螺栓拉伸器是螺栓液压拉伸器的简称、液压拉伸器,它借助液力升压泵(超高压液压泵)提供的液压源,根据材料的抗拉强度、屈服系数和伸长率决定拉伸力,利用超高压油泵产生的伸张力,使被施加力的螺栓在其弹性变形区内被拉长,螺栓直径轻微变形,从而使螺母易于松动,另外也可以作为液压过盈连接施加轴向力的装置,进行顶压安装。拉伸器最大的优点可以使多个螺栓同时被定值紧固和拆卸,布力均匀,是一个安全、高效、快捷的工具是紧固和拆卸各种规格的螺栓的最佳途径。应用于石油化工、核电、风电、水电、火电、船舶、铁路、航空航天、采矿、重型机械等领域。根据不同的工况应用条件和用户要求,可做特殊拉伸器设计。
一、螺栓拉伸器的介绍 螺栓液压拉伸器简称螺栓拉伸器,它借助液力升压泵(超高压油泵)提供的液压源,根据材料的抗拉强度、屈服系数和伸长率决定拉伸力,利用超高压油泵产生的伸张力,使被施加力的螺栓在其弹性变形区内被拉长,螺栓直径轻微变形,从而使螺母易于松动,另外也可以作为液压过盈连接施加轴向力的装置,进行顶压安装。应用于石油化工、核电、风电、水电、火电、船舶、铁路、航空航天、采矿、重型机械等领域。 二、螺栓拉伸器原理 螺栓拉伸器一般由液压泵、高压软管、压力表和拉伸体组成。其中液压泵为动力源,压力表反映泵的输出压力,高压软管联接液压泵和拉伸体。拉伸体是实现螺栓拉伸的执行元件。主要由活塞缸、活塞、支承桥和拉伸螺母组成。结构如下图所示。工作时,动力源输出的高压油经高压软管输送至活塞缸3,在压力作用下活塞缸中的活塞上移,带动拉伸螺母向上移动。拉伸螺母与工作螺栓螺纹联接,从而拉长工作螺栓,使螺栓伸长达到所要求的变形量,变形控制在弹性变形范围之内,然后进行预紧或拆卸作业,最后通过液力或者机械回位的方式使工作螺栓回复原来的形状,完成作业。
三、螺栓拉伸器的特点 螺栓拉伸器使用纯拉力直接拉长螺栓,无扭剪力和侧向力,对联接的接触面无摩擦损伤,是精确控制螺栓预紧力的最佳方法。比起液压扭矩扳手,螺栓拉伸器的优点的是反应迅速、精确,无扭转应力、无摩擦损伤、可同步预紧多个螺栓;因此螺栓拉伸器在对预紧力要求较严的场合应用更为广泛。缺点是需要足够的伸长量,因而在轴向空间狭窄的使用场合受到很大限制。 四、螺栓拉伸器的分类 液压拉伸器共有四大类:普通通用型、拉伸头互换型、单极复位型和双极复位型。四种液压拉伸器工作压力均为150Mpa。 1、普通型适用于单规格螺栓的拉伸,重量轻、精度高。体积小、结构紧凑; 2、拉伸头互换型通用性强,通过更换拉伸头可适用于多个规格螺栓的拉伸; 3、单级复位型活塞自动复位设计,适合频繁使用; 4、双极复位型双油缸设计,适用于空间狭小的工况。
五、螺栓拉伸器的使用 螺栓拉伸器可以单个使用,也可以成组使用。多个拉伸器并联使用,不仅能够提高效率,而且更能保证多个螺栓受力的均匀性。这在高压密封的法兰联接中显得尤为重要。当螺栓中心距小,径向尺寸受限制时,也可以采用双级的结构形式,牺牲轴向尺寸来保证径向尺寸。在外径不变的情况下,使活塞的有效面积增倍,产生的作用力加倍。在材料、密封技术的支持下,也可以提高泵的输出压力来增大拉伸器的拉力,以满足不断发展的高强度、大扭矩螺栓的作业要求。当前,根据要求为特定的设备开发专用的螺栓拉伸器是一种趋势。如货运机车东风8B使用的280B柴油机开发的STR系列液压拉伸器,在上海、乌鲁木齐、库尔勒等机务段广泛使用。又如沙钢集团连铸机M100螺栓开发的专用拉伸器,最大顶升拉力可达到500t,为使用单位解决了螺栓装配过程中的困难。 六、螺栓拉伸器的注意事项 螺栓拉伸器属于超高压产品,应该正确的使用,否则不能达到预期效果,甚至可能发生危险。 (1)使用之前必须计算油压,以免工作压力过大,超出螺栓的承受能力 ,使螺栓发生塑性变形,破坏螺栓。螺栓拉伸器产生的拉伸力等于动力源的输出压力与活塞有效面积的乘积。因此,可以根据使用螺栓的强度等级计算许用应力,从而反求泵的输出压力。确保螺栓的变形处于弹性变性之内,在不破坏螺栓的前提下完成工作。 (2)在加压的过程中,应尽量均匀加压。每提高一定的压力,要稳压后再提高,以避免过大的冲击拉力,影响螺栓的预紧效果。 (3)在拉伸过程中,要注意拉伸器的最大设计行程。超过最大行程,轻则切坏密封件,重则发生安全事故。一般拉伸器均有最大行程警示线,要求使用者在使用过程中随时注意最大行程。 (4)在使用拉伸器拆卸螺栓的时候,当拉伸螺母旋紧后 ,要旋松 3/4一l圈左右,以免在螺栓弹性复位时,将拉伸螺母拉紧在活塞上。当对螺栓进行预紧时,不存在这样的问题,这部分力主要由工作螺母而不是拉伸螺母来承受_2I。 (5)分步预紧多个螺栓时,为了减少不同步骤预紧的螺栓相互之间的影响,应该合理的安排螺栓预紧的次序与拉伸力。一般应该按照对称的原则来安排次序。例如,用单个拉伸器对 8个螺栓的法兰盘预紧时,而每个步骤的拉伸力控制较为复杂,因为如上图的法兰盘中,后预紧的螺栓肯定要对先预紧的产生影响。
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