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塔式起重機螺栓連接的預緊力及應用方法" T6 ?/ i9 g/ Z
1、受拉螺栓的預緊力與外力間的關系
+ _* [. E. C/ D! }2 g& u8 S2 K 若將螺母充分擰緊，則螺母在螺栓的軸線方向前進了h，必然會使螺栓受到預緊力而使板受到壓力，假定沿板間將螺栓切斷，用P代表預緊力，T代表板間的擠壓力，由平衡條件得到P=T，即預緊力與擠壓力相等，此時螺栓桿的伸長Δl1，板的擠壓變形量為，若以E1和A1代表螺栓桿的彈性模量和截面積，E2和A2代表板的彈性模量和截面積。
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�。�1）當外力N作用時，由于此力并不直接加在螺栓上，而是加在被連板上，因而將被連件趨于分開，壓縮變形減小，減少了板間的擠壓力，使擠壓力由減小為，此時由平衡條件有：外力N繼續(xù)增加，當加大到板間原來的壓縮變形完全消失=0，板間的擠壓力也隨之消失，與之平衡的預緊力也隨之消失。但并不意味著螺栓不承受拉力，反之，當板間的壓縮變形完全消失后，螺栓相應被拉長了，使螺栓拉長的力的增量。9 Y. L6 R# \! u+ c9 J( f2 a
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�。�2）一般情況下，E1和E2近似相等，但連接件的面積比螺桿的截面積A1大得多，假設E1=E2，A2=10A1，代入（2）式ΔP=0.1P.
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由以上分析可知，拉力螺栓連接必須施加預緊力，被連接件受到擠壓，當承受外力時，連接件間的擠壓力隨外力增大而減小，預緊力也減小。當外力加大到使兩連接件剛好分開時預緊力減小為零，螺栓所受的拉力將大于原來靜連接時施加的預緊力。& A: U7 a4 ?. N" D9 i, i9 Y/ H
5 W% u |" S* ~3 d0 T P 2、高強度螺栓連接的特點' h# ?# j+ o5 g) e$ i
* {9 ~& ]2 {9 S$ k* j( e 高強度螺栓的桿身采用經(jīng)過熱處理的45號鋼或合結(jié)鋼，其性能等級為8.8級、10.9級或更高。螺母和墊圈為相應性能等級的鋼材制成，安裝時要求將螺栓擰得很緊，取得很大的預緊力，將構(gòu)件接觸面壓緊。摩擦型的高強度螺栓完全依靠接觸面間的摩擦力來傳遞剪力，并以出現(xiàn)滑移為承載能力的極限狀態(tài)。承壓型的高強度螺栓以連接失效為承載能力的極限狀態(tài)，并以出現(xiàn)滑移為正常工作的極限狀態(tài)。所施加的預緊力一般為螺栓材料凈截面積與屈服極限乘積的0.7倍，所選用的最大工作拉力應小于預緊力，以使構(gòu)件接觸面間仍有殘余預緊力，保證正常工作的可靠性。
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1 {# U: O/ H8 S; A0 {8 F8 r 3、塔機塔身標準節(jié)套管連接螺栓& h0 Q4 v0 n: _" b
$ ?: @' {+ W' B7 x8 c- F 塔身標準節(jié)為主要受力構(gòu)件，工作時承受軸力、彎矩及扭矩。標準節(jié)間的聯(lián)接，我廠采用套管連接螺栓，塔身主肢由單角鋼組成，主肢端頭和套管端頭的平面上下連接，平面間的摩擦力可承受工作時由扭矩引起的剪力，因此，連接螺栓可視為摩擦型，而且用高強度螺栓聯(lián)接，所以預緊力是一個不容忽視的問題。我們發(fā)現(xiàn)，相當多的在用塔機標準節(jié)連接高強度螺栓的預緊力均沒達到規(guī)定數(shù)值，隨著塔機工作時，塔身主肢的反復拉、壓交變，螺母松弛，主肢端面間的間隙增大，使起重臂與塔身連接處的水平變位增大，引起塔身二次應力的拉大，使安全性減小，有的甚至釀成倒塔事故，因此預緊力的實施方法和數(shù)值控制是塔機安裝的重要環(huán)節(jié)。
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) @+ C, F6 X4 m 塔機設計規(guī)范和許多生產(chǎn)廠家的說明書均給出了連接螺栓的預緊力數(shù)值，用專用扳手來緊固，但在實施中存在一些具體問題，例如如何判斷預緊力施加時被連接件充分貼緊的起始狀態(tài)，在沒有扭矩扳手的大多數(shù)場合下，如何用普通扳手達到規(guī)定的預緊力，我們在實際工作中采用的方法是：8 @0 E- U" O0 K7 c! A
6 B& g2 t3 z N5 c) c! A+ X 塔機塔身接高完成后，空載載重小車位于最小幅度處，臂架旋轉(zhuǎn)至塔身對角線方位，在塔機上部不平衡力矩自的作用下，靠近平衡重一側(cè)的主肢A處于受壓狀態(tài)，主肢間的壓力：其中為標準節(jié)連接處上部自重引起的軸力。自b在塔機設計計算中已得出，故N為已知。由前拉力螺栓受力分析中已知此擠壓力等于螺栓的初預緊力，A處螺栓的實施預緊力，其中P為單個螺栓的設計預緊力，n為單肢的連接螺栓數(shù)。為得到，螺母應擰進的行程，其中L是兩連接套中螺栓的工作長度，是螺栓的桿身截面積。螺母所需轉(zhuǎn)動角度。其中t為螺栓的螺紋導程。故用普通扳手加套桿或用榔頭敲打扳手尾部使螺母轉(zhuǎn)動θ即可得到A處設計的預緊力。用同樣的方法將平衡重對到C、B及D點，就可使一個連接面的所有螺栓具有一定的預緊力。- l- M2 w7 ]! V0 T* h
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4、塔機回轉(zhuǎn)支承連接螺栓 T# I: M k6 g
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根據(jù)工作受力特點，回轉(zhuǎn)支承高強度螺栓連接應屬于摩擦型，回轉(zhuǎn)支承與上、下支承座的連接工作一般在地面完成，擰緊螺栓時，可用扭矩法或轉(zhuǎn)角法在圓周方向?qū)ΨQ均勻多次擰緊，達到規(guī)定的預緊力。7 k1 Y2 R0 `0 T
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5、結(jié)束語
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以上根據(jù)虎克定律對螺栓連接的受力分析，導出預緊力在塔機上的應用方法，在沒有扭矩扳手的情況下，采用轉(zhuǎn)角法可有效的達到和保證安裝時規(guī)定的預緊力數(shù)值。 |
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樓主: 斷箭斷箭
發(fā)表于 2009-3-28 23:07:35
