高强度螺栓在起重设备上的使用.doc

关于高强度螺栓在塔机及施工升降机上的使用随着城市的发展，高层建筑俱增，塔式起重机的应用越来越广泛。然而，由于对高强度螺栓的不正确使用，使高强度螺栓疲劳断裂和连接失效成为起重机械较为隐蔽的事故形式，甚至在正常操作情况下发生倾覆事件，造成群死群伤的突发性事故。我们有必要对高强度螺栓进行深入的了解。1、高强螺栓的基本知识 1.1塔机上有大量的高强螺栓, 它们是用来连接结构件并传递载荷的。 1.2所有用于连接塔机各部件的高强螺栓对于塔机都是至关重要的，全部螺栓连接都应认真地安装、维护和检查。 1.3每隔固定一段时间检查高强螺栓以保证连接的牢固可靠。螺栓的松动可能导致损坏，甚至单个部件的连接失效。 1.4如果用户自己选择螺母，请确保螺母的强度级别与螺栓配套。 例如： 8.8 级螺栓 - 8级螺母 10.9 级螺栓 - 10级螺母 12.9 级螺栓- 12 级螺母 2、安装前螺栓及螺栓连接副的检查 2.1安装前所有螺栓连接组件都必须清洁干净和仔细检查。检查内容包含螺栓和螺母的螺 纹、螺栓头至螺杆的过渡部分等。 2.2严禁使用损坏的螺栓和螺母！不要使用螺杆锈蚀的螺栓和螺纹锈蚀的螺栓和螺母！ 3、高强螺栓组件的润滑 3.1每次安装前，所有螺栓组件必须使用二硫化钼进行润滑。螺栓预紧时良好的润滑能提 供均匀的摩擦力以及达到规定的预紧力。 3.2润滑螺栓和螺母的螺纹以及螺母的接触表面。如果预紧力矩施加 在螺栓头上，那么螺栓头的接触表面也需润滑。4、高强度螺栓使用中的一些误区4.1、高强度螺栓的防松采用弹簧垫圈。建设机械与设备 高强度紧固件技术条件JG/T5057.40-1995的规定，“当使用8.8级或9.8级螺栓时，一般不允许采用弹簧垫圈防松。使用其他性能等级的螺栓，绝不允许采用弹簧垫圈防松。建议采取下述防松方法：采用双螺母防松，二个螺母应相同”。 大六角高强度螺栓的连接副是由一个螺栓、一个螺母、二个垫圈组成，安装时，安装方向由下到上，螺栓头和螺母每侧配备一个垫圈，垫圈有倒角一侧必须朝向螺栓头或螺母。但是，许多安装单位却额外增加了一个弹簧垫圈。诸不知，高强度螺栓是靠施加很大的预紧力而产生作用并通过连接件间的摩擦力来传递外力的，如果加了弹簧垫圈，弹簧垫圈本身不能承受那么大的预紧力，会有被压碎的可能。如此不但起不到防松的作用，反而会使高强度螺栓因为没有足够的预紧力而松动、连接失效，造成事故4.2、高强度螺栓重复使用。建设机械与设备 高强度紧固件技术条件JG/T5057.40-1995规定：“高强度螺栓、螺母，使用后拆卸下再次使用，一般不得超过两次。且拆下的螺栓、螺母必须无任何损伤、变形、滑牙、缺牙、锈蚀、螺纹粗糙度变化较大等现象。否则应禁止再用于受力构件的连接。”高强度螺栓连接，是通过对螺栓本身施加很大的预紧力而使连接件间产生的摩擦力来传递外力的，这种情况下高强度螺栓受力较大。因此，高强度螺栓一般是不允许重复使用的，只有在螺栓、螺母无任何损伤、变形、滑牙、缺牙、锈蚀、螺纹粗糙度变化较大等现象的情况下才允许使用，但不得超过两次。然而塔式起重机在实际使用过程中却普遍存在设备从购置使用以来，其高强度螺栓一直被多次重复使用现象，使高强度螺栓失去了它应有的功效。安装、使用单位应加强对高强螺栓正确使用的认识，做到不重复使用高强度螺栓、不使用无厂家标记、无性能等级标记的高强度螺栓。4.3、未对基础节以上四节标节（含基础节）、回转上支座与过渡节的连接高强度螺栓进行拆卸检查。部分安装单位安全意识淡薄，在塔式起重机的拆卸时为省力没有对基础节与以上四节标节（含基础节）、回转上支座与过渡节之间的连接高强度螺栓进行拆卸检查，造成该处的高强度螺栓因为在大小、方向不断变化的弯矩作用下，承受复杂的交变应力作用，且在交变应力次数达一定量时，螺栓出现疲劳裂纹，最后导致高强度螺栓断裂造成事故。4.4、在安装高强度螺栓时，使用普通扳手进行安装。我们知道塔式起重机的塔身在使用过程中要承受各种各样的应力和载荷。首先，起重机上部的机构与结构的自重，以及起重载荷引起的垂直力构成对塔身的压力载荷；第二，空载的自重力矩和工作时的起重力矩一般不能平衡，以及受到风力的影响，构成对塔身施加的弯矩载荷；第三，塔机回转起制动的水平惯性力， 对塔身施加的扭转载荷；第四，风力以及水平变幅小车起制动的惯性力构成对塔身施加的水平剪切载荷。所以高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加规定预紧力(一般在该螺栓材料的屈服强度的0.6-0.7倍),使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力。但安装单位在安装过程中基本使用普通扳手进行安装，很少采用专用的力矩扳手，从而造成预紧力不够及各连接螺栓的预紧力不一致现象。我公司常用塔机标准节连接螺栓的预紧力矩为：M24*230(中联、江汉电梯型号标准节螺栓)预紧力矩为300N*M，M30(中联5010、5610、5613、6010、6012型号标准节螺栓)预紧力矩为1400N*M，M36(中联6013、6513、6015、6517型号标准节螺栓)预紧力矩为2400N*M，4.5、采用无性能等级标记的不合格螺栓。JG/T5057.40-1995建筑机械与设备 高强度紧固件技术要求规定：高强度螺栓头部的顶面或侧面,应打上性能等级及制造厂标记。并应有质保书与合格证，质保书内容包括：规格、数量；性能等级；材料、炉号、化学成分；机械性能测试数据；检验日期。目前不少租赁企业为了节约成本，在塔机上使用没有性能等级及制造厂标记的高强度连接螺栓。这些不合格螺栓的使用给塔式起重机的安全造成严重隐患。高强度螺栓的性能等级a.各类高强度螺栓的性能等级为8.8、9.8、10.9、12.9级b.各类高强度螺母的性能等级为8、9、10、12c.各类高强度垫圈的性能等级为300HV。维氏硬度4.6、安装设备螺栓紧固件松动后未及时紧固，螺纹紧固件松动后，产生巨大的动能，这种巨大的动能直接作用于紧固件及设备，致使紧固件损坏，紧固件损坏后，设备无法在正常的状态下工作，进一步导致设备损坏。 受轴向力作用的紧固件，螺纹被破坏，螺栓被拉断。 受径向力作用的紧固件，螺栓被剪断，螺栓孔被打成橢圆。安装单位要加强日常检查，第一次安装后使用100h之后普遍检查拧紧，以后每使用500h拧紧一次。附：高强螺栓的预紧 (1) 高强螺栓连接组件包含以下的部件：螺栓、螺母、垫圈或者隔离垫等通过高强度材料制造的零件。 (2) 高强螺栓预紧力如下表所示螺栓等级螺栓的公称直径/螺栓的预拉力Fp/KNM16M18M20M22M24M27M30M33M36M398.8708611013515820525031036643710.99912015519022329035443751561512.9119145185229267347424525618738 (3) 高强螺栓预紧力矩的计算 为使高强度螺栓达到规定的预紧力，应施加一定的拧紧螺栓螺母的扭矩，其值可以按 下式计算: M=K*D*Fp 式中： M拧紧力矩 Nm, D螺栓的公称直径 mm, Fp高强螺栓的预拉力 (kN), K螺栓组连接的扭矩系数，视螺纹间的摩擦和螺母与垫圈间的摩擦情况而异： 当螺栓,螺母和垫圈经皂化、磷化处理时，K=0.11-0.15. 当螺栓,螺母和垫圈未做处理时，K=0.15-0.20.(4) 高强螺栓必须使用合适的力矩扳手进行安装，并达到规定的预紧力矩。 (5) 高强螺栓的工作寿命很大程度上取决于安装时是否施加了规定的力矩。太高或太低的预紧力矩均可能导致连接的过早