La connexion boulonnée est une méthode de connexion largement utilisée dans les groupes électrogènes hydroélectriques. Il est pratique de démonter et de fixer la connexion. Il est principalement utilisé dans les pièces à contraintes complexes et les connexions importantes. Son utilisation des caractéristiques d'environnement et de force indique que les boulons sont souvent le maillon faible de ce type de connexion.

Pour améliorer la rigidité, l'étanchéité, la capacité anti-desserrage et la résistance à la fatigue de l'assemblage, la plupart des assemblages boulonnés doivent appliquer une force de pré-serrage stable et fiable aux boulons lors de l'assemblage.

La force de pré-serrage appliquée doit non seulement garantir les exigences de qualité de l'assemblage vissé mais également répondre aux exigences de résistance des boulons. La force de pré-serrage excessive fera facilement que la force de pré-serrage dépasse la limite d'élasticité du boulon, en cas d'échec de la connexion. Si la force de pré-serrage est trop faible, la force de pré-serrage résiduelle peut ne pas répondre aux exigences et les boulons peuvent se desserrer ou même se rompre par fatigue après avoir été soumis à la charge de travail.

Par conséquent, TorcStark présentera trois méthodes de pré-serrage couramment utilisées pour l'installation de boulons de grand diamètre de turbines hydrauliques, et comparera les méthodes de fonctionnement et les avantages et inconvénients des différentes méthodes de pré-serrage.

1. Précharge par le tendeur hydraulique

La méthode de pré-serrage des boulons avec des tendeurs hydrauliques est largement utilisée dans l'installation des turbines hydrauliques, et est généralement principalement utilisée dans les deux types de situations suivantes :

(1) Les goujons de plus grand diamètre au-dessus de M42 nécessitent un niveau de force de pré-serrage plus élevé et l'espace de fonctionnement est limité. Tels que les boulons de connexion entre différentes pièces soumises à des charges alternées (boulons de connexion du corps de roulement et du couvercle supérieur).

(2) Pour les boulons importants qui nécessitent des valeurs d'allongement plus précises, tels que les boulons d'accouplement du générateur d'eau (arbre hydraulique et boulons d'accouplement du générateur).

Utilisez un tendeur hydraulique pour pré-serrer, appliquez une tension sur le boulon pour le déformer élastiquement, puis serrez légèrement l'écrou. Une fois la tension supprimée, une certaine force de pré-serrage peut être générée dans la connexion en raison du retrait du boulon.

Le tendeur hydraulique n'est pas affecté par le frottement lors de l'application de la précharge au boulon, cette méthode est donc applicable aux boulons de toutes tailles. De plus, la précharge peut être appliquée à un groupe de boulons en même temps, et la bride et le joint peuvent être pressés uniformément de sorte que le contrôle précis de la précharge ne puisse pas être affecté par l'inclinaison ou le gauchissement.

Ce type de méthode de pré-serrage est facile à utiliser et peut améliorer la précision du contrôle de la force de pré-serrage. L'erreur de force de pré-serrage apparaît principalement dans la méthode de surveillance de la force de pré-serrage ou de la valeur d'allongement.

2. Précharge par chauffage électrique

L'application de la précharge par chauffage électrique (ou méthode de la différence de température) dans l'installation des turbines concerne principalement les importantes structures de connexion de boulons de grand diamètre telles que les boulons d'accouplement (goujons d'accouplement de la roue et de l'arbre principal).

Le principe du chauffage électrique est similaire à celui d'un tendeur hydraulique. La différence est que la méthode de chauffage électrique utilise une tige chauffante haute puissance pour chauffer rapidement le centre de la vis pour l'allonger, puis serrer légèrement l'écrou. Une fois la tension supprimée, une certaine force de pré-serrage peut être générée en raison du refroidissement et de la contraction du boulon.

Étant donné que la méthode de pré-tension du chauffage électrique est similaire à la méthode de pré-tension du tendeur hydraulique, les avantages et les inconvénients des deux sont fondamentalement les mêmes. La principale différence et erreur réside dans la méthode de surveillance de la valeur d'allongement.

3. Précharger par clé dynamométrique hydraulique

La méthode de pré-serrage de la clé dynamométrique hydraulique est facile à utiliser et a une large applicabilité, et est le plus couramment utilisée dans l'installation de turbines hydrauliques.

Principalement utilisé pour le couvercle supérieur, l'anneau inférieur, etc. boulons combinés à face fendue (boulons combinés à face fendue), vis à lame de guidage (vis à lame), boulons de joint d'arbre de piston de guidage (boulons de joint d'arbre de piston), etc., qui sont plus grands que les goujons ou vis de diamètre M42.

Étant donné que la force de pré-serrage est fortement affectée par le frottement entre l'écrou et le boulon et le couple de frottement entre l'écrou et la bride, il est nécessaire de minimiser l'influence du coefficient de frottement pendant le processus de pré-serrage.

Par exemple, appliquez de la graisse filetée sur le filetage du boulon et ajoutez un joint en acier d'une dureté suffisante entre la surface de la bride et l'écrou.

Dans le même temps, lors du processus de pré-serrage des boulons, le couple est plus important et le frottement entre les filetages à surmonter est également plus important. Si les boulons ne sont pas nettoyés ou si les boulons ne sont pas placés correctement, il est facile d'endommager les boulons.

Par conséquent, dans la conception structurelle, il convient de considérer que lorsque des goujons peuvent être utilisés, les vis doivent être évitées autant que possible. L'avantage est que lorsque le boulon est endommagé, le boulon ne peut être retiré qu'en détruisant l'écrou.

Par exemple, les boulons de lame de guidage ne peuvent utiliser que des structures à vis. Une fois que les boulons sont endommagés, ils ne peuvent être retirés qu'après que les boulons sont endommagés, ce qui est extrêmement difficile.

Le couple de pré-serrage a une relation linéaire avec la force de pré-serrage du boulon, et la valeur de la force de pré-serrage peut être calculée par des méthodes expérimentales ou théoriques après avoir contrôlé la taille du couple de pré-serrage.

L'avantage de cette méthode est qu'il n'est pas nécessaire de confirmer la position zéro et que le processus de pré-serrage peut être contrôlé avec précision en fonction de la valeur de pression de la pompe à huile de la clé dynamométrique.

Cependant, en raison de l'influence du coefficient de frottement et de l'écart des paramètres géométriques, sous un certain couple de précharge, la discrétion de la valeur de précharge est relativement grande et la précision de la précharge n'est pas aussi bonne que les deux méthodes ci-dessus.

Cependant, la méthode de contrôle de l'effort de pré-serrage est la plus intuitive. Il suffit de convertir le couple de préserrage en valeur de pression de pompe à huile correspondante de la clé dynamométrique hydraulique.

À la fin

Grâce à l'analyse et à la comparaison de trois méthodes de pré-serrage courantes de boulons de grand diamètre dans l'installation de turbines hydrauliques, chaque méthode de pré-serrage a ses propres avantages et inconvénients.

Par conséquent, dans les applications d'ingénierie pratiques, il est impossible de sélectionner un seul type ou d'éliminer complètement les effets néfastes des diverses méthodes de préchargement.

Par conséquent, une variété de méthodes d'essai sont sélectionnées pour les méthodes de chargement de pré-serrage des structures d'assemblage boulonnées avec différentes structures et différentes caractéristiques mécaniques. Afin de trouver la méthode de pré-serrage la plus raisonnable pour éviter des effets néfastes sur la stabilité ou la durée de vie de la structure de connexion en raison d'une force de pré-serrage trop grande ou trop petite.