單 康

耳片類接頭鉸鏈連接的襯套配合設(shè)計

單 康

對耳片類接頭構(gòu)成的鉸鏈連接進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，有些雙耳接頭的兩耳片不可承受螺栓預(yù)緊力引起的彎矩載荷，本文提出利用組合襯套的形式，將螺栓預(yù)緊力加載于襯套上，既可以避免兩耳片承受彎矩，又可以改善鉸鏈連接孔的疲勞壽命。

在某型民用飛機的翼身整流罩結(jié)構(gòu)設(shè)計中，使用了多組拉桿將翼身整流罩骨架連接于機身上，如圖1所示。在此拉桿組件中，雙耳接頭通過四顆緊固件固定于機身蒙皮上；螺栓將接頭和拉桿連接在一起，形成鉸鏈連接。拉桿端部的內(nèi)孔裝有干涉配合的關(guān)節(jié)軸承，這種設(shè)計使得拉桿不僅可以繞軸轉(zhuǎn)動，還可以在一定范圍進行擺動運動，有利于安裝和調(diào)整拉桿組件。

根據(jù)適航條例，此處鉸鏈連接的受剪螺栓安裝時需加載預(yù)緊力，使螺母緊密配合。而耳片接頭的耳片厚度較?。s為3.5mm），只允許承受剪切載荷，不可承受彎矩載荷，如圖2所示。本文提出在鉸鏈連接結(jié)構(gòu)設(shè)計時使用組合襯套，可避免螺栓預(yù)緊力加載于兩耳片之間。

結(jié)構(gòu)設(shè)計方案一

圖1 一組整流罩拉桿組件

圖2 拉桿組件中的耳片接頭

如圖3所示，設(shè)計方案一中，將關(guān)節(jié)軸承壓入拉桿內(nèi)孔，兩個凸緣襯套分別壓入雙耳接頭內(nèi)孔形成干涉配合，以增強接頭內(nèi)孔的耐磨性，提高孔的疲勞壽命。螺栓依次連接凸緣襯套、球軸承、筒襯套，其中螺栓與連接的零件配合為間隙配合。

螺栓加載預(yù)緊力后，會將預(yù)緊力加載于墊片、雙耳接頭左側(cè)耳片、凸緣襯套、球軸承內(nèi)圈、筒襯套和墊片上，雙耳接頭右側(cè)耳片不受螺栓預(yù)緊力的作用。

圖3 設(shè)計方案一（螺栓預(yù)緊力加載一側(cè)耳片上）

圖4 方案設(shè)計二（螺栓預(yù)緊力加載筒襯套上）

結(jié)構(gòu)設(shè)計方案二

圖4為第二種結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，與方案一不同之處在于，方案二允許拉桿相對于耳片接頭可以在軸向游動。螺栓加載預(yù)緊力后，會將預(yù)緊力加載于墊片、筒襯套、球軸承內(nèi)圈、筒襯套和墊片上，雙耳接頭兩側(cè)的耳片都不受螺栓預(yù)緊力的作用。

結(jié)束語

在鉸鏈連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，巧用組合襯套，將螺栓上的預(yù)緊力加載在筒襯套上，從而避免其直接加載在兩側(cè)耳片之間。靈活運用襯套，不僅能夠提高連接孔的疲勞壽命，而且便于在襯套受損時的拆裝。另外，本文提出的兩種襯套配合設(shè)計方案，對于設(shè)計者在進行鉸鏈連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有一定的借鑒意義。

單康，男，碩士研究生，上海飛機設(shè)計研究院結(jié)構(gòu)部。