起重机械高强度螺栓连接副及其检验

周敬

摘    要：本文首先分析了高强度螺栓的预紧力，接下来详细阐述了高强度螺栓连接副的安装检验，最后对起重机械高强度螺栓连接副的应用做具体论述，希望给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：起重机械设备;高强度螺栓;连接副;检验

1  引言

高强度螺栓是一种由高强度制造而成的螺栓，一般被应用在超高压、钢轨、桥梁的连接中，是起重机机械运作的重要零部件。在现代工业的快速发展下，起重机机械设备在工业领域中得到了更为广泛的应用，具体表现为起重、运输、装卸、设备安装等方面。高强度螺栓是起重机机械设备运作的重要领构件，对起重机机械设备的应用成效有着十分重要的影响。但是从实际应用情况来看，由于高强度螺栓的安装不规范，导致起重机机械设备应用受到限制。

2  高强度螺栓的预紧力

螺栓中的螺纹在装配时均须拧紧，这时螺纹连接受到预紧力的作用。对于重要的螺纹连接，应控制其预紧力，因为预紧力的大小对螺纹连接的可靠性、强度和密封性均有很大影响。螺纹连接的拧紧力矩T等于克服螺纹副相对转动的阻力矩T1和螺母支撑面上的摩擦阻力矩T2之和，其中承受轴向工作载荷的轴向力由螺纹连接的要求决定，为了充分发挥螺栓的工作能力和保证预紧可靠，螺栓的预紧应力一般可达材料屈服极限的50%～70%。通常在起重机械安装过程中，螺纹连接拧紧的程度是靠安装者的经验决定，这在实际检验中是无法控制的。为了能保证质量，重要部位的螺纹连接应按计算值控制拧紧力矩，可利用测力矩扳手或定力矩扳手获得所要求的拧紧力矩。通常，大型起重机械中使用的高强度螺栓有成百上千套，而且对其连接强度要求相当高，在实际安装过程中建议控制螺栓在拧紧前后发生的伸长变形量来达到更精确的预紧力控制。

3  高强度螺栓连接副的安装检验

摩擦型高强度螺栓连接副由2个垫圈、1个螺母和1个螺栓组成。在安装高强度螺栓时，应保证其具有较高的拧紧力矩。通过计算，同一批次高强度连接螺栓的扭矩系数均值应为0.110～0.150，且扭矩系数标准的偏差应不大于0.010。据此，分别从如下方面浅析起重机械高强度螺栓连接副的安装。（1）在实际应用中，扭矩系数受高强度螺栓连接摩擦面的影响较大，因此连接件的接触面应保持清洁和干燥状态，以降低连接件接触面的孔隙，研究发现，用在钢结构中的高强度大六角螺栓连接副采取螺栓表面法兰及垫圈和螺母表面磷化工艺，便可将连接副扭矩系数控制在理想状态。另外，在高强度螺栓连接副中，当垫圈、螺母或螺栓受损、生锈或表面润滑油干燥时，都可能增加其扭矩系数。鉴于此，应按规定从制造到检验的全过程对高强度螺栓进行控制，从而保证高强度螺栓的安装质量达标。（2）在拼装起重机梁时，先用定位销将其位置固定。在安装高强度螺栓之前，应按规定调整结构构件的中心位置，并从施工方便的角度确定其穿入方向。在组装高强度螺栓連接副时，带圆台面的螺母一侧应与有倒角的垫圈一侧一致。在安装高强度螺栓时，注意下列事项：一是螺栓不得强行穿入，而针对无法自由穿入的情况，应先用铰刀修整穿孔至其最大直径比螺栓直径的1.2倍小，同时在铰孔前，拧紧孔周的螺栓及用板迭密贴，以防铁屑掉落进迭缝中;二是不得气割扩孔;三是不得将作业安排在雨中施工，并保持摩擦面的干燥状态;四是允许将少量润滑脂涂在螺母的螺纹处及支撑面上，但不得涂抹机油，以免机油流进钢板拼接面而影响螺栓的安装质量。

4  起重机械高强度螺栓连接副的应用

起重机机械金属结构一般采用连接的方式来将基本件拼装成整机，在这一系列连接过程中，可以选择铆接、焊接、螺栓连接三种方式。螺栓连接和铆接和焊接相比具有连接可靠、传力均匀的特点，在起重机机械领域有着十分广泛的应用前景。文章所研究的螺栓是比同一规格铆接更高的疲劳强度和静强度，在整个起重机机械应用中有着十分广泛的前景，在具体应用操作的时候需要应用扭矩扳手进行紧固处理，并采取有效措施校正扳手的扭矩数值。第一，高强度螺栓只能应用扭矩扳手来进行加固处理，从而使其能够达到预紧力的达标，在拧紧高强度螺栓的时候，需要将扭矩施加在螺母上。高强度螺栓在安装使用的时候需要按照之前的规定来进行矫正，将扭矩的误差控制在5%范围内。第二，在具体施工操作的过程中需要按照图纸的标记规格来将螺栓插入到螺栓孔中，在具体插入的时候需要确保垫片和螺母安装位置、方向的正确。在高强度螺栓被固定之后需要应用普通扳手和气动扳手来进行拧紧处理，在操作的过程中需要将最开始的扭矩数值控制为终拧数值的50%–70%。另外，高强度螺栓在刚开始拧的时候需要进行加固处理，在具体操作的时候还需要将扭矩施加到固定的螺母上，在初拧和终拧操作的时候要使用到不同的紧固工具，从而避免出现因为接触面摩擦而对承载力带来的不同影响。第三，在终拧结束的一天时间范围内，需要应用松扣回扣的方式来检查扭矩，具体操作如下所示：首先回拧螺母30度到50度，之后在将其拧回到之前的位置之后测量扭矩大小，将扭矩大小控制在和实际扭矩大小的10%左右。

5  结语

综上所述，从实际操作情况来看，起重机机械设备高强度螺栓连接副的安装和检验在某种程度上决定了起重机机械设备能否安全运行。为此，在起重机机械设备应用的过程中需要相关人员能够严格按照指定的标准和规定来检测起重机机械高强度螺栓，规范高强度螺栓的具体使用，旨在能够为我国工业事业发展建设提供重要支持。

参考文献：

[1] 黎沛乐.塔式起重机检测中关注要点[J].设备管理与维修，2017（9）：45～46.

[2] 陈荣卫，周科.探究高强度螺栓在塔式起重机上的错误用法及预防对策[J].中国标准化，2017（6）.

[3] 吴正佳.浅淡高强螺栓的性能检测[J].四川水泥，2018（4）.

[4] 王鹏远.电梯起重机械钢丝绳的检测与维护[J].中国新技术新产品，2017（2）：38～39.

[5] 张义益，杨开淼，虞杰等.浅析塔式起重机高强度螺栓连接副[J].中国信息化，2013（12）：176.

[6] 左一凡，高诚，黄维志等.高强度螺栓检验中应注意的问题[J].品牌与标准化，2012（6）：24～25.

[7] 张育才，宋世君.探究高强度螺栓在塔式起重机上的错误用法及预防对策[J].中国机械，2014（24）：168～169.