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本文對于工業(yè)大風扇螺栓連接鎖緊力達不到要求的原因及其造成的危害進行了理論分析,并給出了預防的辦法措施。
工業(yè)大風扇各部件之間的聯(lián)接,包括風扇連接桿與萬向節(jié)的聯(lián)接、電機與底盤的聯(lián)接、底盤內部聯(lián)接、扇葉與底盤聯(lián)接,大多采用螺栓聯(lián)接。工業(yè)大風扇靜載條件下,一般能滿足自鎖條件,所以螺紋聯(lián)接一般不會自行松脫。但當風扇運轉時,聯(lián)接受到受到振動沖擊和隨機載荷作用,螺紋斜面間的摩擦阻力就可能瞬時消失或減小。這種現(xiàn)象的重復出現(xiàn),會使聯(lián)接逐漸松脫。造成螺母松動的原因,一是防松方法不可靠,防松件失效;二是鎖緊力不足,本文僅對鎖緊力不足的原因等進行探討。
工業(yè)大風扇螺栓鎖緊力達不到要求,主要由以下原因造成:
(1)人工扳動扳手的力量有限。按照螺栓設計理論,螺栓的鎖緊力應達到或接近工業(yè)大風扇手冊規(guī)定的保證載荷(即螺栓受載后不發(fā)生永久變形的最大載荷)。工業(yè)大風扇重要部位聯(lián)接螺栓的性能等級為10.9級,查《機械設計手冊》,1條M30的螺栓,保證載荷為466kN,擰緊時考慮安全系數(shù),一般可取保證載荷的0.75倍,鎖緊力約為350 kN。研究資料表明,雙人使用24寸大扳手擰螺栓,用壓力傳感器實測,鎖緊力一般只達到100kN左右。因此,憑人力擰緊螺栓很難達到規(guī)定要求的鎖緊力。
(2)有些工業(yè)大風扇廠家的說明書及技術資料,無重要部位螺栓鎖緊力的要求和說明,現(xiàn)場人員只能憑經(jīng)驗,對直徑較大的螺栓“擰不動”就算擰緊了,若未達到鎖緊要求,設備經(jīng)過頻繁振動、沖擊,聯(lián)結螺栓極易產(chǎn)生松動。
(3)缺乏必要的工具?,F(xiàn)場沒有測力矩扳手和定力矩扳手,很難控制擰緊力矩,其結果就是大直徑螺栓達不到鎖緊要求,小直徑螺栓有時被拉斷。
工業(yè)大風扇螺栓鎖定力不足會造成以下危害:
(1)易使螺栓疲勞損壞。如果鎖緊力達不到要求,螺栓的彈性伸長量較小,在振動工況下,螺母容易松動,螺栓的疲勞強度就會降低。再則,鎖緊力不足,螺栓疲勞強度也會明顯降低,極易發(fā)生疲勞損壞。
(2)會使工業(yè)大風扇有關部位的齒輪和花鍵的嚙合狀況變壞。齒輪、花鍵在傳遞扭矩時要求齒面接觸良好,制造時有一定的精度要求。如果這些部位螺栓松動,則會破壞了齒輪和花鍵的接觸精度,出現(xiàn)齒部偏載、應力集中,就會導致齒輪、花鍵過早失效,甚至發(fā)生斷齒事故造成停機。
(3)如果電機密封部位螺栓松動,密封與殼體接觸面出現(xiàn)間隙,因而破壞密封性能,出現(xiàn)漏油,使設備在潤滑不良的狀態(tài)下工作,縮短了設備的使用壽命。
因此為保證達到鎖緊要求,提高鎖緊力,目前工業(yè)大風扇生產(chǎn)安裝時采取如下措施:
A.在滿足強度要求的前提下,盡量采用直徑小、長度大的高強度螺栓,例如雙頭螺栓的中部直徑,可取螺紋的底徑。螺栓越長,彈性伸長量越大,越易鎖緊,防松效果也就越好。對于一些重要螺栓,應在工作圖或說明書上注明扭矩。目前國外的許多風扇,使用的就是細而長的高強度螺栓。
B.重要部位螺栓的擰緊,必須采用測力矩或定力矩(超過一定的力后就打滑)扳手。如果擰緊力矩不夠,擰緊時可將原扳手的把子加長,例如套1段合適的無縫鋼管等,增加力臂長度,從而可將鎖緊力在原基礎上進一步提高。