Болтовое соединение является широко используемым методом соединения в гидроэлектростанциях. Удобно разбирать и закреплять соединение. Он в основном используется в сложных деталях и важных соединениях. Использование характеристик окружающей среды и силы указывает на то, что болты часто являются слабым звеном в этом типе соединения.

Для повышения жесткости, герметичности, устойчивости к ослаблению и усталостной долговечности соединения в большинстве болтовых соединений во время сборки к болтам должно прилагаться стабильное и надежное усилие предварительной затяжки.

Приложенное усилие предварительной затяжки должно не только обеспечивать требования к качеству болтового соединения, но и соответствовать требованиям прочности болтов. Чрезмерное усилие предварительной затяжки легко приведет к тому, что усилие предварительной затяжки превысит предел текучести болта, что приведет к нарушению соединения. Если усилие предварительной затяжки слишком мало, остаточное усилие предварительной затяжки может не соответствовать требованиям, и болты могут ослабнуть или даже разрушиться под действием рабочей нагрузки.

Поэтому TorcStark представит три широко используемых метода предварительной затяжки для установки болтов большого диаметра гидравлических турбин и сравнит методы работы, а также преимущества и недостатки различных методов предварительной затяжки.

1. Предварительная загрузка гидравлический натяжитель

Метод предварительной затяжки болтов с помощью гидравлических натяжителей широко используется при установке гидравлических турбин и, как правило, в основном используется в следующих двух типах ситуаций:

(1) Шпильки большего диаметра выше M42 требуют более высокого уровня предварительной затяжки, а рабочее пространство ограничено. Например, соединительные болты между различными заготовками, подверженными знакопеременным нагрузкам (соединительные болты корпуса подшипника и верхней крышки).

(2) Для важных болтов, требующих более точных значений удлинения, таких как соединительные болты водяного генератора (соединительные болты гидравлического вала и генератора).

Используйте гидравлический натяжитель для предварительной затяжки, натяните болт, чтобы он упруго деформировался, а затем слегка затяните гайку. После снятия натяжения в соединении может возникнуть определенное усилие предварительной затяжки из-за усадки болта.

На гидравлический натяжитель не действует трение при приложении предварительного натяга к болту, поэтому этот метод применим к болтам любого размера. Кроме того, предварительная нагрузка может быть приложена к группе болтов одновременно, а фланец и прокладка могут быть равномерно прижаты, так что наклон или деформация не могут повлиять на точность контроля предварительной нагрузки.

Этот метод предварительной затяжки прост в эксплуатации и может повысить точность контроля силы предварительной затяжки. Погрешность силы предварительного натяжения в основном проявляется в методе контроля силы предварительного натяжения или значения удлинения.

2. Предварительная нагрузка электронагревом

Применение электрического нагрева (или метода перепада температур) предварительного натяга при установке турбин в основном относится к важным конструкциям болтовых соединений большого диаметра, таким как стяжные болты (стяжные болты рабочего колеса и главного вала).

Принцип электрического нагрева подобен гидравлическому натяжителю. Разница в том, что в методе электрического нагрева используется мощный нагревательный стержень, который быстро нагревает центр винта, чтобы он удлинился, а затем слегка затягивает гайку. После снятия натяжения может создаваться определенное усилие предварительной затяжки за счет охлаждения и сжатия болта.

Поскольку метод предварительного натяжения с электрическим нагревом аналогичен методу предварительного натяжения с гидравлическим натяжителем, преимущества и недостатки этих двух методов в основном одинаковы. Основное отличие и погрешность заключаются в методе контроля величины удлинения.

3. Предварительная загрузка гидравлический динамометрический ключ

Метод предварительной затяжки гидравлическим динамометрическим ключом прост в эксплуатации и имеет широкое применение и чаще всего используется при установке гидравлических турбин.

В основном используется для верхней крышки, нижнего кольца и т. Д. Комбинированные болты с разъемной поверхностью (комбинированные болты с разъемной поверхностью), винты с рабочими лопастями (винты с лопастями), болты для соединения поршневого вала бегунка (болты для соединения поршневого вала) и т. д., которые больше чем шпильки или винты диаметром M42.

Поскольку на усилие предварительной затяжки большое влияние оказывает трение между гайкой и болтом и парой трения между гайкой и фланцем, необходимо свести к минимуму влияние коэффициента трения в процессе предварительной затяжки.

Например, нанесите резьбовую смазку на резьбу болта и добавьте стальную прокладку достаточной твердости между поверхностью фланца и гайкой.

В то же время в процессе предварительной затяжки болта крутящий момент больше, и трение между резьбами, которое необходимо преодолеть, также больше. Если болты не очищены или установлены неправильно, можно легко повредить болты.

Следовательно, при проектировании конструкции следует учитывать, что если можно использовать шпильки, следует по возможности избегать использования винтов. Преимущество этого в том, что при повреждении болта его можно вынуть, только разрушив гайку.

Например, болты для лопастей бегунка могут использовать только винтовые конструкции. Если болты повреждены, их можно вынуть только после того, как болты будут повреждены, что чрезвычайно сложно.

Момент предварительной затяжки имеет линейную зависимость от силы предварительной затяжки болта, и значение усилия предварительной затяжки может быть рассчитано экспериментальными или теоретическими методами после контроля величины момента предварительной затяжки.

Преимущество этого метода заключается в том, что нет необходимости подтверждать нулевое положение, а процесс предварительной затяжки можно точно контролировать в соответствии со значением давления масляного насоса динамометрического ключа.

Однако из-за влияния коэффициента трения и отклонения геометрических параметров при определенном крутящем моменте предварительного натяга дискретность значения предварительного натяга относительно велика, а точность предварительного натяга не так хороша, как в двух вышеупомянутых методах.

Однако метод контроля силы предварительной затяжки является наиболее интуитивным. Необходимо только преобразовать крутящий момент предварительной затяжки в соответствующее значение давления масляного насоса гидравлического динамометрического ключа.

В конце

Благодаря анализу и сравнению трех распространенных методов предварительной затяжки болтов большого диаметра при установке водяных турбин каждый метод предварительной затяжки имеет свои преимущества и недостатки.

Поэтому в практических инженерных приложениях невозможно выбрать только один тип или полностью исключить неблагоприятное влияние различных способов предварительного нагружения.

Поэтому для предварительной затяжки конструкций болтовых соединений с различной конструкцией и различными механическими характеристиками выбираются различные методы испытаний. Чтобы найти наиболее разумный метод предварительной затяжки, чтобы избежать неблагоприятного воздействия на стабильность или усталостную долговечность соединительной конструкции из-за слишком большого или слишком малого усилия предварительной затяжки.