鉚釘需要將兩個部分壓在一起並傳遞剪切力。該壓力導致摩擦,該摩擦負責在兩個鉚接板之間傳遞的負載的相當大的一部分。為了承受最大可能的剪切力,鉚釘需要光滑的表面。
由於蒙皮面板和法蘭的厚度不同,因此螺紋會使其更容易受到損傷。
由於蒙皮面板和法蘭的厚度不同,因此需要保留大量不同尺寸的螺釘,以便每種組合面板厚度的一部分用適合的螺釘覆蓋,該螺釘具有適當的光滑桿長度。另一方面,鉚釘將在製造過程中錘打成合適的長度,因此僅需幾個尺寸即可覆蓋所有這些面板厚度。為了獲得最佳的剪切傳遞,螺栓必須緊緊地坐在其孔中。過去,這不能用螺釘完成,而只能用鉚釘來實現,而鉚釘在安裝到位時會變厚。而且由於航空法規部門非常保守,因此最容易驗證接頭的是那些經過驗證的鉚釘接頭。抽出鉚釘(使用直徑稍大的鑽頭),檢查後將零件再次鉚接在一起。如果您需要給定強度的最小質量,則鉚釘會再次壓倒螺釘。對於單個鉚釘而言,差異可能很小,但對整個機身而言,卻相加。
用螺釘更容易更換機身面板並檢查難以觸及的零件。
每次孵化時,它都會在裝載的飛機機身上引入薄弱點,例如覆蓋機翼和機艙的皮膚,必須對其進行加固以使其達到所需的強度,增加重量。這就是為什麼將這些限制在最低限度。
這並不是說航空業不使用螺釘或有自己的版本。一種螺釘導數稱為“ hi-lok”,是像鉚釘一樣的永久連接。它的工作原理類似於經典螺栓,但頂部六角螺母和底部螺母之間的直徑已校準,因此當達到正確的扭矩時會折斷。這樣,就可以很好地確保安全。
主要問題是振動的鬆動。
面板通常由兩層鋁皮製成(厚度為.030-.060),其間粘結有紙蜂窩,而實心鋁軌的厚度為1“。 -邊緣3英寸寬。這使得面板具有極佳的抗撓曲性或抗壓性,可在整個表面上散佈,並且極其輕巧。 (您可以輕鬆地將鉛筆穿過其中部(不建議在飛行中嘗試))
使用螺絲會a)容易使面板表面變形(考慮螺絲的固定方式)施加(扭轉會使其自身拉入)與鉚釘(只會對其施加力直到達到完全壓縮)或b)極易發生振動鬆動(特別是因為皮膚太薄而無法容納
可以在實心邊緣上使用螺釘,但是仍然存在鬆動振動的風險,加上螺紋孔或使用鎖緊螺母的製造成本。
鉚釘連接與螺栓連接的區別在於,鉚釘在屈曲時會膨脹,以完全填充其安裝孔。螺栓/螺釘要求在非常接近完美位置處鑽出孔的圖案,但是仍然需要孔在緊固件尺寸上的公差,這意味著必須通過足夠的夾緊力來固定接頭以通過摩擦力保持,或者必須接受關節必須移動以使緊固件承受剪切力。當然,這意味著當負載反向(許多機身負載也是如此)時,關節只能在向新的負載方向移動後才能承受剪切力。同樣對於BE在剪切載荷下,螺栓模式也必須是完美的,否則,直到緊固件或結構充分變形以允許孔位置的公差相等並在兩個孔之間共享之前,所有施加的剪切接頭的載荷才能分擔所有的緊固件。
下一個問題是重量,這是另一個大問題。螺栓比鉚釘重得多,甚至在一架小型飛機上也可能有成千上萬個。
然後進行載荷傳遞:要有一個帶螺紋緊固件的實際剪切載荷接頭,螺紋不應壓在孔的側面,這意味著在螺母下方有一個墊圈,以便刀柄可以負載在孔上-通常是在螺栓頭下方的墊圈,因為在其下方有一個半徑,除非有半徑
替代方法:在某些情況下,可以使用沉頭螺釘解決(並已解決)這些問題,這些螺釘通過略微翹起即可吸收剪切載荷的公差在其孔中-但這並不是真的要承受嚴重的剪切載荷,但可以很好地適合可移動面板。
有人提到膠合接頭:常見為污垢。 Genav公司第一架這樣做的飛機是吉姆·貝德(Jim Bede)的 BD1-我們其他人都知道它是美國航空揚基隊( AA-1)。粘合接頭使所有AA1 / A / B / C和AA5 / A / B和AG5B以及AG7美洲獅的皮膚都變得如此乾淨,以相同的功率,它們的飛行速度比現代鉚接競爭對手快得多。
在比較鉚釘和螺栓/螺母緊固金屬板時,鉚接是一種更好的方法。
偽造了鉚釘
從此站點
從一種鍛造工藝,可用於通過稱為鉚釘的金屬零件將零件連接在一起。鉚釘用於通過相鄰表面連接零件。
將鉚釘插入預鑽孔中,然後將兩端壓製或錘擊在一起,以使鉚釘膨脹到孔中。在該過程結束時,鉚釘會緊密,完全地填充孔,接觸區域有助於將應力從一個板傳遞到另一個板。將板夾在一起可以使摩擦也承擔應力傳遞的一部分。鍛造過程實際上增強了鋼鉚釘的強度。
螺栓不合適
將兩個金屬薄板螺栓固定下來的方法有些不同:在金屬薄板上鑽一個孔,並插入一個螺栓,該螺栓的直徑通常小於孔的直徑。螺栓本身並不有助於應力傳遞,這完全是通過夾緊產生的摩擦來完成的。可以鑽出一個公差很小的孔,然後插入一個恰好適合的螺栓,但這是一個昂貴的過程,需要完美的垂直鑽孔並在搬運時要小心。昂貴且緩慢,最好在平直的表面上完成,而不是飛機機身的彎曲形狀。
鋼和鋁腐蝕
已加載螺栓在拉力作用下,最好由鋼製成:鋁製螺栓很容易剝開螺紋,並伸展很多。但是,如果在鋁板上使用鋼螺栓,則會發生電腐蝕。我們必須要么在鋼上使用鋼,要么在鋁上使用鋁,而鋁製螺栓卻不是很好。
螺母會因疲勞而鬆開
堅果在交變的載荷下會自己鬆動,飛機上有很多。每次降落時,機翼都會猛烈撞擊,起飛時會再次向上彎曲。機身在高空加壓,然後在進近時減壓。發動機和液壓泵將振動引入飛機蒙皮。
為防止螺母鬆開,需要安裝鎖定墊圈或使用複合物(例如鐵錳礦)-每一個
鉚釘是氣密的
以前的回答者沒有提到的一點:機身是一個壓力容器,在其上鑽很多孔以容納螺栓,甚至擰緊螺栓也一樣,它會像篩子一樣洩漏。
為什麼在更多應用中不使用鉚接,
將金屬薄板螺栓固定在一起優點是無需任何專用工具即可取消緊固。需要鑽一個鉚釘,然後鬆開螺母。非常適合進行維護,但是在橋樑之類的永久性結構中,無需將其拆開。長壽命飛機確實需要不時地更換其蒙皮面板,但是即使是鋁製鉚釘也是如此,它們很容易鑽出。
為什麼不那麼多使用鉚接?它曾經是,例如為橋樑提供堅固的結構。基本上取代它的方法是焊接:
粘結效果更好
用於金屬板的最佳連接方法是將表面連接的一種方法:膠粘,儘管出於構造目的,適當的字眼是粘結。福克(Fokker)率先在F-27和F-28中使用粘合鋁板:無孔,皮膚完全光滑,應力轉換面積大,應力相對較低。這不是一個容易實現的方法:粘合過程需要大型高壓釜,並且不可能像焊接一樣目視檢查粘合的質量。為此,開發了一種超聲波粘結測試儀,可以揭示粘結缺陷。