双螺母防松螺栓组及施工方法与流程

1.本发明涉及高耸钢结构技术构架式风电塔领域，尤其是涉及一种双螺母防松螺栓组及施工方法。


背景技术：

2.随着风塔轮毂高度的不断上升，传统单管钢塔结构形式面临挑战，出现了构架式风塔结构方案，构件间常通过摩擦型抗剪螺栓连接。风力发电塔在风荷载和机械运行作用下疲劳效应显著，在结构生命周期内节点将承受千万次往复疲劳荷载。根据国内外学者研究成果，相较于承受拉压交变荷载的节点螺栓，承受往复横向荷载的节点螺栓更容易松动甚至掉落，影响结构安全。
3.目前风电行业应对螺栓松动最常用的方法是对螺栓定期复拧，螺栓数量较多，维护工作量较大，且螺纹发生微动磨损后扭矩系数将变化，未必能够保证扭矩和螺栓拉力之间的理想转化。相比传统单管钢塔，塔架塔螺栓维护更为困难，希望能够免维护或者少维护。
4.目前较为常用且被认为有效的螺栓防松措施包括防松螺母、双齿防松垫圈等。防松螺母通过对螺母螺纹精加工，使拧紧后的螺母与螺栓螺纹之间存在更大且更均匀的有效摩擦阻力，防止螺母回转，但同时也会增大螺栓扭矩系数绝对值及离散性，不涂润滑油脂的情况下无法施加较高且较稳定的螺栓预紧力，而涂刷润滑油脂会降低其防松能力。双齿防松垫圈的防松能力很大程度上取决于垫圈材质制造精度，劣质的垫圈很可能起反作用，而高质量双齿防松垫圈成本较高。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种双螺母防松螺栓组及施工方法，防松性能强、防松成本低、稳定性好、使用寿命长，可以实现免维护或大幅降低维护频率，以降低维护成本。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种双螺母防松螺栓组，包括高强螺栓、下螺母、上螺母、上垫圈，所述下螺母和上螺母之间设置有上垫圈，所述高强螺栓贯穿连接板依次与下螺母、上垫圈、上螺母连接。
7.进一步地，还包括中垫圈，所述高强螺栓贯穿连接板依次与中垫圈、下螺母、上垫圈、上螺母连接。
8.进一步地，还包括下垫圈，所述高强螺栓贯穿下垫圈、连接板依次与中垫圈、下螺母、上垫圈、上螺母连接。
9.进一步地，所述上螺母螺纹与高强螺栓螺杆的螺纹间涂刷有螺纹锁固剂。
10.一种双螺母防松螺栓组的施工方法，包括以下步骤：一、将高强螺栓穿过连接板，安装下螺母，利用扭矩扳手对下螺母施加扭矩设定预紧力；
二、安装上垫圈，安装完成后对高强螺栓的螺杆涂刷螺纹锁固剂；三、安装上螺母，利用扭矩扳手对上螺母施加扭矩设定预紧力；四、最后在高强螺栓头部施加反向扭矩。
11.进一步地，所述高强螺栓、下螺母、上螺母、上垫圈接触面在安装过程中不允许涂刷润滑油脂。
12.进一步地，所述上螺母施加扭矩设定的预紧力高于下螺母施加扭矩设定的预紧力。
13.利用扭矩扳手对所述下螺母与上螺母施加定值扭矩，扭矩值根据扭矩系数、螺栓规格、设计预紧力换算，上螺母设计预紧力应高于下螺母设计预紧力，使下螺母螺纹顶紧螺栓螺纹上表面，上螺母螺纹顶紧螺栓螺纹下表面，形成双螺母自锁结构。
14.所述螺纹锁固剂宜选用润滑型，凝结前有一定润滑作用，降低扭矩系数值及离散性，有助于预紧力施加，凝结后具备高强锁固能力，提升上螺母锁固性能。
15.利用扭矩扳手对所述高强螺栓头部施加定值反向扭矩，释放螺栓残余扭矩，使安装完成后的螺栓处于单向受拉状态，避免残余扭矩导致螺栓松动，反向扭矩具体值通过试验确定。
16.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：（1）本发明利用双螺母自锁结构防松，并利用高强螺纹锁固剂提升防松性能，防松结构避免使用特殊的组件及机械加工，防松性能强、防松成本低、稳定性好、使用寿命长；（2）本发明通过对螺栓头部施加定值反向扭矩，释放螺栓残余扭矩，安装完成后高强螺栓内不存在残余扭矩，仅存在单向预紧力，避免残余扭矩导致螺母发生回转，消除了螺母回转的内因，使螺母保持紧固，提高节点的安全性和稳定性；（3）本发明安装过程避免使用润滑油脂，通过对表面处理的要求，能够采用扭矩法对螺栓准确高效地施加预紧力，尤其适用于对防松性能有要求的摩擦型抗剪连接节点。
附图说明
17.图1为双螺母防松螺栓组的装配立体图；图2为双螺母防松螺栓组的装配爆炸结构图；图3为双螺母防松螺栓组装配的主视图；1.连接板，2.高强螺栓，3.下螺母，4.上螺母，51上垫圈，52中垫圈，53下垫圈，6.螺纹锁固剂。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
19.实施例1一种双螺母防松螺栓组，包括高强螺栓2、上螺母4、下螺母3、上垫圈51，所述高强螺栓2、上螺母4、下螺母3、上垫圈51表面处理均为渗锌，将高强螺栓2穿过连接板1，安装下螺母3，利用扭矩扳手对下螺母3施加扭矩1t，下螺母3安装完成后对高强螺栓的螺杆涂刷螺
纹锁固剂6，进而安装上垫圈51和上螺母4，利用扭矩扳手对上螺母4施加扭矩1.1t，最后在高强螺栓头部施加反向扭矩0.185t，释放螺栓残余扭矩。
20.实施例2如图1和图3，一种双螺母防松螺栓组，包括高强螺栓2、上螺母4、下螺母3、上垫圈51、中垫圈52，所述高强螺栓2、上螺母4、下螺母3、上垫圈51、中垫圈52表面均为达克罗涂层，将高强螺栓2穿过连接板1，安装中垫圈52、下螺母3，利用扭矩扳手对下螺母3施加扭矩1t，下螺母3安装完成后对高强螺栓的螺杆涂刷高强螺纹锁固剂6，进而安装上垫圈51、上螺母4，利用扭矩扳手对上螺母4施加扭矩1.2t，最后在高强螺栓2头部施加反向扭矩0.25t，释放螺栓残余扭矩。达克罗涂层不耐磨，安装过程无法避免涂层损伤，安装完成后现场涂刷无机富锌底漆、环氧云铁中间漆、聚氨酯面漆作为长效防腐。
21.实施例3如图2，一种双螺母防松螺栓组，包括高强螺栓2、上螺母4、下螺母3、上垫圈51、中垫圈52、下垫圈53，将高强螺栓2穿过下垫圈53、连接板1，安装中垫圈、下螺母3，利用扭矩扳手对下螺母3施加扭矩1t，下螺母3安装完成后对高强螺栓的螺杆涂刷螺纹锁固剂6，进而安装上垫圈51和上螺母4，利用扭矩扳手对上螺母4施加扭矩1.1t，最后在高强螺栓头部施加反向扭矩0.185t，释放螺栓残余扭矩。
22.实施例1、实施例2、实施例3提出了一种双螺母防松螺栓组及施工方法，通过对螺栓表面处理的要求，在无润滑油脂安装环境下实现螺栓预紧力准确高效施加，通过建立可靠的双螺母自锁结构防松，并通过高强螺纹锁固剂进一步提高双螺母自锁结构的放松性能，保证连接节点安全可靠，使用寿命长，可以实现免维护或大幅降低维护频率，以降低维护成本，尤其适合用于构架式风塔构件间高强螺栓摩擦型连接节点。


技术特征：
1.一种双螺母防松螺栓组，其特征在于：包括高强螺栓（2）、下螺母（3）、上螺母（4）、上垫圈（51），所述下螺母（3）和上螺母（4）之间设置有上垫圈（51），所述高强螺栓（2）贯穿连接板（1）依次与下螺母（3）、上垫圈（51）、上螺母（4）连接。2.根据权利要求1所述的一种双螺母防松螺栓组，其特征在于：还包括中垫圈（52），所述高强螺栓（2）贯穿连接板（1）依次与中垫圈（52）、下螺母（3）、上垫圈（51）、上螺母（4）连接。3.根据权利要求2所述的一种双螺母防松螺栓组，其特征在于：还包括下垫圈（53），所述高强螺栓（2）贯穿下垫圈（53）、连接板（1）依次与中垫圈（52）、下螺母（3）、上垫圈（51）、上螺母（4）连接。4.根据权利要求1所述的一种双螺母防松螺栓组，其特征在于：所述上螺母（4）螺纹与高强螺栓（2）螺纹间涂刷有螺纹锁固剂（6）。5.一种权利要求1所述双螺母防松螺栓组的施工方法，其特征在于包括如下步骤：一、将高强螺栓（2）穿过连接板（1），安装下螺母（3），利用扭矩扳手对下螺母（4）施加扭矩设定预紧力；二、安装上垫圈（51），安装完成后对高强螺栓的螺杆涂刷螺纹锁固剂（6）；三、安装上螺母（4），利用扭矩扳手对上螺母（4）施加扭矩设定预紧力；四、最后在高强螺栓（2）头部施加反向扭矩。6.根据权利要求5所述的一种双螺母防松螺栓组的施工方法，其特征在于：所述高强螺栓（2）、下螺母（3）、上螺母（4）、上垫圈（51）接触面在安装过程中不允许涂刷润滑油脂。7.根据权利要求5所述的一种双螺母防松螺栓组的施工方法，其特征在于：所述上螺母（4）施加扭矩设定的预紧力高于下螺母（3）施加扭矩设定的预紧力。

技术总结
本发明公开了高耸钢结构技术构架式风电塔领域的一种双螺母防松螺栓组，包括高强螺栓、下螺母、上螺母、上垫圈，所述下螺母和上螺母之间设置有上垫圈，所述高强螺栓贯穿连接板依次与下螺母、上垫圈、上螺母连接。施工方法包括如下步骤：一、将高强螺栓穿过连接板，安装下螺母，利用扭矩扳手对下螺母施加扭矩设定预紧力；二、安装上垫圈，安装完成后对高强螺栓的螺杆涂刷螺纹锁固剂；三、安装上螺母，利用扭矩扳手对上螺母施加扭矩设定预紧力；四、最后在高强螺栓头部施加反向扭矩。有益效果：利用双螺母自锁结构防松，并利用螺纹锁固剂提升防松性能，稳定性好、使用寿命长。使用寿命长。使用寿命长。


技术研发人员：王同华 张强 裘科一
受保护的技术使用者：青岛华斯壮能源科技有限公司
技术研发日：2021.08.23
技术公布日：2021/10/23