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航天緊固件標准研究及制定緊固件相關標准的建議航空航天緊固件,在國際上是指專爲航空航天器設計的緊固件,這類緊固件的標准在國際上由ISO/TC20/SC4(國際標准化組織/航空航天器標准化技術委員會/航空航天緊固件分技術委員會)制定並歸口。 美國的航空航天緊固件標准(由美國航空航天工業協會AIA歸口)、歐洲的航空航天緊固件標准(由歐洲航空航天制造商協會AECMA歸口)、俄羅斯的航空行業緊固件標准等都屬于這個體系。我國緊固件的國家軍用標准、航空行業標准、航天行業標准也都屬于這個標准體系。 國外航天緊固件標准情況 美國航天緊固件標准情況 美國的軍用緊固件標准有近3000個,由政府文件和非政府文件兩部分組成。 政府文件包括:
非政府文件包括:
而航空航天紧固件标准则主要集中在AIA(美国航空航天工业协会,Aerospace Industries Association of America)标准体系中。另外还有一些在政府文件——美国军用标准或者美国国防部标准中。 上世紀九十年代美國軍用標准改革後,政府文件開始減少,MIL標准或DOD標准已經被AIA的NAS標准所代替。 AIA與美國航天局NASA關系密切,負責制定航空航天用的通用零部件標准,標准代號有:
美国的AIA紧固件标准也是国际航空航天紧固件标准的基础。包括紧固件、管路件、电连接件、原材料等方面的标准,包含的标准数量约为4350项。我们收集到近2000项紧固件标准,约占全部标准的50%左右。其中AIA/NAS NA标准176项,现行有效标准164项;AIA/NAS NAS标准1854项,现行有效标准1233项。其中百分之九十以上都是産品標准。 歐洲航天緊固件標准情況 歐洲航空航天工業協會AECMA是歐洲空間組織ESA的重要支撐機構。與美國的AIA類似,航空航天基礎零部件、材料方面的歐洲標准全部都由AECMA制定和歸口管理。 歐洲標准(EN)是世界上最大的區域性標准。歐洲航空航天緊固件標准得到了迅速發展,特別是從上世紀80年代後期以來,發展速度明顯加快。目前這套標准已經發展得相當完善:材料品種比較齊全、緊固件品種基本配套,而且都是米制的,可以作爲我們引進國外標准的首選目標。 上個世紀90年代以前,AECMA就制定了很多歐洲航空航天緊固件標准(標准草案代號爲prEN)。這些標准包括基礎標准和産品標准。 90年代起,隨著國際標准的逐步完善,AECMA標准的方向做了較大調整:
其標准代號爲EN,PrEN(標准草案),從我們收集到的245項標准看,其內容包括緊固件的産品標准(包括緊固件的結構尺寸、性能等級、溫度等級、材料及熱處理、表面處理等)和ISO暫時還沒有的基礎標准(如鋼絲螺套相關標准)。 國際、國外緊固件標准分析 標准名稱比對分析 ISO,AIA/NAS NAS、AIA/NAS NA,EN等国际、国外紧固件标准名称的特点是内容详实,特征齐全,便于查阅和使用,如: a) AIA/NAS NAS 229 Screws—Brazier Head,Frearson Recess,AlumAlloy, Bronze and Alloy Steel, 10-32 Superseded—March 1958 (Rev. 3) 铝合金、青铜和合金钢的氟里尔森十字槽凸头10-32螺钉(第3次修订) b) EN 2651:1996 Aerospace series—Screws,pan head, slotted, threaded to head, in brass, tin plated—Classification:380 MPa (at ambient temperature)/80℃ 航空航天系列—螺钉,盘头,开槽,黄铜,镀锡,全螺纹,等级:380MPa(常温)/80℃ c) ISO 3202:1997 航空航天—螺钉,盘头,内扳拧带凸棱或不带凸棱的偏置型十字槽,普通杆径,螺纹到头,MJ螺纹,金属材料制造,涂覆或不涂覆,强度等级小于或等于1100MPa—尺寸Aerospace—Screws, pan head, internal offset cruciform ribbed or unribbed drive, threaded to head, MJ threads, metallic material, coated or uncoated, strength classes less than or equal to 1100MPa—Dimensions。 可以看出,上述標准名稱中涵蓋了緊固件的基本特征,包括産品名稱、頭形、扳擰結構、螺紋形式、材料、表面處理、強度等級及適用溫度等。 但我国産品標准名称则较为简单,如参照ISO DIS 3202制定的QJ 2092-1991名称为MJ螺纹紧固件 1100MPa/235℃盘头螺钉,仅包含了螺纹形式、强度等级、适用温度和头形。对比可知,我国紧固件産品標准名称信息量较少,不能完全反应紧固件的特征。 建議 a) 在后续制定、修订标准过程中,应在标准名称尽可能详尽地反映标准化对象的相关特征信息,如图样标准的名称应反映产品的种类、结构形式、强度等级/温度等级、表面状态、抗拉/抗剪、螺纹形式、材料等信息; 國際、美國和歐洲的航空航天緊固件標准主要由基礎標准、試驗標准和産品標准構成。 基礎標准 主要是對在緊固件領域具有廣泛適用性或通用性的內容做出規定的標准,包括螺紋及其測量、螺紋的極限尺寸、形位公差、結構要素、尺寸系列、標記標志等。 試驗標准 主要包括與試驗方法有關的標准。 産品標准 規定産品應滿足的要求以確保其適用性的標准,根據其規定的是全部還是部分的必要要求分爲完整的標准和非完整的標准。國際、美國和歐洲的航空航天緊固件標准基本上屬于非完整標准,即産品的相關要求分別由技術規範/采購規範、標准圖樣給出。
ISO/TC20/SC4主要制定紧固件的基礎標准,其主要特点如下: 1、ISO航空航天緊固件的尺寸系列標准 針對不同性能等級和溫度等級、結構要素、材料、熱表處理等,給出相應的緊固件結構型式和尺寸系列 4、采購規範具有通用性 ISO航空航天緊固件的采購規範是針對同一強度等級的一類産品的技術要求做出規定,具有較強的通用性。 统计数据表明在 AIA/NAS NAS、AIA/NAS NA,EN紧固件相关标准中,産品標准图样所占的比例分别高达97%、86%和76%,主要包括:螺钉、螺栓、螺柱,螺母和垫圈,键和销钉,铆钉,紧固装置,环、垫隙片和间隔器等,其次是采购规范/技术规范。 目前航天型號選用的緊固件標准共有四類:國家軍用標准、航天(空)行業軍標、企業標准,還有國家標准。這四類標准內容交叉、重複的現象比較多,給設計師選用造成不少困難。造成各級標准混亂的原因除了管理上缺乏統一的規劃外,各級標准的重點和職責不清是主要原因之一。 从AIA/NAS NAS、AIA/NAS NA,ISO和EN紧固件标准在制定重点和分布情况的分析,对我国航天紧固件标准化工作具有重要的启示。为避免不同级别标准之间的交叉重叠,国家军用标准、军工行业标准和企业标准应有明确的定位: 1、緊固件的國家軍用標准 国家军用标准应尽量等同采用国际航空航天紧固件标准(ISO/TC20/SC4归口),重点制定紧固件的对互换性有影响的基礎標准(如名词术语、螺纹、形位公差、标记、标志、十字槽和其他内外扳拧结构,以及各类紧固件的型式尺寸)和通用性较强的试验方法标准、产品通用规范,不制定具体的産品標准图样,这也是促进我国的航空航天紧固件标准尽快与国际接轨的重要举措。 2、緊固件的軍工行業標准 军工行业标准应以紧固件産品標准为主,重点制定産品標准图样。基于目前标准按行业管理的模式,跨行业选用産品標准往往受到无法掌握标准状态和无法满足本行业产品不同使用要求的制约。因此,航天行业应根据航天型号对紧固件的需求,建立完整配套的航天行业紧固件标准体系;同时,尽快将研究开发成功并通过鉴定的新型紧固件制定成航天行业标准提供型号选用。在制定航天行业标准时,所用的基礎標准(包括紧固件的结构尺寸标准)均应符合相应的国家军用标准。这样的航天行业标准紧固件既可与航空标准紧固件互换,又可与国际标准接轨,从而使我国航空、航天行业紧固件标准协调发展,形成完整配套的航空航天器用紧固件标准体系。当需要将行业标准提升为国家军用标准时,应提升通用规范或有关的基礎標准,不提升产品图样标准。 3、緊固件的軍工企業標准 为了避免企业标准落后于行业标准,对企业级紧固件産品標准的制定和作废要特别慎重,最好稳定在行业标准的级别上。应严格控制企业标准的制定和审批,低于行业标准水平的企业标准不应立项,已经制定、技术指标低于行业标准的,应逐步过渡到行业标准上来。企业标准应定位在行业标准中没有或者技术指标满足不了型号要求的紧固件上。企业标准所用的基礎標准和尺寸标准应符合国家军用标准。 4、緊固件的國家標准 國家標准可以作爲航天型號用標准緊固件的補充提供航天型號選用,如地面設備、彈上電子設備等所用的銷釘、緊定螺釘、自攻螺釘等,可直接從國家標准中選用。 Copyright©2017 航天标准化. All rights reserved. |