液压扳手的在水电厂的使用.doc

液压扳手在水电厂的使用1、 前言工业生产中，螺纹联接质量的重要性已引起广泛的重视，螺纹联接的质量是保证设备质量和设备正常运转的基础，绝大多数螺纹在联接时都要预紧，目的在于增强联接的刚性、紧密性、防松及防滑，预紧力的适当控制又是确保螺纹联接质量的关键。因为螺纹联接的预紧力将螺纹的总载荷、联接的临界载荷、抵抗横向载荷的能力和接合面密封能力等产生影响，过大或过小的预紧力均是有害的，所以预紧力的大小、准确度都十分重要，从而使预紧力的控制成为螺纹联接的重要问题之一。常用的方法有力矩法、螺母转角法、螺栓预伸长法、特殊垫圈法等，这4种控制预紧力的方法，都是施加力矩拧紧螺栓联接的，所以始终会遇到一个或几个能以（有的几乎不可能）预知的控制因素。如果改变拧紧方法，给螺栓施加拉力，使之伸长，然后轻轻旋紧螺母，待撤去拉力后，由于螺栓收缩就可在联接中产生和拉力相等的预紧力。这里重点介绍南京黎旸液压机械有限公司的BZ-200液压扳手。2、 预紧力不适当带来的后果 螺纹联接零件的静力破坏 若螺纹紧固件拧得太紧，预紧力过大，则螺栓可能被拧断，联接件被夺碎、咬粘、扭曲或断裂，也可能螺纹牙被剪断而脱扣。被联接件滑移、分离或紧固件松脱对于承受横向载荷的普通螺栓联接，预紧力使用被子联接件间产生正压力，依靠磨擦力抵抗外载荷，因此，预紧力的大小决定了它的承受能力。若预紧力不足，被联接件将出现滑移，从而导致被联接件错位、歪斜、折皱，甚至紧固件被剪断。对于受轴向载荷的螺栓联接，预紧力使接合面上产生压紧力，受外载荷作后的剩余预紧力是接合面上工作时的压紧力。预紧力不足将会导致接合面泄漏，如压力管道漏水、发动机漏气，甚至导致两被联接件分离。预紧力不足还将引起强烈的横向振动，致使螺母松脱。螺栓疲劳破坏大多数螺栓因疲劳而失效，减小预紧力虽然能使螺栓上循环变化的总载荷的平均值减小，但却使用载荷变幅增大，因此，总的效果大多数是使螺栓疲劳寿命下降。增大设备维护成本若预紧力过小，需使用较多和（或）较大的紧固件，往往也需采用较大的被联接件，因而增大了产品成本。同时，许多产品的成本是与需要装配的零件数目成正比的，所以预紧力过小将导致装配成本和制造成本以及维修费用的增加。3、 预紧力与拧紧力矩的关系螺栓联接的拧紧力矩指达到要求预紧力时的扳手力矩。拧紧螺母时，要克服螺栓副间的螺纹力矩T1和螺母与被联接件（或垫圈）支撑面的端面磨擦力矩T2。因此，拧紧力矩 T=T1+T2=KoQod 式中d-螺纹公称直径，mm Qo-系统预紧力，N Ko-拧紧力矩系数Ko可概括影响拧紧力矩与预紧力关系的每一个因素，如磨擦系数、扭转变形、弯曲变形、螺纹牙塑性变形等。预紧力的大小根据螺栓组受力和联接的工况要求决定。一般规定拧紧后螺纹联接件的预紧力不得大于其材料屈服极限s的80%。4、 利用BZ-200型液压扳手实施预紧力控制BZ-200型液压扳手是南京黎旸液压机械有限公司研制开发的预紧力控制专用设备，选用于绝大多数螺栓联接的预紧力定量检测控制，在设备安装、装配、检修螺栓紧固与折卸中，可以过到预期的预紧力，并大大提高工效，保证联接质量，降低劳动强度。41 BZ-200型液压扳手性能参数适用螺纹直径：M36-M72 扭矩范围：2013-20130Nm压力范围：7-70MPa 42 BZ-200型液压扳手控制预紧力的方法利用BZ-200型液压扳手控制预紧力的方法：实施力矩法和实施螺母转角法。力矩法直接测定产生预紧力的拧紧力矩，误差小，可得到高精度的预紧力，紧固与检测一次完成，操作简便易撑握，得到普遍应用。根据螺纹联接状态及参数，可在产品使用说明书上查出推荐用的拧紧力矩指示值Ty，计算出压力Py。拧紧螺母使扳手上的压力表读数与Py相同即完成力矩法。对于一般的螺纹联接，机械设计手册所列参数仅为螺纹规格及其材料的屈服极限s值。对于重要的螺纹联接，手册中所列的参数包括：螺母与被联接件支撑面磨擦表面状态（磨擦系数）、螺纹联接件材料的屈服s值、螺纹的种类、规格等。按螺母转角控制预紧力是利用螺母转角与预紧力的线性关系。在手册中查出该螺纹联接参数并计算出该联接所需转角，同时查出推荐用拧紧力矩值Ty，一般当扳手扭矩读数的5%，时，开始计扳手上转角指针的刻度数，此时的刻度数为0，当指针相对转角数为所需的螺母转角时，完成预紧过程。上述两种预紧控制方法可以互相校核调整，一般采用以力矩法为优先的原则，即力矩法预紧，螺母转角法调整，当压力表读数达到所需Py，达到力矩Py，螺母转角读数为-时，则以所需拧紧力矩Ty为控制值；当压力读数未达Py时，Ty为Ty-时，螺母转角读数已过到所需的螺母转角，则修正所需拧紧力矩，以所需拧紧力矩Ty-（/2）为控制值。当螺纹联接所需的预紧力矩在说明书所标示的区域内时（该区域推荐力矩较小），可采用以螺母转角法优先的原则，力矩法调整。5、 BZ-200型液压扳手的应用实例中型水电机组的大轴螺栓，包括水轮机主轴与转轮的联接螺和水轮机主轴与发电机大轴的联接螺栓，其尺寸较大（M64-M120），联接的部件也很重要。原来靠人工用呆扳手采用大锤或游锤打紧。由于水轮机主轴与发电机大轴的联接螺栓常因位置空间有限，往往打紧一个螺栓要挥动大锤30-50次，劳动强高，效率低，而且预紧量难以测量和控制。例：某水电厂125000KW立式水轮发电机组联接螺栓，其总负载因两法兰面之间有径向键传递力矩而只需考虑工作时的轴向向载，最大轴向推力为850KN，转轮重量10T，水轮机主轴重量约7T，联接螺栓共8根，每根受力QE=127.5Kn.工作时,螺栓的总轴向负载Q=Qo+CoQe工作时,两法兰面之间的剩余预紧力Qt=Qo-(1-Ce)Qe式中Ce-外载系数,Ce=C1/(C1+Cf) C1-螺栓的刚度 Cf-被联接件的刚度若取预紧力Qo=2.5Qe,则联接螺栓可满足强度要求,BZ-200型液压扳手推荐用预紧力矩计算公式为:Ty=1.4koQod根据BZ-200型液压扳手的参数,可以导出压力P与扭矩Ty的对应关系.为了防止先后拧紧的螺栓因预紧力变化过大造成变形,采用分3次拧紧和反序拧紧的方法。即：第一次：拧紧力矩为50%Ty为准，依序对称拧紧各个螺栓；第二次：以90%Ty为准，反序对称拧紧各个螺栓；第三次：为100%Ty为准，再依序对拧紧各个螺栓。使用液压扳手既解决了工作空间狭窄带来不便的问题，又大大减轻了紧固时的劳动强度，工作效率在