接和密封。
背景技术：
通常飞机蒙皮及相关连接均采用铆接、螺接和胶接等连接方式。铆接方式属于不可卸连接，具有操作工艺容易掌握，质量便于检查等优点，但是铆接方法无论在结构上或者在生产上都存在一些缺点，如疲劳性能低、铆缝密封性差、劳动条件差、损坏不易修复等。螺栓连接是飞机机体上广泛采用的一种可卸连接，其特点在于操作简单，预紧力的控制有严格要求，但传统螺栓连接不能满足抗疲劳要求高的结构部位，且连接存在一定缝隙。胶接连接同样不可卸，对主承力部位不易满足要求。综合这些连接方式往往存在可靠性较差、对待连接部件要求较高、耐疲劳性能差、密封性较差等特点，这些都制约着飞机的性能及寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、密封性好、连接稳固、耐疲劳性能强且可快速更换的柔性可卸的快换柔性工艺连接件及连接方法。一种快换柔性工艺连接件，其特征在于包括连接螺杆、波纹管及高锁螺母；其中连接螺杆依次由螺栓头、螺杆、螺纹段组成；其中高锁螺母由依次由螺母段和拧紧端头组成，其中螺母段由光孔段和螺纹段组成，其中光孔段与螺纹段之间具有压缩台；其中波纹管套于连接螺杆上组成配套连接杆；高锁螺母的螺纹段与连接螺杆的螺纹段配套；当拧紧高锁螺母时波纹管一端伸入高锁螺母的光孔段内，波纹管将受螺母段内壁上的压缩台压缩径向膨胀，达到密封连接作用；压缩前上述波纹管与连接螺杆径向之间，与连接孔径向之间均存在间隙。上述快换柔性工艺连接件的连接方法，其特征在于波纹管套于连接螺杆上组成配套连接杆，将配套连接杆置于待连接孔内；高锁螺母与连接螺杆配套，拧紧高锁螺母时波纹管一端伸入高锁螺母的光孔段内限位，并受螺母段内壁上的压缩台压缩径向膨胀，达到密封连接作用；调节高锁螺母可以改变波纹管的膨胀程度，以调节连接的松紧；连接件出现损伤失效时，可通过更换波纹管达到快速修复。上述波纹管与连接螺杆间存在间隙，便于满足压缩膨胀要求。上述波纹管与待连接结构孔间存在间隙，用于满足压缩膨胀和密封要求。上述配套波纹管套于连接螺栓螺杆上，将其置于待连接部件孔内，拧紧高锁螺母，使波纹管受压膨胀，达到密封连接目的。该发明原理与膨胀螺栓类似，克服了单一铆接或螺栓连接的缺点，并具有铆接与螺栓连接的优点，具有的以下特点(1)耐疲劳性能强，稳定性好。(2)使用简单，适用范围广。(3)它可实现生产及维修的快速进行，且维修只需更换波纹管即可实现(通常损伤出现在波纹管)， 提高生产效益。(4)它可实现按需设计生产，用于不同连接部件不同规格的连接，可设计性强，规格多种多样。(5)它可实现连接螺杆及高锁螺母的重复使用，节约资源，降低成本。
上述连接螺杆的螺纹段端头可以设有内多边形孔，比如内六方孔；用于在使用中对连接螺杆进行扭紧力施加，限制连接螺杆转动。上述连接螺杆的螺栓头可以为圆头、沉头等多种形式，可满足多种孔形式的连接；
上述连接螺杆螺纹段长度可根据待连接结构厚度选择；上述连接螺杆直径可根据连接孔径、波纹管规格及连接强度选择。针对不同孔径及孔深的连接要求，采用不同长度、膨胀节几何形状型式、波纹管壁厚或波距的波纹管即可。
图1是快换柔性工艺连接件实例立体图2是快换柔性工艺连接件连接螺杆实例立体图； 图3是快换柔性工艺连接件高锁螺母实例立体图中1-连接螺杆，2-波纹管，3-高锁螺母，11-螺栓头，12-螺杆，13-螺纹段，14-内多边形孔，31-螺纹段，32-拧紧端头，33-压缩台。
具体实施例方式如附图1所示，一种用于飞行器结构连接的快换柔性工艺连接件，包括连接螺杆 1、波纹管2、高锁螺母3。所述波纹管2套于连接螺杆1上，并将它们置于待连接结构孔内， 拧紧高锁螺母3可调节波纹管的膨胀程度，达到密封连接目的。改变波纹管长度、膨胀节几何形状型式、波纹管壁厚或波距可以用于不同形式的连接。快换柔性工艺连接件工作过程如下
(一)根据待连接零部件的形状尺寸及性能要求，选定连接各参数。1)首先根据待连接零部件的孔径大小和深度及性能要求选择满足性能要求的波纹管2。波纹管的外径D小于待连接件孔径D1，选定波纹管的波深系数K (波纹管外径D与内径d之比)，由此可以得出波纹管的内径d。波纹管的长度L由待连接孔深决定。波纹管长度满足以下条件
L0 < L < (VL1)
其中Ltl为待连接孔深，L1为波纹管最大压缩位移。2)选定连接螺杆1各尺寸参数。连接螺杆1的螺栓头(I1)根据孔的形式可以选择圆头、沉头等多种形式，螺杆段(I2)的直径Cl1小于波纹管的内径d，螺杆段长度L2相当于或略大于孔深度k。3)选定高锁螺母3。高锁螺母3与连接螺杆1配套，其压缩台33的宽度应略大于波纹管壁厚，拧紧端头32用以施加扭紧力，调节扭紧力可改变波纹管压缩程度，可改变连接结构的连接强度。(二)快换柔性工艺连接件的使用
将波纹管2套于连接螺杆1的螺杆12上，将它们的组合置于待连接零部件孔内，拧紧高锁螺母3使波纹管2受压膨胀，拧紧高锁螺母3前，需要用六角扳手固定连接螺杆的内六方孔，用于进行扭紧力施加时，限制连接螺杆(1)转动。拧紧高锁螺母直至高锁螺母的下部平面与待连接件平面相接触，此时波纹管的压缩完成。(三)快换柔性工艺连接件的更换与维修。当连接出现失效损坏时，损坏一般出现在波纹管2上。将高锁螺母3拧下，然后用顶杆将连接螺杆1及波纹管2向着螺栓头11方向顶出，然后更换相应波纹管，再按照步骤二操作，即可完成快换高锁连接的更换与维修。
权利要求
1.一种快换柔性工艺连接件，其特征在于包括连接螺杆(1)、波纹管(2)及高锁螺母(3)；其中连接螺杆(1)依次由螺栓头(11)、螺杆(12 )、螺纹段(13 )组成；其中高锁螺母(3)由依次由螺母段和拧紧端头(32)组成，其中螺母段由光孔段和螺纹段(31)组成，其中光孔段与螺纹段之间具有压缩台(33)；其中波纹管(2)套于连接螺杆(1)上组成配套连接杆(12);高锁螺母(3)的螺纹段(31) 与连接螺杆(1)的螺纹段(13)配套；当拧紧高锁螺母(3)时波纹管(2)—端伸入高锁螺母(3)的光孔段内，波纹管(2)将受螺母段内壁上的压缩台(33)压缩径向膨胀，达到密封连接作用；压缩前上述波纹管(2)与连接螺杆(1)径向之间，与连接孔径向之间均存在间隙。
2.根据权利要求1所述的快换柔性工艺连接件，其特征在于上述连接螺杆(1)的螺纹段(13)端头设有内多边形孔(14)。
3.根据权利要求1所述的快换柔性工艺连接件的连接方法，其特征在于波纹管(2 )套于连接螺杆(1)上组成配套连接杆(12 )，将配套连接杆(12 )置于待连接孔内；高锁螺母(3 )与连接螺杆(1)配套，拧紧高锁螺母(3 )时波纹管(2 ) 一端伸入高锁螺母 (3)的光孔段内限位，并受螺母段内壁上的压缩台(33)压缩径向膨胀，达到密封连接作用； 调节高锁螺母(3)可以改变波纹管(2)的膨胀程度，以调节连接的松紧；连接件出现损伤失效时，可通过更换波纹管(2)达到快速修复。
4.根据权利要求3所述的快换柔性工艺连接方法，其特征在于上述连接螺杆(1)的螺纹段(13)端头设有内多边形孔(14)；用于在使用中对连接螺杆(1)进行扭紧力施加，限制连接螺杆(1)转动。
5.根据权利要求3所述的快换柔性工艺连接方法，其特征在于针对不同孔径及孔深的连接要求，采用不同长度、膨胀节几何形状型式、波纹管壁厚或波距的波纹管即可。
全文摘要
本发明提供了一种快换柔性工艺连接件及连接方法，属连接件技术领域。包括连接螺杆(1)、波纹管(2)及高锁螺母(3)；其中连接螺杆(1)依次由螺栓头(11)、螺杆(12)、螺纹段(13)组成；其中高锁螺母(3)由依次由螺母段和拧紧端头(32)组成，其中螺母段由光孔段和螺纹段(31)组成，其中光孔段与螺纹段之间具有压缩台(33)；当拧紧高锁螺母(3)时波纹管(2)一端伸入高锁螺母(3)的光孔段内，波纹管(2)将受螺母段内壁上的压缩台(33)压缩径向膨胀，达到密封连接作用。连接件出现损伤失效时，可通过更换波纹管(2)达到快速修复。
文档编号F16B35/00GK102207124SQ201110132630
公开日2011年10月5日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者陈文亮, 韦红余 申请人:南京航空航天大学