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螺栓紧固技术的革命--超级螺栓

2019-12-10  机械公社   |  转藏
   

简介


 紧螺栓(又叫超级螺母),如图1,另一种是螺栓 自身带一圈预紧螺栓的形式,两者一般都有硬垫 随着现代工业的迅速发展,大型及超大型机械 圈。

这种螺栓要求达到 600kN的最终预紧力。设备广泛应用于石化、电站、矿山、农业生产及交通 运输等行业,在冶金行业大型螺栓的使用也极为普 遍。但一些问题也随之而来,即传统的紧固件和紧 固方法 已不能满足这些大型设备联接的需要。此时 一 种构思巧妙、使用安全方便、性能可靠 的紧固 件——超级螺栓运用而生,它的出现可称之为螺栓 紧固技术的革命。超级螺栓的应用,不仅有利于提 高设备的完好率,延长使用寿命,而且便于维修。 超级螺栓的构成及使用方法 超级螺栓又称多级顶推螺栓 ,它是 由一个 中心 图1 螺母上带一圈预紧螺栓 螺栓和一个周围带有一圈卫星小螺栓的螺母及一个 高强垫片组成。


拧紧一个超级螺栓可产生10,000短吨的预紧力,可承受的应力水泵为25万磅/平方英寸。通过使用顶推预紧螺栓(超级螺栓)技术,解决了在螺栓安装、拆卸和*预紧的众多难题。使用多级顶推预紧螺栓,安装时只需普通扭矩扳手即可完成,不需要大锤敲击、加热、液压拉伸、液压扳手等传统的螺栓紧固方法,真正做到省时、省力、省钱。

普通螺栓的缺点:强度等级多,现场不宜识别,造成错用;高强度螺栓所需扭矩高,一般增力扳手不易实现;由于空间、增力扳手的限制,使紧固力矩不均匀,造成螺栓的受力不均而断裂;螺栓寿命短,如松动后紧固不及时,易加剧连接件的损坏,造成机械事故甚至人身伤亡;维修人员的劳动强度大,劳动效率低;增力扳手价格昂贵,成本高,已损坏。

超级螺栓 的优点:超级螺栓安装简便,使用手动工具可比普通螺栓减少60%以上的安装时间,拆卸时不用象普通螺栓那样有时需要气割烧断、电动劈开。由于拆卸安装方便,使用超级螺栓大大地缩短了停机时间,同时超级螺栓还适用于狭小空间及恶劣环境,并可提高安全性能和工作效率。可以反复使用、保障安全、避免工伤事故。

随着科技的发展与进步,传统的紧固件和紧固方法也应得到更新。多级顶推超级螺栓不仅安装拆卸方便,经济耐用,而且操作简单、使用安全。一旦安置到位,螺栓或者螺柱的实际的张紧通过简单的手动工具来拧紧环绕主螺纹一圈的顶推螺钉来实现。顶推螺钉均匀地传递预紧力到主螺纹上,从而,也传递到连接件上。主螺纹被纯张力锁紧。

利用螺纹连接件自身的弹性特性,对采用螺纹连接的部件施加预紧力(夹紧力、初始预紧力)而不至松脱,是人们长久以来的主要甚至唯一目的。

        为保证螺纹连接构件的可靠性,实现其设计功能,预紧力应由实际使用条件和强度计算决定,在安装使用中,必须保证部件达到目标预紧力,因此,选取适当的拧紧方法并精确的控制紧固扭矩是非常有必要的。

        在弹性区内,超级螺母的预紧力F与紧固扭矩T的关系 

F=n*T/(K*D)

        n——顶紧螺钉的数量

        K——扭矩系数

        D——螺纹公称直径

        K为各种影响要素的综合常量,包括:摩擦系数(螺纹摩擦系数,支撑面摩擦系数),牙型半角,螺距等因素,对同一尺寸,同一热处理状态,同一表面处理方式的螺纹件,扭矩系数可近似看作一常量。

        从上面的关系式中,可以看出:对一给定的扭矩值,顶紧螺钉的数量越多,直径越小,施加的预紧力越大;螺距,摩擦系数越小,相同扭矩产生的预紧力越大,能量的利用率也越高。

        对于多颗顶紧螺钉的拧紧,采用摩擦系数小而稳定的润滑油,对减小预紧力的离散性是非常有必要的。但过小的螺距,会由于强度不够而导致脱扣,过小的摩擦系数,会增加螺钉自动松脱的风险,而采用数量相对较多的顶紧螺钉,会显著降低紧固速度及成本效益,尽可能的采用一个最合理的配置也是我们的追求目标。

 1.超级螺母安装简便,配合气动/电动扭矩扳手,能大大节省操作时间,拆卸与安装同样方便。

 2.可用于操作空间狭小的大型螺栓连接及工作环境恶劣的场合。如:振动较大的设备及构件连接。

 3.超级螺母采用合金材料构成,具有超高强度,耐磨性好,在高温、高压及野外作业时,其优势更加明显,可以无需额外动力源,也不会出现液压类紧固工具的密封圈高温软化、老化等问题。

4.超级螺母对于大型连接和振动较大的情况较为经济,而小型连接和一般紧固场合不宜使用。

 5.超级螺母具备悬置螺母的优点,其疲劳强度较普通螺母大大提高,不出现普通螺栓松动及脱扣现象。

 6.超级螺母栓既经济又安全,可多次拆卸,重复使用,寿命长。

随着现代工业的发展,大型机械设备广泛应用于电力、矿山、石油、冶金、石化、交通运输等行业,传统落后的紧固件及紧固方法已无法充分满足其要求。

现在,紧固大型连接件出现了一种省时省力、操作简单的崭新产品-----多级顶推超级螺栓。它的出现和应用不但解决了这一难题,而且克服了传统螺栓的全部缺点。因此,超级螺栓的出现到来的不仅是一项高新科技专利,同时是一场螺栓紧固技术的革命。

超级螺栓由一个中心螺栓和一个周围带有一圈同心多级小螺栓的螺母组成。使用时,用手将螺母拧入已有或新换的螺栓上。到位后,只需按顺序将一圈多级小螺栓拧紧,紧固工作便已完成。

螺母拧入螺栓时,多级小螺栓与加硬垫片形成反力,使螺母受力张离螺栓表面。小螺栓具有300,000PSI的强度,加硬垫片具有传递预紧力和保护被紧固件的作用。紧固小螺栓时,中心螺栓的拉力逐渐增加。随着小螺栓的拧紧,来自小螺栓的预紧力对中心螺栓产生均等的反作用紧固力,从而起到均衡高强度紧固作用。由于超级螺栓紧固方式独特,即使在强震、高温及高压情况下仍可保持拉紧状态,不会出现引起普通螺栓松动及脱扣或溢扣的现象。


选用优质合金材料加工制造的超级螺栓不仅克服了普通螺栓的

全部缺点,同时可以直接代替原有螺栓并给大螺栓一个较高的扭转载荷。它的独特性在于拧紧大型螺栓可以只用简单的手动工具,普通的扭矩扳手便可比超级螺栓产生2,000万磅的紧固力。使用手动工具

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