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本文對(duì)于工業(yè)大風(fēng)扇螺栓連接鎖緊力達(dá)不到要求的原因及其造成的危害進(jìn)行了理論分析,并給出了預(yù)防的辦法措施。
工業(yè)大風(fēng)扇各部件之間的聯(lián)接,包括風(fēng)扇連接桿與萬向節(jié)的聯(lián)接、電機(jī)與底盤的聯(lián)接、底盤內(nèi)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(fēng)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(huì)自行松脫。但當(dāng)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),聯(lián)接受到受到振動(dòng)沖擊和隨機(jī)載荷作用,螺紋斜面間的摩擦阻力就可能瞬時(shí)消失或減小。這種現(xiàn)象的重復(fù)出現(xiàn),會(huì)使聯(lián)接逐漸松脫。造成螺母松動(dòng)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(duì)鎖緊力不足的原因等進(jìn)行探討。
工業(yè)大風(fēng)扇螺栓鎖緊力達(dá)不到要求,主要由以下原因造成:
(1)人工扳動(dòng)扳手的力量有限。按照螺栓設(shè)計(jì)理論,螺栓的鎖緊力應(yīng)達(dá)到或接近工業(yè)大風(fēng)扇手冊(cè)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(fēng)扇重要部位聯(lián)接螺栓的性能等級(jí)為10.9級(jí),查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》,1條M30的螺栓,保證載荷為466kN,擰緊時(shí)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?jǐn)Q螺栓,用壓力傳感器實(shí)測,鎖緊力一般只達(dá)到100kN左右。因此,憑人力擰緊螺栓很難達(dá)到規(guī)定要求的鎖緊力。
(2)有些工業(yè)大風(fēng)扇廠家的說明書及技術(shù)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(yàn),對(duì)直徑較大的螺栓“擰不動(dòng)”就算擰緊了,若未達(dá)到鎖緊要求,設(shè)備經(jīng)過頻繁振動(dòng)、沖擊,聯(lián)結(jié)螺栓極易產(chǎn)生松動(dòng)。
(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(jié)果就是大直徑螺栓達(dá)不到鎖緊要求,小直徑螺栓有時(shí)被拉斷。
工業(yè)大風(fēng)扇螺栓鎖定力不足會(huì)造成以下危害:
(1)易使螺栓疲勞損壞。如果鎖緊力達(dá)不到要求,螺栓的彈性伸長量較小,在振動(dòng)工況下,螺母容易松動(dòng),螺栓的疲勞強(qiáng)度就會(huì)降低。再則,鎖緊力不足,螺栓疲勞強(qiáng)度也會(huì)明顯降低,極易發(fā)生疲勞損壞。
(2)會(huì)使工業(yè)大風(fēng)扇有關(guān)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(shí)要求齒面接觸良好,制造時(shí)有一定的精度要求。如果這些部位螺栓松動(dòng),則會(huì)破壞了齒輪和花鍵的接觸精度,出現(xiàn)齒部偏載、應(yīng)力集中,就會(huì)導(dǎo)致齒輪、花鍵過早失效,甚至發(fā)生斷齒事故造成停機(jī)。
(3)如果電機(jī)密封部位螺栓松動(dòng),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(shè)備在潤滑不良的狀態(tài)下工作,縮短了設(shè)備的使用壽命。
因此為保證達(dá)到鎖緊要求,提高鎖緊力,目前工業(yè)大風(fēng)扇生產(chǎn)安裝時(shí)采取如下措施:
A.在滿足強(qiáng)度要求的前提下,盡量采用直徑小、長度大的高強(qiáng)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(duì)于一些重要螺栓,應(yīng)在工作圖或說明書上注明扭矩。目前國外的許多風(fēng)扇,使用的就是細(xì)而長的高強(qiáng)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(shí)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(chǔ)上進(jìn)一步提高。