一种主泵主螺栓的液压拉伸快速安装方法与流程

1.本发明涉及螺栓紧固技术领域，具体涉及一种主泵主螺栓的液压拉伸快速安装方法。


背景技术：

2.主泵水力部件通过24颗主螺栓安装在泵壳上，通常主螺栓依靠主螺栓加热器进行热拉伸紧固，这将涉及到主螺栓的反复热拉伸工作。通过长期以来对主泵主螺栓热拉伸工艺的综合分析，主螺栓热拉伸工艺存在以下问题：1、所需时间较长：主泵安装期间，主螺栓至少加热12组次，按照每组次冷却时间16小时进行计算，共计192小时。如果主螺栓热紧后的伸长量未达到要求，需对该主螺栓重新加热调整，冷却后再进行伸长量的确认，所需时间也会随之增加。虽然目前也开始采用风机持续吹风的方式来加速主螺栓加热后的冷却，但主螺栓的部分加热段装配在主法兰中，该部分无法直接冷却，难以取得显著的冷却效果。由于主螺栓加热紧固工艺所需时间长，影响主泵安装时间。
3.2、主螺栓伸长量不易控制：由于螺栓加热器的加热棒本身质量的差异，操作人员操作方法的不同，每组主螺栓加热后对其他主螺栓和主法兰的影响等因素，导致主螺栓伸长量不易控制，因而每根主螺栓预紧力可能存在一定的差异，需重复调整主螺栓的伸长量才能达到要求。
4.综上所述，主泵主螺栓采用螺栓加热器热紧方式进行拆装，存在主螺栓拆装过程耗时长、伸长量不易控制等缺陷。为此，需要对现有主泵主螺栓进行紧固的拉伸工艺进行改进。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种主泵主螺栓的液压拉伸快速安装方法，解决了目前主泵主螺栓采用螺栓加热器热紧方式进行拆装，存在主螺栓拆装过程耗时长、伸长量不易控制的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种主泵主螺栓的液压拉伸快速安装方法，包括如下步骤：步骤s1.测量主螺栓的锁紧装置上表面到测长杆上表面之间的长度j0；步骤s2.将若干个主螺栓分为至少两组；步骤s3.液压拉伸第一组的主螺栓，使其伸长量达到所需伸长量的50%；步骤s4.先液压拉伸第二组的主螺栓，使其伸长量达到所需伸长量的100%；步骤s5.再液压拉伸第一组的主螺栓，使其伸长量达到所需伸长量的100%；步骤s6.完成两组主螺栓的紧固后，测量所有主螺栓的残余伸长量jf3；步骤s7.当主螺栓的伸长量没有达到所需伸长量时，通过公式和计算需要调整的棘轮旋转角度，直至所有主螺栓达到所需伸长量；
其中，是液压拉伸器基座上的棘轮旋转角度，e是通过实验得到的残余拉伸量增加或减少1个单位长度时液压拉伸器基座上的棘轮旋转的角度，是需要调整的残余拉伸量，l是所需伸长量；计算后，当为正数时，需要逆时针转动基座上的棘轮；当为负数时，需要顺时针转动基座上的棘轮。
7.本发明公开的一个实施例中，同一组的所有主螺栓的液压拉伸操作同时进行。
8.本发明公开的一个实施例中，液压拉伸操作前，先将主螺母拧到主螺栓上，再将液压拉伸器拧到主螺栓上。
9.本发明公开的一个实施例中，主螺栓有24个，将24个主螺栓以6个主螺栓为一组划分为4组。
10.本发明公开的一个实施例中，依次液压拉伸第1组和第2组的主螺栓，使其伸长量达到所需伸长量的50%，棘轮旋转的力矩为100nm，并记录主螺栓的拉伸量jf1
′
、残余伸长量jf1和旋转角度α1。
11.本发明公开的一个实施例中，依次液压拉伸第3组、第4组、第1组和第2组的主螺栓，使其伸长量达到所需伸长量的100%，并记录主螺栓的拉伸量jf2
′
、残余伸长量jf2和旋转角度α2。
12.本发明公开的一个实施例中，液压拉伸第3组的主螺栓时，主螺栓的拉伸量为1.51*1.15l，使伸长量为1.15l。
13.本发明公开的一个实施例中，液压拉伸第4组的主螺栓时，主螺栓的拉伸量为1.51*1.10l，使伸长量为1.10l。
14.本发明公开的一个实施例中，液压拉伸第1组的主螺栓时，主螺栓的拉伸量为1.51*1.05l，使伸长量为1.05l。
15.本发明公开的一个实施例中，液压拉伸第2组的主螺栓时，主螺栓的拉伸量为1.51*1.05l，使伸长量为1.05l。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过将主螺栓分组，依次对不同组的主螺栓进行液压拉伸，最后通过公式和计算需要调整的棘轮旋转角度，直至所有主螺栓达到所需伸长量，该主螺栓的紧固方式相对于现有的热拉伸紧固方式，效率更高，紧固效果更好，可以精确控制主螺栓的伸长量。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明一些实施例中所涉及的主螺栓的结构示意图。
19.附图标记：1、主螺栓；2、测长杆；3、密封垫圈；4、锁紧装置。
具体实施方式
20.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
23.此外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
25.如图1所示，本发明提供了一种主泵主螺栓的液压拉伸快速安装方法，包括如下步骤：步骤s1.测量主螺栓1的锁紧装置4上表面到测长杆2上表面之间的长度j0；步骤s2.将若干个主螺栓1分为至少两组；步骤s3.液压拉伸第一组的主螺栓1，使其伸长量达到所需伸长量的50%；步骤s4.先液压拉伸第二组的主螺栓1，使其伸长量达到所需伸长量的100%；步骤s5.再液压拉伸第一组的主螺栓1，使其伸长量达到所需伸长量的100%；步骤s6.完成两组主螺栓1的紧固后，测量所有主螺栓1的残余伸长量jf3；步骤s7.当主螺栓1的伸长量没有达到所需伸长量时，通过公式和计算需要调整的棘轮旋转角度，直至所有主螺栓1达到所需伸长量；其中，是液压拉伸器基座上的棘轮旋转角度，e是通过实验得到的残余拉伸量增加或减少1个单位长度时液压拉伸器基座上的棘轮旋转的角度，是需要调整的残余拉伸量，l是所需伸长量；计算后，当为正数时，需要逆时针转动基座上的棘轮；当为负数时，需要顺时针转动基座上的棘轮。
26.可以理解的是，残余伸长量是指松开液压拉伸器后，主螺栓1的实际伸长量。因为通过液压拉伸器拉伸主螺栓1，在松开液压拉伸器后，主螺栓1会缩回一段距离，即通过液压拉伸器拉伸主螺栓1，其拉伸量是大于松开液压拉伸器后的主螺栓1的伸长量，所以命名为
残余伸长量。
27.应当理解的是，在液压拉伸一组主螺栓1时，另一组已经被紧固的主螺栓1会受到影响，即一组主螺栓1紧固时，另一组被紧固的主螺栓1受力会减小，其会缩回一段距离，即残余伸长量会减小，通过上述公式进行不断调整，即可使所有主螺栓1逐渐达到所需伸长量。上述1个单位长度在实际中可以为1mm、1cm、1dm、1m，但通常为1mm。
28.清楚的是，残余拉伸量是需要调整的量，那么可以将jf3-j0理解为已经调整的量，即在判断主螺栓1是否达到所需伸长量时，可以通过jf3-j0是否等于l来判断。
29.在一些实施例中，同一组的所有主螺栓1的液压拉伸操作同时进行。同一组的所有主螺栓1同时进行液压拉伸操作，可以避免同组的主螺栓1相互影响，减少最后主螺栓1的调整次数。
30.在一些实施例中，液压拉伸操作前，先将主螺母拧到主螺栓1上，再将液压拉伸器拧到主螺栓1上。
31.在一些实施例中，主螺栓1有24个，将24个主螺栓1以6个主螺栓1为一组划分为4组。
32.在一些实施例中，依次液压拉伸第1组和第2组的主螺栓1，使其伸长量达到所需伸长量的50%，棘轮旋转的力矩为100nm，并记录主螺栓1的拉伸量jf1
′
、残余伸长量jf1和旋转角度α1。
33.在一些实施例中，依次液压拉伸第3组、第4组、第1组和第2组的主螺栓1，使其伸长量达到所需伸长量的100%，并记录主螺栓1的拉伸量jf2
′
、残余伸长量jf2和旋转角度α2。
34.在一些实施例中，液压拉伸第3组的主螺栓1时，主螺栓1的拉伸量为1.51*1.15l，使伸长量为1.15l。
35.在一些实施例中，液压拉伸第4组的主螺栓1时，主螺栓1的拉伸量为1.51*1.10l，使伸长量为1.10l。
36.在一些实施例中，液压拉伸第1组的主螺栓1时，主螺栓1的拉伸量为1.51*1.05l，使伸长量为1.05l。
37.在一些实施例中，液压拉伸第2组的主螺栓1时，主螺栓1的拉伸量为1.51*1.05l，使伸长量为1.05l。
38.本发明的原理及具体操作如下：1.拉伸设备包括：6个单作用碟簧活塞自动回位液压拉伸器；7个带螺母旋动棘轮装置的基座（其中一个备用）；1个液压气动装置；1件分配器；6根高压软管，用于连接液压拉伸器和分配器；1根高压软管，用于连接液压气动装置和分配器；7个千分表表座，装有1/1000mm精度的千分表（其中一套备用）。
39.液压拉伸器能提供拉伸力，以便使主螺栓1获得残余伸长量。液压拉伸器配有活塞行程警示标志（红线），应避免超过最大行程以保护活塞密封。基座用来支承液压拉伸器，配有主螺母棘轮旋动装置，并可进行主螺母旋转角度测量。
40.液压气动装置配有1个压力表和1个压力设定阀。出口通过1根高压软管连接分配器，能够保证足够的油压。分配器具有1个入口和6个出口。高压软管采用高压自密封快换接头。
41.2.紧固之前的准备工作：采用乙烯基、胶带、吸水纸巾进行防护，以防止漏油进入难以清洁的区域（例如螺孔、以及其它难以清洁的间隙）。
42.标注并记录每个主螺栓1的标识，并从1到24编号。确保每颗主螺栓1旋入螺孔的深度一致。
43.使用深度千分尺测量每个主螺栓1的锁紧装置4上表面和测长杆2上表面之间的尺寸j0，如图1所示。
44.在7个千分表表座上安装千分表、测量杆和测量头（其中一套备用）。调整千分表，使测量头与千分表表座配合面的距离为j0 5 mm。检查千分表是否允许测量头回缩5mm。
45.将主螺母拧到主螺栓1上（同时需防止主螺栓1跟转），直到与电机支承法兰接触，手动拧紧。
46.3.紧固设备安装：主螺栓1的拉伸操作以6个主螺栓1为一组的方式进行。液压拉伸器应按照以下顺序分批次按组布置在24个主螺栓1上：第1组：1-5-9-13-17-21；第2组：3-7-11-15-19-23；第3组：2-6-10-14-18-22；第4组：4-8-12-16-20-24。
47.每组主螺栓1应按以下步骤进行操作。
48.在6个主螺母周围安装基座，注意主螺母与棘轮齿的匹配。
49.将6个液压拉伸器拧到主螺栓1上，直到其与基座接触，手动拧紧。
50.在液压拉伸器和分配器之间用高压软管连接，并使用高压软管将分配器和液压气动装置连接。
51.安装6个千分表及千分表表座。检查千分表的测量头与测长杆2的上表面的接触情况，并使每个千分表的读数归0。
52.将液压气动装置连接到压缩空气源。拉动软管检查液压装置连接情况。
53.4.主螺栓1紧固：紧固分3个阶段进行，两次紧固和最后的调整。为了在紧固之后达到规定的主螺栓1伸长量，在释放压力之前的主螺栓1拉伸量需更长一些。
54.在每个阶段，千分表读取的拉伸量jf
′
、残余伸长量jf、主螺母棘轮旋动装置上的转角读数α都应记录，这些数据可用于测算下述的试验数据。
55.步骤1:仅第1组和第2组需要进行步骤1。
56.这一步的目的是压缩密封垫圈3，使水力部件表面和泵壳法兰间形成金属与金属接触。紧固主螺栓1至伸长量的50%。
57.按以下步骤进行操作：缓慢增加压力，直到伸长量稳定在所需伸长量的50%：标记起始角度位置，记录螺栓的拉伸量jf1
′
，并通过操作每个基座上的棘轮旋动轴套以转动主螺母至旋紧。应保持转动棘轮时的力矩为100nm。
58.将压力完全释放到0 bar。 记录千分表所示的残余伸长量jf1和6个主螺栓1的旋转角度α1。
59.第一组主螺栓1完成上述操作后，重新手动紧固第二组主螺母，贴紧电机支承法兰面。之后，仍按照这个方式，在第二组主螺栓1上安装液压装置和千分表。
60.按照相同的方式对第二组主螺栓1进行拉伸，并记录拉伸值jf1
′
、残余伸长量jf1和旋转角度α1。
61.步骤2:在步骤2中，按以下顺序进行紧固操作：第3组、第4组、第1组和第2组。
62.拉伸主螺栓1，使伸长量达到100%所需伸长量。
63.手动旋转主螺母，贴紧电机支承把合面。按照下表中给出的数据，拉伸主螺栓1，并旋转主螺母，记录主螺栓1的拉伸量jf2
′
。释放压力至0bar，记录6个主螺栓1的残余伸长量jf2尺寸及旋转角度α2。
64.注：第3组6个主螺栓1会承受全部载荷，因此伸长量略大，在新的一组主螺栓1紧固时会影响其它的主螺栓1，因此接下来各组伸长量应逐渐减小。
65.优选操作如下：其中，1.15l、1.10l、1.05l和1.51是主螺栓1拉伸模拟试验时的试验数据，即第三组的拉伸量为1.51
ꢀ×ꢀ
1.15l，松开液压拉伸器后，主螺栓1的伸长量为1.15l，即其残余伸长量-j0=1.15l，如此类推，完成4组主螺栓1的拉伸。
66.在理想情况下，按照上表数据完成上述4组主螺栓1的拉伸后，第3组的伸长量从1.15l缩回到1l，第4组的伸长量从1.10l缩回到1l，第1组的伸长量从1.05l缩回到1l，第2组的伸长量从1.05l缩回到1l，即4组主螺栓1均达到所需伸长量l。当然，在实际实施过程中，不同尺寸、类型的螺栓的1.15l、1.10l、1.05l和1.51的试验数据会有所不同，只需通过相应的试验即可得到各自的试验数据，同理，l是根据实际情况和工艺要求所设定的值。
67.完成4组主螺栓1紧固后，用深度计测量24个主螺栓1的残余伸长量jf3尺寸，记录并计算jf3-j0。
68.如果1个或多个主螺栓1没有达到所需的伸长量，则通过计算旋转角度来确定拧紧或松开的值（计算公式如下），进入步骤3进行调整。
69.是液压拉伸器基座上的棘轮旋转角度；e是通过实验得到的残余拉伸量增加或减少1mm时液压拉伸器基座上的棘轮旋转的角度；是需要调整的残余拉伸量；
l是所需伸长量；计算后，当为正数时，需要逆时针转动基座上的棘轮；当为负数时，需要顺时针转动基座上的棘轮。
70.步骤3:修正需要拧紧或松开的主螺栓1，以满足全部24个主螺栓1的伸长量要求, 记录主螺栓1的拉伸量jf4
′
及残余伸长量jf4。
71.完成这些操作后，移除千分表及表座，并使用深度计测量记录残余伸长量j1尺寸，同时应考虑各组主螺栓1紧固过程中带来的任何改变。记录j1-j0，如果j1-j0=l，则达到所需伸长量。
72.如果全部主螺栓1已经达到所需的伸长量，可拆卸紧固设备。在其他情况下，再次修正需要拧紧或松开的主螺栓1。
73.以上实施例描述了本发明的多个具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。