1.紧固机壳中分面螺栓预紧力的重要性

　　透平风机作为压力容器,其上下机壳必须用中分面螺栓有效、可靠地紧固,确保机壳刚性和密封性.中分面螺栓的剩余预紧力(F1)是保持工作状态机壳紧密性的有效压力,显然,对于已确定工作压力(F 2)的透平风机,为保证其有效的剩余预紧力,必须施加充分的预紧(F0),即:F 0=F1+F 2

　　2.力矩法紧固中分面螺栓的分析

　　力矩法紧固是靠力矩扳手对螺母施加一个阻力矩(见图1),克服螺纹付中的阻力矩M1和螺母支承端面上摩擦阻力矩M2,使中分面螺栓产生预紧力F 0.

　　M=M1+M2=F 0 f 1tan(λ+ρ)d 2/2+F 0 f 2 dz/2=kF0 d

　　式中:d螺纹公称直径;

　　F0预紧力;

　　k拧紧力

　　系数〔k=f 1tan(λ+ρ)d 2/(2d)+f 2 d z/(2d)〕;

　　d2螺纹中径;

　　ρ螺纹摩擦角(ρ=arc tan f 1);

　　dz螺母端面中径;

　　f1螺纹当量摩系数;

　　f2螺母端面摩系数;λ螺纹升角.

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　　2.1.预想预紧力与实际预紧力难以一致

　　由于螺纹当量摩擦系数f 1以及螺母端面摩系数f 2是无法确定的量,它们与加工精度、润滑、受力情况等条件相关.显然,k是变量,难以确定.假定预想k1=0.1,而实际k2=0.14,那么M=k1F01d=k2F02d.F01/F02=1.4表明,虽然力矩搬手施加量是按照预想紧固力计算出来的确切的力矩M,但是预想与实际不一致.一旦实际紧固力偏小,将会降低机壳中分面的密封效果.但如果实际紧固力比预想偏大,虽然对中分面密封有利,但势必造成螺栓强度超限,这是不安全的.

　　2.2.摩擦付表面拉伤的危险性

　　力矩法施加力矩M的过程是处于预紧力F0与阻力矩M1和M2共存的状态下.螺纹付和端面付间相互运动过程中,预紧力F0与阻力矩M1和M2愈来愈大.又因为透平风机的工作压力很高,工作载荷大,需要预紧力大,因而将加剧摩擦表面拉伤的危险性.

　　3.液压拉伸法分析

　　3.1.液压拉伸法的装置结构

　　液压拉伸法的装置结构见图2.与之配套的有通用手压泵、管路等.

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　　3.2.使用方法

　　将已拧入中分面螺母(6)的机壳中分面螺栓(5)的外露部分拧入加长螺栓(1),接着在加长螺栓(1)外侧装入支承套(4),使其端面与机壳相贴,然后在支承套(4)的顶部安装与手压泵相连的高压油缸(3),最后将圆螺母(2)拧入加长螺栓(1)并紧固.启动手压泵,泵入高压油缸(3)中的油液使油缸中活塞上移顶起圆螺母,这意味着使加长螺栓(1)受拉,也意味着中分面螺栓(5)被拉伸.随手压泵压力的升高,泵入油缸(3)的油愈来愈多,则油缸活塞上移推动圆螺母上移使中分面螺栓被拉长.自然,中分面螺母(6)与机壳端面间隙也愈来愈大.用圆杆(7)穿过支承套(4)已有的槽口,紧固中分面螺母(6),使之随时与机壳紧贴,当手压泵达到预定的压力值,手压泵卸荷,油缸(3)的活塞归位,中分面螺母(6)紧固中分面螺栓(5)完成.

　　3.3.液压拉伸法中分面螺栓预紧力F0

　　F0=PA F=F0

　　式中:F油缸活塞的压力;

　　P:油泵的油压(同油缸油压);

　　A:油缸活塞的面积.

　　由此看出,F0可以通过控制油缸油压P精确得到.

　　3.4无摩擦副表面拉伤

　　螺母拧紧是在螺栓拉伸的前提下进行的,此时螺母不承受紧固力,也不承受螺纹摩擦阻力矩、螺母端面摩擦阻力矩,是自由状态的旋合到位,自然无摩擦付表面拉伤.