【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及螺栓测试，特别是涉及一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的方法及系统。
技术介绍
1、通常，在飞机的疲劳关键部位，采用增大高锁螺栓干涉量的方法提高疲劳增益，采用压铆或铆枪锤铆的方法进行干涉装配。为保证装配质量，要求沿高锁螺栓轴向铆接，压铆通常是由机器操作，能保证铆接角度与高锁螺栓轴向一致；锤铆通常是人工操作，难免存在误差，造成铆接时铆枪轴线与高锁螺栓轴线呈一定夹角。对于某些结构复杂的区域，由于存在操作空间受限问题，仅能使用锤铆的方式进行装配。由于锤铆对工人操作熟练度要求较高，存在以下问题：1)操作不当，易发生铆接角度偏转，造成高锁螺栓带角度安装、钉头受损；2)安装角度过大时，造成高锁螺栓钉头破坏、疲劳寿命降低，影响飞行安全；3)国内飞机制造装配行业对高锁螺栓装配铆接角度的控制要求并未形成统一的行业标准。
2、现阶段，国内针对高锁螺栓力学性能检测项目主要包括拉伸强度、剪切强度、头部延展和锁紧力矩，尚无与高锁螺栓装配铆接角度控制相关的检测项目。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的方法及系统，考虑了干涉装配过程中铆接角度对高锁螺栓钉头疲劳寿命的影响，为高锁螺栓力学性能检测提供了新的方向，并给出了完整的用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的方法。通过本系统，也可实现多种尺寸规格高锁螺栓完全适配和铆接偏转角度精准控制。
2、本专利技术是通过采用下述技术方案实现的：
3、一种用于测试高锁螺栓
4、步骤s1.选择与高锁螺栓相匹配的基础试验板，所述基础试验板上设有与试验角度一一对应的干涉衬套，每个干涉衬套都用于安装至少三颗高锁螺栓；
5、步骤s2.将高锁螺栓放置在待安装位置；
6、步骤s3.调整基础试验板的角度和锤铆试验装置的位置，使得锤铆试验装置位于高锁螺栓的正上方，且锤铆力方向始终垂直向下；
7、步骤s4.进行锤铆试验，完成一颗铆接后，重复步骤s3，进行下一颗锤铆试验；直至完成所有锤铆试验；
8、步骤s5.利用高锁螺母将基础试验板上所有高锁螺栓拧紧；
9、步骤s6.判断每颗高锁螺栓的钉头失效风险等级，包括高风险、中风险或低风险；
10、步骤s7.失效极限角度初步判定：若同一干涉衬套中的高锁螺栓的钉头失效风险等级包括一个中风险而无高风险或者全为低风险，则该干涉衬套对应的试验角度为安全角度；
11、若同一干涉衬套中的高锁螺栓的钉头失效风险等级包括一个高风险或/和包括两个中风险，则该干涉衬套对应的试验角度为安装失效极限角度；
12、若同一干涉衬套中的高锁螺栓的钉头失效风险等级包括至少两个高风险，则该干涉衬套对应的试验角度为危险角度；
13、步骤s8.失效极限角度终极判定：将初步判定为安装失效极限角度所对应干涉衬套上的高锁螺栓进行裂纹检测，若至少有两个高锁螺栓出现裂纹，则判断对应的试验角度为最终的安装失效极限角度。
14、所述步骤s6中判断每颗高锁螺栓的钉头失效风险等级的方法为：测量钉头塌陷量m和塌陷宽度n；若m<0.15mm，n<0.65*x/32*25.4时，钉头失效风险等级为低风险；若m<0.15mm，n>0.65*x/32*25.4或m>0.15mm，n<0.65*x/32*25.4时，钉头失效风险等级为中风险；若m>0.15mm，n>0.65*x/32*25.4时，钉头失效风险等级为高风险；其中，x/32为高锁螺栓公称直径。
15、一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的系统，用于上述方法中，所述系统包括锤铆试验装置、基础试验板、固定支座、阶梯支座和调节支座；所述基础试验板上设有若干干涉衬套，每个干涉衬套都用于安装至少三颗高锁螺栓；所述固定支座和阶梯支座放置在同一工作台面上，所述调节支座放置于阶梯支座的台阶面上；所述基础试验板两端分别与调节支座和固定支座相连；通过将调节支座放置于阶梯支座的不同的台阶面上，实现试验角度的精确控制。
16、所述阶梯支座的台阶高度h为：
17、h＝l*sin(α*π/180)+(h1-h2)*cos(α*π/180)
18、式中，h1为固定支座的高度，h2为调节支座的高度，l为基础试验板的长度，α为试验角度。
19、所述试验角度α的取值包括0°、1°、2°、3°、4°和5°。
20、所述锤铆试验装置包括垂直托架以及铆枪，所述垂直托架包括立柱、伸缩臂以及铆枪托架；所述伸缩臂一端与铆枪托架相连，另一端通过可调套环与立柱相连，用于调整伸缩臂的高度和方向。
21、所述垂直托架还包括可压缩装置，所述可压缩装置内置弹簧，所述伸缩臂通过可压缩装置与铆枪托架相连。
22、所述垂直托架还包括用于放置在工作台面上的固定座，所述固定座与立柱相连。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果表现在：
24、1、本专利技术提供了一种高锁螺栓力学性能检测项目，即高锁螺栓安装失效极限角度测试，给出了一套完整的用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的方法。在该方法中，给出了一种高锁螺栓安装失效极限角度的判断标准，主要考虑了干涉装配过程中铆接角度对高锁螺栓钉头疲劳寿命的影响，提出了检测高锁螺栓钉头是否存在裂纹，作为判断高锁螺栓安装失效极限角度的标准。
25、2、通过本系统，可实现铆接偏转角度精准控制。基础试验板和干涉衬套两个部分更换为与高锁螺栓尺寸相适配的规格，完全适配多种尺寸规格高锁螺栓，满足其安装失效极限角度测试需求的目的。
26、3、本系统中，通过伸缩臂的结构以及与立柱的连接方式，可以调整伸缩臂的方向、高度以及伸缩量，能进一步调整铆枪位置。
27、4.通过可压缩装置的结构设置，可以更好满足铆枪在竖直方向的行程，并在铆接完成后弹回原位。
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1.一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的方法，其特征在于：所述步骤S6中判断每颗高锁螺栓的钉头失效风险等级的方法为：测量钉头塌陷量m和塌陷宽度n；若m<0.15mm，n<0.65*X/32*25.4时，钉头失效风险等级为低风险；若m<0.15mm，n>0.65*X/32*25.4或m>0.15mm，n<0.65*X/32*25.4时，钉头失效风险等级为中风险；若m>0.15mm，n>0.65*X/32*25.4时，钉头失效风险等级为高风险；其中，X/32为高锁螺栓公称直径。
3.一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的系统，其特征在于：用于权利要求1～2中任意一项权利要求所述的方法中；所述系统包括锤铆试验装置、基础试验板(1)、固定支座(7)、阶梯支座(3)和调节支座(2)；所述基础试验板(1)上设有若干干涉衬套(9)，每个干涉衬套(9)都用于安装至少三颗高锁螺栓；所述固定支座(7)和阶梯支座(3)放置在同一工作台
4.根据权利要求3所述一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的系统，其特征在于：所述阶梯支座(3)的台阶高度H为：
5.根据权利要求3所述一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的系统，其特征在于：所述试验角度α的取值包括0°、1°、2°、3°、4°和5°。
6.根据权利要求3所述一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的系统，其特征在于：所述锤铆试验装置包括垂直托架(8)以及铆枪，所述垂直托架(8)包括立柱(11)、伸缩臂(13)以及铆枪托架(15)；所述伸缩臂(13)一端与铆枪托架(15)相连，另一端通过可调套环(12)与立柱(11)相连，用于调整伸缩臂(13)的高度和方向。
7.根据权利要求6所述一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的系统，其特征在于：所述垂直托架(8)还包括可压缩装置(14)，所述可压缩装置(14)内置弹簧，所述伸缩臂(13)通过可压缩装置(14)与铆枪托架(15)相连。
8.根据权利要求7所述一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的系统，其特征在于：所述垂直托架(8)还包括用于放置在工作台面上的固定座(10)，所述固定座(10)与立柱(11)相连。
...【技术特征摘要】
1.一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的方法，其特征在于：所述步骤s6中判断每颗高锁螺栓的钉头失效风险等级的方法为：测量钉头塌陷量m和塌陷宽度n；若m<0.15mm，n<0.65*x/32*25.4时，钉头失效风险等级为低风险；若m<0.15mm，n>0.65*x/32*25.4或m>0.15mm，n<0.65*x/32*25.4时，钉头失效风险等级为中风险；若m>0.15mm，n>0.65*x/32*25.4时，钉头失效风险等级为高风险；其中，x/32为高锁螺栓公称直径。
3.一种用于测试高锁螺栓安装失效极限角度的系统，其特征在于：用于权利要求1～2中任意一项权利要求所述的方法中；所述系统包括锤铆试验装置、基础试验板(1)、固定支座(7)、阶梯支座(3)和调节支座(2)；所述基础试验板(1)上设有若干干涉衬套(9)，每个干涉衬套(9)都用于安装至少三颗高锁螺栓；所述固定支座(7)和阶梯支座(3)放置在同一工作台面上，所述调节支座(2)放置于阶梯支座(3)的台阶面上；所述基础试验板(1)两端分别与调节支座(2)和固定支座(7)相连；通...
【专利技术属性】
技术研发人员：周裕力，舒阳，陈雪梅，陈清良，骆金威，李栎森，熊宇超，潘雨，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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