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1、试验检测 机车车辆工艺 第6期2006年12月 文章编号:100726034(2006)0520038204机车柴油机高强度螺栓预紧方法探讨张 芳(北京铁路局北京科研所,北京100860)摘 要:简述了柴油机高强度螺栓预紧工艺的现状;介绍了高强度螺栓预紧的几种方法,并逐一分析了几种预紧方法对预紧力的影响;提出了在检修工艺中直接标定高强度螺栓的预紧力的建议。关键词:高强度螺栓;预紧力;预紧方法;柴油机组装中图分类号:U262.11文献标识码:B0 引言 机车柴油机主轴承螺栓和被联接件(主轴承盖与主轴承座)的载荷与变形情况可用图1来表示。螺
2、栓联接分为一般螺栓联接和规定预紧力的螺主轴承螺栓从开始预紧到预紧力达到P1的整个过栓联接2种。一般螺栓联接在装配时要求螺栓不得有歪斜或弯曲现象,螺母与被联接件应接触良好。在多点螺栓联接中,要求根据被联接件的形状和螺栓的分布情况,按一定顺序逐次(一般2～3次)拧紧。如有定位销,拧紧应从定位销附近开始。这些螺栓拧紧后,应一直承受紧固力。规定预紧力的螺栓联接属关键螺栓联接,要求联接件之间保持稳定的紧固力。此螺栓联接在工作中不但能承受压力,还能保持紧固状态,不发生自行松脱的问题。此时就采用规定预紧力的螺栓联接。图1 主轴承螺栓联接的载荷、变形图高强度螺栓是用经热处理后抗拉强度高于850程用直线O'
3、O表示。O点表示主轴承螺栓在预紧力MPa的钢材制成。如10.9级、12.9级螺栓就是高强P1的作用下,拉伸变形λ1。此时,轴瓦在预紧力P1度螺栓。高强度螺栓联接的结构与普通螺栓联接相的作用下,被压缩变形λ5,即轴瓦的紧余量为λ5。同,但要求螺母、垫圈有较大的支承面以承受大的预在O点处,主轴承螺栓预紧力达到P1,主轴承座与紧力。高强度螺栓联接主要用于大载荷的钢结构联主轴承盖接合面刚开始接触,但未承受压紧力。当接。内燃机车柴油机主轴承螺栓和气缸盖螺栓就属主轴承螺栓预紧力从P1增加到P时,主轴承座与于高强度螺栓。主轴承盖受到压紧力P2的作用,被压缩变形λ3+1 螺栓预紧力原理λ4,此过程用直线A
4、B表示。此时螺栓被进一步拉伸变形了λ2,此过程用直线OB表示。B点表示螺所谓预紧力就是要螺栓在未加工作载荷之前产栓联接部件已处于规定预紧状态。此时,主轴承螺生拉伸,对被联接件、螺母产生压紧作用,并保证在栓的预紧力P由以下两部分组成:①用来使轴瓦与设计工作载荷条件下,被联接件之间不产生缝隙或主轴承盖和主轴承座密贴,保证轴瓦有适当紧余量相对位移。因此,螺栓可靠预紧是保证被联接件正所需的预紧力P1;②保证主轴承盖和主轴承座在任常稳定工作的前提。何情况下密贴所施加的预紧力P2。柴油机工作时,螺栓受到工作载荷PG的作用,被进一步拉长λ3;相收稿日期:2006-09-13作者简介:张芳(1967-),
5、女,河北景县人,工程师,1991年毕业于北方反,主轴承座与主轴承盖却被放松了λ3,即它们的交通大学机械工程系机车专业,工学学士,现从事机务方面的科研工压缩变形量减少了λ3;主轴承座与主轴承盖接合面作。38机车柴油机高强度螺栓预紧方法探讨出现一定的卸载。承受工作载荷后,螺栓的总拉伸疲劳而逐渐失效,主轴承盖和主轴承座接合面发生变形量为λ1+λ2+λ3,螺栓承受的最大拉伸负荷为变形。PZ,此时,主轴承座与主轴承盖的压缩变形量减小采用较大的预紧力对螺栓联接的可靠性及联接为λ4,对应的主轴承座与主轴承盖所承受的最小压件的疲劳强度都有利,但过大的预紧力在装配中也会使被联接件主轴承盖和主轴承座产生变形,
6、联接紧力为PY,PY也叫残余预紧力。件(螺栓)产生塑性变形。对机体某一主轴孔来说,图1中各参数物理含义归纳如下:它是由主轴承盖和主轴承座2部分组成,并用2个P1———压紧轴瓦所需的预紧力;主轴承螺栓联接在一起。如果每次紧固的主轴承螺P2———压紧主轴承盖和主轴承座所需的预紧栓预紧力不同,那么主轴孔的变形也就不同。现场力;经常发现,检修机体时测量主轴孔已合格,柴油机组PG———工作时工作载荷对螺栓造成的拉伸力;装前再检测时主轴孔却超差了,其原因就是机体检PY———主轴承盖和主轴承座所承受的剩余压修时和柴油机组装前再检测时这两次主轴承螺栓的紧力;预紧力不同,造成测量的结果不同,从而影响柴油机P
7、Z———承受工作载荷后螺栓总的伸长量所对组装质量。如果误差过大,易造成内燃机车柴油机应的最大拉伸载荷;烧曲轴、碾瓦故障的发生。由此可见,要让螺栓联接XPG———工作时螺栓上增加的载荷;正常工作,在装配中就必须严格控制螺栓预紧力的(1-X)PG———工作时被联接件即主轴承盖和大小,按一定的顺序、次数和预紧量来拧紧,以保证主轴承座卸掉的载荷;螺栓预紧力均匀可靠。λ1———压紧轴瓦时螺栓的伸长量;2 螺栓预紧方法分析λ2———
