CN115076205A - 一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于风力发电机组技术领域,特别涉及一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法。其技术方案为:一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,包括以下步骤:将防松双螺母旋进螺杆,保持上螺母处于未锁定状态;安装液压拉伸器,确保液压拉伸器的支撑桥接触到法兰面;转动液压拉伸器上的小齿轮驱动,使螺母旋转套与防松双螺母的下螺母配合好;将油泵的油管与液压拉伸器连接,启动油泵电机,升压至所需油泵表压值;再次拨动液压拉伸器上的小齿轮驱动,施加扭矩预紧下螺母;顺时针旋转防松双螺母的上螺母,以锁死下螺母。本发明提供了一种能对应用于风力发电机组油浸环境的防松双螺母进行可靠预紧、减小预紧力偏差的方法。
Description
技术领域
本发明属于风力发电机组技术领域,特别涉及一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法。
背景技术
风力发电机组主轴轴承压环螺栓工作环境恶劣,其经常会浸泡在轴承溢出的润滑油中,难以进行维护。因此,需要对螺栓进行可靠预紧,以保证浸泡在润滑油中的螺栓满足机组运行20年不松动的设计需求。
目前,对防松双螺母进行预紧时,只能用扭力扳手进行操作。而采用扭力扳手进行预紧时,要克服螺栓与螺母之间丝扣的摩擦力及其他摩擦力,摩擦力很大且是非线性的。因此,通过扭力扳手预紧螺母时,实际对螺栓施加的有效预紧力可能出现较大的偏差。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种能对应用于风力发电机组油浸环境的防松双螺母进行可靠预紧、减小预紧力偏差的方法。
本发明所采用的技术方案为:
一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,包括以下步骤:
将防松双螺母旋进螺杆,保持上螺母处于未锁定状态;
安装液压拉伸器,确保液压拉伸器的支撑桥接触到法兰面;
转动液压拉伸器上的小齿轮驱动,使螺母旋转套与防松双螺母的下螺母配合好;
将油泵的油管与液压拉伸器连接,启动油泵电机,升压至所需油泵表压值;
再次拨动液压拉伸器上的小齿轮驱动,施加扭矩预紧下螺母;
顺时针旋转防松双螺母的上螺母,以锁死下螺母。
因为液压拉伸器张拉螺栓后,螺杆变长,原本螺母和被紧固件是贴合的,张拉后二者之间便会产生缝隙。如果此时撤掉液压拉伸器的话,螺杆会回弹回去导致张拉效果消失。因此,液压拉伸器张拉螺栓后,施加扭矩消除缝隙,以预紧下螺母,保持张拉的预紧力不损失。
旋拧下螺母以消除缝隙时,由于缝隙的存在,螺母与螺杆之间丝扣的摩擦力很小,所以一个较小的扭矩便可拧动下螺母。若扭矩值过大,在消除缝隙后,会额外给螺杆提供预紧力,此时必然造成预紧程度改变。因此,通过较小的扭矩以消除缝隙时,不会改变对螺母的设计预紧程度。
本发明通过对螺栓进行拉伸以预紧螺母,可根据螺杆的屈服强度确定拉伸力。拉伸时,螺母不会相对于螺杆转动,则拉伸力不会受到螺母与螺杆、被紧固件之间的摩擦力的影响,拉伸力能与螺母的预紧程度保持确定的关系。通过螺栓的屈服强度确定拉伸力,可使螺母达到确定的预紧程度。
而采用扭力扳手进行预紧时,要克服螺栓与螺母之间丝扣的摩擦力及其他摩擦力,摩擦力很大且是非线性的。因此,通过扭力扳手预紧螺母时,实际对螺栓施加的有效预紧力可能出现较大的偏差。
因此,本发明对螺母进行预紧的原理与通过扭力扳手预紧的原理不同。本发明对螺栓的预紧方式,可准确控制预紧程度,可避免使用扭力扳手来预紧螺栓时对螺栓施加的有效预紧力偏差较大的问题。采用本发明的预紧方式能够保证浸泡在润滑油中的螺栓满足机组运行20年不松动的设计需求。
作为本发明的优选方案,将防松双螺母旋紧螺杆时,还需使上螺母与下螺母的标识重合。
作为本发明的优选方案,启动油泵电机并升压至所需油泵表压值时,通过以下步骤确定所需油泵表压:
查阅油泵操作手册,确定所需拉伸力对应的油泵表压;其中,所需拉伸力为10.9级螺杆屈服强度的73%。
因此,油泵升压至所需的油泵表压值与10.9级螺杆屈服强度的73%对应,通过液压拉伸器预紧防松双螺母时,可使防松双螺母预紧到所需程度。
作为本发明的优选方案,确定螺母旋转套与防松双螺母的下螺母配合好的依据为:听到咔哒声或液压拉伸器随下螺母跟转。
作为本发明的优选方案,施加扭矩预紧下螺母后,对油泵进行泄压,并取下液压拉伸器。
作为本发明的优选方案,所述防松双螺母的规格为M24,且用于风力发电机组的主轴轴承压环处。
作为本发明的优选方案,预紧下螺母时,施加的扭矩为40Nm。
作为本发明的优选方案,对防松双螺母进行预紧后,采用疲劳试验机测试横向周期载荷作用下的防松性能。
作为本发明的优选方案,进行防松性能测试时,逐步提高单颗螺栓载荷幅值。
作为本发明的优选方案,对防松双螺母进行预紧后,采用超声波技术测防松双螺母的预紧力。
本发明的有益效果为:
本发明采用液压拉伸器对防松双螺母进行预紧,液压拉伸器张拉的螺栓因为没有摩擦扭转螺栓的过程,螺杆上的预紧力更加精确可控,避免了采用扭力扳手时实际对螺栓施加的有效预紧力偏差较大的问题。采用本发明的预紧方式能够保证浸泡在润滑油中的螺栓满足机组运行20年不松动的设计需求。
附图说明
图1是本发明的方法流程图;
图2是防松双螺母的结构示意图。
图中:1-下螺母;2-上螺母。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1和图2所示,本实施例的应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,包括以下步骤:
S1:将防松双螺母旋进螺杆,保持上螺母2处于未锁定状态,上下螺母1标识重合;
S2:查阅油泵操作手册,确定所需拉伸力对应的油泵表压;其中,所需拉伸力为10.9级螺杆屈服强度的73%。
S3:关闭油泵停止阀,启动油泵电机,旋动调压阀到所需油泵表压值;
S4:旋动油泵停止阀,泄压;
S5:安装液压拉伸器,确保拉伸器的支撑桥接触到法兰面;
S6:转动液压拉伸器上的小齿轮驱动,使螺母旋转套与防松双螺母的下螺母1配合好;其中,确定螺母旋转套与防松双螺母的下螺母1配合好的依据为:听到咔哒声或液压拉伸器随下螺母1跟转;
S7:将油泵与油管与液压拉伸器连接,关闭停止阀并启动油泵电机,升压至所需油泵表压值;
S8:再次拨动液压拉伸器上的小齿轮驱动,施加约40Nm扭矩预紧下螺母1;
S9:油泵泄压,取下拉伸器;
S10:顺时针旋转防松双螺母的上螺母2,以锁死下螺母1。
因为液压拉伸器张拉螺栓后,螺杆变长,原本螺母和被紧固件是贴合的,张拉后二者之间有个缝隙。如果此时撤掉液压拉伸器的话,螺杆会回弹回去导致张拉效果消失。因此,液压拉伸器张拉螺栓后,施加扭矩消除缝隙,以预紧下螺母,保持张拉的预紧力不损失。
旋拧下螺母以消除缝隙时,由于缝隙的存在,螺母与螺杆之间丝扣的摩擦力很小,施加约40Nm扭矩即可消除缝隙,预紧下螺母1。若扭矩过大,在消除缝隙后,会额外给螺杆提供预紧力,此时必然造成预紧程度改变。因此,通过较小的扭矩以消除缝隙时,不会改变对螺母的设计预紧程度。
本发明通过对螺栓进行拉伸以预紧螺母,可根据螺杆的屈服强度确定拉伸力。拉伸时,螺母不会相对于螺杆转动,则拉伸力不会受到螺母与螺杆、被紧固件之间的摩擦力的影响,拉伸力能与螺母的预紧程度保持确定的关系。通过螺栓的屈服强度确定拉伸力,可使螺母达到确定的预紧程度。
而采用扭力扳手进行预紧时,要克服螺栓与螺母之间丝扣的摩擦力及其他摩擦力,摩擦力很大且是非线性的。因此,通过扭力扳手预紧螺母时,实际对螺栓施加的有效预紧力可能出现较大的偏差。
因此,本发明对螺母进行预紧的原理与通过扭力扳手预紧的原理不同。本发明对螺栓的预紧方式,可准确控制预紧程度,可避免使用扭力扳手来预紧螺栓时对螺栓施加的有效预紧力偏差较大的问题。采用本发明的预紧方式能够保证浸泡在润滑油中的螺栓满足机组运行20年不松动的设计需求。
对防松双螺母进行预紧后,采用疲劳试验机测试横向周期载荷作用下的防松性能。进行防松性能测试时,逐步提高单颗螺栓载荷幅值。通过高频疲劳试验机来模拟20年生命周期内该风力发电机组主轴轴承压环螺栓的防松性能,测试结果如表1所示。
表1为对预紧后的防松双螺母进行防松性能测试的结果:
左螺栓轴力/kN | 右螺栓轴力/kN | 加载循环次数 | 载荷幅值(单颗螺栓) |
176.2 | 172.3 | 安装后 | |
175.6 | 172.2 | 7000000 | ±16kN |
181.4 | 171.9 | 3500 | ±40kN |
164.9 | 155.7 | 1 | 55kN |
通过试验可以发现,单颗螺栓载荷幅值±16kN时,加载循环7000000次后未发现防松双螺母预紧力下降;当升高单颗螺栓载荷幅值到±40kN时,加载循环3500次后防松双螺母预紧力反而有少许的升高;继续增加单颗螺栓载荷到极限55kN时,螺栓预紧力才出现约17kN(10%)的下降。
对防松双螺母进行预紧后,采用超声波技术测防松双螺母的预紧力。
本发明将防松双螺母运用到了风电机组螺栓的防松设计中,并采用液压拉伸器的方式对防松双螺母进行了张拉预紧,使螺栓预紧力的施加更精细可控。
本发明不局限于上述可选实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,其特征在于:包括以下步骤:
将防松双螺母旋进螺杆,保持上螺母(2)处于未锁定状态;
安装液压拉伸器,确保液压拉伸器的支撑桥接触到法兰面;
转动液压拉伸器上的小齿轮驱动,使螺母旋转套与防松双螺母的下螺母(1)配合好;
将油泵的油管与液压拉伸器连接,启动油泵电机,升压至所需油泵表压值;
再次拨动液压拉伸器上的小齿轮驱动,施加扭矩预紧下螺母(1);
顺时针旋转防松双螺母的上螺母(2),以锁死下螺母(1)。
2.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,其特征在于:将防松双螺母旋紧螺杆时,还需使上螺母(2)与下螺母(1)的标识重合。
3.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,其特征在于:启动油泵电机并升压至所需油泵表压值时,通过以下步骤确定所需油泵表压:
查阅油泵操作手册,确定所需拉伸力对应的油泵表压;其中,所需拉伸力为10.9级螺杆屈服强度的73%。
4.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,其特征在于:确定螺母旋转套与防松双螺母的下螺母(1)配合好的依据为:听到咔哒声或液压拉伸器随下螺母(1)跟转。
5.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,其特征在于:施加扭矩预紧下螺母(1)后,对油泵进行泄压,并取下液压拉伸器。
6.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,其特征在于:所述防松双螺母的规格为M24,且用于风力发电机组的主轴轴承压环处。
7.根据权利要求6所述的一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,其特征在于:预紧下螺母(1)时,施加的扭矩为40Nm。
8.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,其特征在于:对防松双螺母进行预紧后,采用疲劳试验机测试横向周期载荷作用下的防松性能。
9.根据权利要求8所述的一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,其特征在于:进行防松性能测试时,逐步提高单颗螺栓载荷幅值。
10.根据权利要求1~9任意一项所述的一种应用于风力发电机组油浸环境的新型螺栓防松方法,其特征在于:对防松双螺母进行预紧后,采用超声波技术测防松双螺母的预紧力。
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