特點(diǎn)小型、輕量、強(qiáng)力的設(shè)計可廣泛用在所有的打孔作業(yè)

超級螺栓及其特點(diǎn)摘要:介紹超級螺栓主要特點(diǎn):機(jī)械效益明顯、準(zhǔn)確的預(yù)緊力、應(yīng)力釋放功能、增加螺栓連接彈性，節(jié)省緊固時間。關(guān)鍵詞:超級螺栓預(yù)緊力緊固力緊固螺栓緊固的目的是產(chǎn)生大于載荷的、精確的、可持久的預(yù)緊力。只要預(yù)緊力大于載荷，螺栓連接就不會出現(xiàn)問題，但預(yù)緊力過大，也會導(dǎo)致連接件即螺栓本體損壞。要實(shí)現(xiàn)精確的預(yù)緊力，特別是對于大直徑螺栓緊固具有一定難度。一般來說，要想緊固好直徑大于1英寸的螺栓需要使用力矩放大器。傳統(tǒng)的緊固方法包括錘擊、加熱、液壓扳手、液壓拉伸器等。這些方法不但存在精度差、費(fèi)時間、設(shè)備昂貴、安全隱患，而且經(jīng)常出現(xiàn)螺紋咬死（金屬粘連）現(xiàn)象。美國超級螺栓公司（SuperboltInc）生產(chǎn)的超級螺栓提供了解決上述問題的最佳方案。超級螺栓的正式定義為頂推張緊裝置，它可直接用來替代現(xiàn)有的六角螺母。實(shí)際上超級螺栓美國已有20多年的歷史，被廣泛地應(yīng)用在鋼鐵、石化、電站、冶金、礦山等行業(yè)的重型設(shè)備關(guān)鍵件的連接上。超級螺栓有如下一些特點(diǎn)。1．機(jī)械效益明顯超級螺栓（螺母）是由一個帶由多個頂推螺栓的圓形螺母及超硬墊片組成（圖示）。使用時，將超硬墊片套入緊固件的螺桿,再將超級螺栓（螺母）沿螺桿主螺紋用手?jǐn)Q下，接觸到超硬墊片即可。緊固時只需通過一只手動扳手來完成。超級螺栓具有較高的機(jī)械效益，傳統(tǒng)的螺栓緊固時是將力集中在單個螺栓上，而超級螺栓將力分散在多個頂推螺栓上。頂推螺栓直徑小，需力矩就小，但數(shù)量多，集合起來產(chǎn)生強(qiáng)大推力作用在超硬墊片上,同時,在緊固件螺桿上也產(chǎn)生了一個同等的反作用力。這兩股力量在連接件間產(chǎn)生了強(qiáng)大的預(yù)緊力。例如，要緊固一個直徑4英寸、螺距為8TPI（每英寸8牙）的螺母，使其預(yù)緊力達(dá)到45000Psi（310MPa）,如使用普通螺母所需力矩為30650磅力英尺（41.55kN.m）,而使用超級螺栓只需190

磅力英尺(296N.m)的力矩。螺栓直徑越大，超級螺栓的機(jī)械效益越明顯(圖2)。另外，超級螺栓的載荷能力范圍可從10000磅力(44.5kN)到磅力英尺(296N.m)的力矩。螺栓直徑越大，超級螺栓的機(jī)械效益越明顯(圖2)。另外，超級螺栓的載荷能力范圍可從10000磅力(44.5kN)到20000000磅力(8.9*104kN)，在汽輪機(jī)和化學(xué)反應(yīng)器上的多年無故障使用已充分證明了其可靠性,從1984年發(fā)明以來到現(xiàn)在，美國超級螺栓公司已開發(fā)出40多個品種，直徑范圍從3/4-32英寸(O19-O813mm)。2.準(zhǔn)確的預(yù)緊力螺栓緊固中最基本的，也是通常被廣泛誤解的概念是預(yù)緊力與載荷的關(guān)系，采用高于載荷的準(zhǔn)確預(yù)緊力可確保螺栓連接穩(wěn)定可靠.傳統(tǒng)的緊固方法一直試圖通過使用雙螺母，焊接固定，開銷槽等方法來防止螺栓松動。這種治標(biāo)水治本的方法，雖然螺母被固定住，但卻使螺桿承受了全部載荷，循環(huán)載荷引起金屬疲勞，螺桿斷裂由此產(chǎn)生。,，:=?一=二三=L=_*>￡三二—二二二小一二=■二一二T=一一三二即二二三一=工一_三一=二工==3二一=-=a)超級螺栓緊固前因此，獲得準(zhǔn)確的預(yù)緊力十分重要，影響預(yù)緊力的因素很多，其主要因素是摩擦因數(shù)，如連接件及螺栓(螺母)表面的條件、使用的材料及潤滑情況等等。傳統(tǒng)的緊固方法如液壓扳手其預(yù)緊力的誤差在30%-40%，而壓拉伸器不但誤差大,而且由于張力從螺桿轉(zhuǎn)移到螺母上會導(dǎo)致預(yù)緊力下降。超級螺栓的預(yù)緊力同其頂推螺栓的數(shù)量及直徑成正比。經(jīng)過計算設(shè)計出來的超級螺螺栓預(yù)緊力的誤差只有10%，通過調(diào)校還可下降到5%，精準(zhǔn)的預(yù)緊力是螺栓連接系統(tǒng)穩(wěn)定、持久、可靠的保證。頂推螺栓螺紋有

助于負(fù)載的傳遞將部分負(fù)載從超級螺栓底部傳遞到超級螺母頂部在超級螺檢底部不會產(chǎn)生應(yīng)力集中b)超級螺栓集固后圖1超級螺栓緊固示意圖.應(yīng)力釋放功能傳統(tǒng)緊固方法由于精度難于控制、誤差大，經(jīng)常導(dǎo)致螺栓預(yù)緊力過高，由此產(chǎn)生的螺紋咬死（金屬粘連）是常見現(xiàn)象。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，螺紋粘連的區(qū)域基本上發(fā)生在螺母下部兩三牙，這是由于預(yù)緊力過高導(dǎo)致的應(yīng)力集中。應(yīng)力釋放功能是超級螺栓的另一大特性，頂推螺栓與主螺栓產(chǎn)生的力相互作用，產(chǎn)生了彎曲力矩，在超級螺栓（螺母）上,彎曲力矩呈現(xiàn)為圓周形，由此在超級螺栓（螺母）上產(chǎn)生的應(yīng)力為圓周應(yīng)力。圓周應(yīng)力使得超級螺栓底部直徑增大，而上部直徑縮?。▓D示）。這種伸縮運(yùn)動起到釋放應(yīng)力集中、提高靜態(tài)負(fù)載、防止出現(xiàn)螺紋咬死（金屬粘連）的作用。.增加螺栓連接彈性盡量提高螺栓連接的彈性是大多數(shù)螺栓連接系統(tǒng)的追求，特別是在高溫條件下的螺栓連接經(jīng)常由于溫度高低的循環(huán)變化產(chǎn)生蠕變，由此導(dǎo)致螺栓松動。傳統(tǒng)的觀念是通過增加螺栓長度、增加墊片來提高螺栓系統(tǒng)的彈性，但效果有限。試驗證明使用超級螺栓可使螺栓連接系統(tǒng)增加50%-100%的彈性。在一定溫度下蠕變是連續(xù)均勻的，因此，這額外增加的彈性不但可大大延長螺栓連接在高溫條件下使用的壽命，而且也起到防止松動的作用。.節(jié)省緊固時間超級螺栓中的多個頂推螺栓常常會給人造成一種緊固時間過長的想法，實(shí)際上在使用超級螺栓的場合，其緊固時間比傳統(tǒng)螺栓緊固方法大幅度降低。超級螺栓上的頂推螺栓直徑很小，需要力矩不大，使用手動工具就可輕松完成緊固。在熱交換器端蓋、法蘭等需要同時緊固多個螺栓的場合可先使用普通氣動扳手、多人同時操作，最后用手動力矩扳手校定，這樣可大大提高工作效率。許多大型的機(jī)械設(shè)備的緊固均采用超級螺栓聯(lián)接。這種螺栓預(yù)緊立大、調(diào)整精準(zhǔn)、使用范圍廣且安裝方便，僅用力矩扳手就可達(dá)到預(yù)緊力要求，大大減少了設(shè)備的檢修維護(hù)時間。超級螺栓的安裝過程：高強(qiáng)度螺栓有兩種形式：一種是螺母上帶一圈預(yù)緊螺栓（又叫超級螺母），另一種是螺栓自身帶一圈預(yù)緊螺栓的形式，兩者一般都有硬墊圈。在此基礎(chǔ)上，還可根據(jù)需要變換預(yù)緊螺栓的類型，但習(xí)慣上將這些都統(tǒng)稱為超級螺栓，這種螺栓要求達(dá)到600kN的最終預(yù)緊力。以螺母上帶預(yù)緊螺栓的超級螺栓為例，安裝時先旋緊螺母，以消除螺母與接合面的間隙為止。然后使用力矩扳手以10%-50%的規(guī)定預(yù)緊力先后按常規(guī)的多螺栓對稱緊固法操作，然后以預(yù)緊力的75%和100%分別繞圓周順序依次緊固。如果所用的預(yù)緊螺栓較長，則需要重復(fù)最后一步的過程，消除長螺栓彈性變形帶來的誤差，達(dá)到最終預(yù)緊力。超級螺栓的卸松過程：從第一個預(yù)緊螺栓開始，逆時針將其完全卸松，然后再順時針轉(zhuǎn)動，使螺栓剛好頂住接合面。然后依次對每個螺栓重復(fù)以上步驟。當(dāng)卸松最后一個預(yù)緊螺栓后，第一個螺栓又會被拉緊，通常需要重復(fù)2-3個過程才能將螺母用手卸掉。這種預(yù)緊和卸松過程雖然復(fù)雜，但各螺栓受力一致，可避免個別螺栓因承載過大而損壞。超級螺栓的日常維護(hù)：要求定期用力矩扳手檢查預(yù)緊力是否為規(guī)定值。當(dāng)遇到檢修或必須拆卸時要嚴(yán)格按照拆卸步驟進(jìn)行。拆卸后將各旋合部分潤滑，將螺母墊圈更換或當(dāng)其變形量小于0.01mm時，可將其翻過來使用。若遇到難以拆卸的情況時，可使用潤滑噴劑如WD-40，潤滑油等，至少要盡力拆下一條預(yù)緊螺栓，將其潤滑后，用110%的預(yù)緊力矩緊固，這時其相鄰的兩個螺栓就會松動，重復(fù)以上步驟，最后按照拆卸步驟將螺母全部卸下。超級螺栓的使用，極大的方便了安裝與維護(hù)。對于大型螺栓和螺母預(yù)緊時，還可考慮采用大扭矩專用緊固工具如液壓扳手等。但是在螺栓損壞或缺失的情況下，嚴(yán)禁使用普通等級螺栓來代替高強(qiáng)度預(yù)緊螺栓，以保證超級螺栓的安全使用，防止事故發(fā)生。超級螺栓安裝步驟緊固前核對螺栓扭矩：頂推螺栓扭矩數(shù)值同產(chǎn)品一起發(fā)運(yùn)。注意：刻在超級螺栓上的扭矩數(shù)值是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，可能不適合您的使用。如使用氣動扳手選用氣動工具的輸出扭矩為螺栓標(biāo)定扭矩的100%-。1詳1見0氣%動工具到選擇氣動工具的選擇（壓力：6.巴5）提示：氣動扳手在緊固超級螺栓的頂推螺栓時，一般僅僅能達(dá)到其額定輸出扭矩的30%-5，0因%此，應(yīng)使用盡可能大的輸氣管線及接口。小于 英寸沖擊工具或氣動棘輪扳手70-130Nm 英寸沖擊工具1/，2降低功率使用（不要過量）130-200Nm英寸沖擊工1具/2200-270Nm英寸沖擊工具1/2大于2 英寸沖擊工具校驗氣功工具：使用氣動扳手將螺栓擰緊直到扳手無法轉(zhuǎn)動，然后用扭矩扳手來側(cè)出其扭矩。準(zhǔn)備工作確認(rèn)的、螺栓使用了潤滑劑，新產(chǎn)品在出廠前已作潤滑確認(rèn)螺栓未突出螺母底部潤滑主螺紋將墊片安裝在螺栓上用潤滑劑潤滑墊片表面或螺栓頂端法蘭安裝：為提高安裝效率，法蘭安裝可按設(shè)備廠家安裝要求倆人對面同時操作。緊固次序第一步：用手將超級螺母擰在主螺栓上直至底部接觸到墊片，然后向后擰一點(diǎn)（有助于拆卸時加油潤滑）第二步：使用規(guī)定扭矩30%-7扭0矩%交叉擰緊12點(diǎn)，6點(diǎn)、9點(diǎn)、和3點(diǎn)。這4個位置上的螺栓第三