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使用設計是高端緊固件可靠性的前提
航天科技集團 陳茂亭（總師）
【 緊固件產業(yè) 緊固件雜志 】高端緊固件是指用于高端裝備或裝備的高端部位緊固件，例如航空裝備、海洋工程裝備、軌道交通裝備、衛(wèi)星制造裝備及應用、智能制造裝備等領域，以及國防武器裝備領域，這些領域科技含量高，創(chuàng)新內容多，結構復雜，由于工作環(huán)境和功能要求的特殊性，使用了大量的新型結構材料，采用了許多新型的結構形式，因此要求使用新型的緊固件和連接件；在汽車領域、生化領域以及風電領域等，其某些部位的連接和緊固件也涉及高的連接強度、先進的防腐蝕技術以及長壽命等要求，不是普通意義上認為的螺釘螺帽所能夠勝任的，而是需要選用高端緊固件。顯而易見，由于使用中的高端緊固件非正常失效可能造成的危害或損失難以估量，所以，如果說質量是緊固件的生命，那么，可靠性就是高端緊固件的靈魂。
對于緊固件來講，人們對其產品和質量的認識如同對其他客觀事物一樣，隨著經濟和科學技術的進步而不斷演變。由于歷史的原因，在相當長的一段時間內，傳統(tǒng)的質量觀念強調緊固件符合連接的要求，即是能夠“擰上去，緊固住”，也就是符合性要求。當代的緊固件及其質量的概念，尤其是高端裝備制造的生成，在實踐中人們從重視所要求的連接即符合性的要求，更強調連接的適用性要求，也就是說，緊固件在使用時能成功地適合用戶明確的要求和隱含的需要才是高質量的。對高端緊固件可靠性的描述，適用國家標準規(guī)范的一般定義，是指在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內完成規(guī)定功能的能力。產品的質量低劣，可靠性不高，耐久性很差，不僅會造成極大地經濟損失，甚至會危及人身安全及國家的安全。
保證高端緊固件的可靠性，就要采用系統(tǒng)的方法，實行可靠性工程�？煽啃怨こ淌侵笧榱诉_到產品的可靠性要求而進行的使用設計（包括選型）、產品設計、生產、試驗驗證等一系列工作。這里特別提出使用設計的問題，是因為高端緊固件產品不同于其他產品，其使用設計和正確選型對于高端緊固件完成設定的功能具有非常重要的意義。實際上，緊固件本身是一個龐大的家族，有人曾粗略統(tǒng)計，國家標準內的產品就涉及300000個規(guī)格，另外還有各種行業(yè)標準。高端裝備和裝備的高端部位的連接，由于其連接的特殊需要，使用了大量的非標準產品。緊固件的連接，根據需要有大有小，大部分是群體使用，要能夠適應連接的強度、應力、溫度、環(huán)境等工況飛要求，還要受到安裝操作空間的限制等等。因此，做好使用設計，正確合理選擇高端緊固件的型號規(guī)格、防松形式、耐環(huán)境方式等是高端緊固件使用中實現可靠性的前提。
首先是高端緊固件的使用單位及其設計人員，要提高對緊固與連接的重要性的認識，增強相應的技術知識。在我國改革開放初期，有一段時間政策支持引進西方的先進產品和技術，在消化吸收的基礎上實施國產化，并以國產化率衡量引進的成果。當時的標準件行業(yè)曾流傳這樣兩個故事：一是說在表揚桑塔納轎車的國產化率達到80%時，同時指出其使用緊固件的進口率則仍然不低于80%；另一個故事仍是說上海。上海飛機公司與麥道公司合作，為其生產某型號飛機的尾翼和翅膀。裝配時發(fā)現少了幾顆緊固件，現場又說用國產的緊固件替代，外方堅決不同意，并堅持從美國空運這幾顆短缺的緊固件，以縮短裝配線的停工間隔。流傳這兩個故事，一是要說西方國家作為先進的工業(yè)化國家，其對緊固件的重視程度應該能夠給我們某些啟示；另外也說明，他們在部件、大件方面相信我們具有生產和質量保障能力，而又對我們的緊固件“很不放心”，這對我們緊固件的技術研發(fā)和制造似是無意地抽了一鞭子。
有一種說法，系統(tǒng)設計人員在選用緊固連接件時，給予怎樣的重視都不為過分。某電子產品單位2009年有過一次質量統(tǒng)計，其中因為緊固件選用和使用不當導致的質量事故占到30%還多！其中有螺釘過長把對面的電路頂壞的；有在試驗時因為螺絲松動造成電信號不穩(wěn)，找原因就找了十幾天；還有產成品搬運時聽到里面有多余物的“嘩啦嘩啦”響聲，不得不拆開檢查，原來是一個平墊片在自由活動！值得欣慰的，我國的高端制造業(yè)的部分行業(yè)，隨著技術的進步和對引進技術的消化吸收再創(chuàng)新，對緊固件重要性的認識從設計人員到領導都有了質的提升，反應了我國高端技術的層次達到了新的水平。例如航空航天業(yè)，緊固件及其連接已經常被作為重要技術事項進行專題討論；設計人員也常常表現出對新的連接理論、新的連接方式和新的緊固件知識的渴求。航天某單位為解決現有力矩安裝要求不充分，覆蓋率不高的問題，曾組織相關部門針對緊固件定力矩問題開展了多次研討，從研究確定力矩值、采取先進的工藝方法提高裝配保障能力和研究應用緊固件先進放松手段三方面開展專題工作。某些機構的機械類元器件M3以上螺釘已100%落實了力矩要求，其他受操作空間限制的部位和部件，采用了多環(huán)節(jié)保障防松措施，極大地提高了緊固件安裝和使用的可靠性。
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