曹衛(wèi)衛(wèi)

(山西省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西 太原 030009)

0 引言

在現(xiàn)代化不斷推進(jìn)的今天，起重機(jī)械在日常生產(chǎn)中處于不可或缺的地位，廣泛運(yùn)用于相關(guān)工業(yè)的各個(gè)方面。起重機(jī)是一種循環(huán)、間歇運(yùn)動的機(jī)械，金屬結(jié)構(gòu)是起重機(jī)的骨架，隨著起重機(jī)產(chǎn)品構(gòu)造向著新型化、美觀化和實(shí)用化的方向發(fā)展，金屬結(jié)構(gòu)采用薄壁型材和異型鋼，減少了結(jié)構(gòu)的拼接焊縫，采用高強(qiáng)度螺栓連接既提高了抗疲勞性能，又便于運(yùn)輸安裝。高強(qiáng)度螺栓作為起重機(jī)械至關(guān)重要的組成零件，起著非常關(guān)鍵的連接作用。起重機(jī)高強(qiáng)度螺栓一般是由金屬結(jié)構(gòu)來搭成配置部分，又由各配置部分搭配成一體，且通過自主連接方式來實(shí)現(xiàn)力的傳導(dǎo)。高強(qiáng)度螺栓連接的優(yōu)點(diǎn)是韌性強(qiáng)度較高、塑性優(yōu)良、受力均勻、可靠性高、拆卸方便、對連接質(zhì)量的檢查簡單快捷；缺點(diǎn)是日常工作中易分離脫動。因?yàn)楦邚?qiáng)度螺栓依賴于螺栓預(yù)緊力在連接件間產(chǎn)生的摩擦力來傳導(dǎo)力，所以在使用過程中最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是保證螺栓預(yù)緊力。若不能正確使用高強(qiáng)度螺栓，將使高強(qiáng)度螺栓的疲勞斷裂和連接失效成為起重機(jī)械隱蔽的事故形式，甚至在正常操作的情況下發(fā)生傾覆事故，所以有必要對高強(qiáng)度螺栓連接進(jìn)行深入的了解。

1 起重機(jī)械高強(qiáng)度螺栓的連接原則

起重機(jī)械高強(qiáng)度螺栓的連接方式有摩擦連接、承壓連接、混合連接和并用連接、張拉連接，遵循表面平整、定位銷固定、預(yù)緊力穩(wěn)定和質(zhì)量監(jiān)督的連接原則。

1.1 表面平整原則

在連接起重機(jī)械設(shè)備至關(guān)重要的高強(qiáng)度螺栓時(shí)，應(yīng)將結(jié)構(gòu)連接處的平邊保持相對平整的態(tài)勢，且應(yīng)將表面的灰塵擦拭干凈。一般條件下，在高強(qiáng)度螺栓連接鋼板的相關(guān)位置應(yīng)對摩擦面妥善維護(hù)，首先使用噴砂法來確保摩擦面的可用性，而后在其外部刷上無機(jī)富鋅漆，使其更具有抗腐蝕的性能。在日常使用維護(hù)過程中，應(yīng)對摩擦面采取保護(hù)措施，防止污染物和油污，嚴(yán)禁在摩擦面上做任何標(biāo)記，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.2 定位銷固定原則

在起重機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)拼裝中，一定要將定位銷固定處理得當(dāng)，其處理流程應(yīng)按照相關(guān)操作規(guī)范來執(zhí)行，切記不可用其他螺栓代替高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行定位固定，避免操作螺栓引起的扭矩系數(shù)變化。高強(qiáng)度螺栓的安裝應(yīng)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中心位置調(diào)整后進(jìn)行，其穿入方向應(yīng)以施工方便為準(zhǔn)，嚴(yán)禁強(qiáng)行穿入螺栓，若不能自由穿入螺栓應(yīng)用鉸刀對孔進(jìn)行修整，修整后孔的直徑應(yīng)小于1.2倍的螺栓直徑。同時(shí)在擰緊高強(qiáng)度螺栓時(shí)允許在螺母的螺紋處和支承面上涂少許潤滑脂，嚴(yán)禁涂機(jī)油，以防滲入鋼板拼接面，影響連接的牢固性。

1.3 預(yù)緊力穩(wěn)定原則

在高強(qiáng)度螺栓擰緊過程中必須保證其預(yù)緊力。高強(qiáng)度螺栓擰緊過程分為初擰、復(fù)擰和終擰，初擰扭矩為施工扭矩的50%左右，復(fù)擰扭矩與初擰扭矩相等，初擰或復(fù)擰后在高強(qiáng)度螺栓的螺母上用顏色做標(biāo)記，須在24 h內(nèi)做終擰。終擰可采用轉(zhuǎn)角法進(jìn)行控制，使整個(gè)節(jié)點(diǎn)中的螺栓預(yù)緊力一致。

1.4 質(zhì)量監(jiān)督原則

在螺栓終擰完成后，應(yīng)使用扭矩扳手檢測高強(qiáng)度螺栓的扭矩是否達(dá)到規(guī)定的扭矩值，扭矩值不足者應(yīng)予補(bǔ)足，使用的扭矩扳手的扭矩誤差<5%。在完成相關(guān)的檢測工作并處理之后，要對螺栓連接處進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即在連接板縫處要用適量的膩?zhàn)舆M(jìn)行封口處理，并在螺栓與螺母上涂上油漆。

2 起重機(jī)械高強(qiáng)度螺栓連接副的檢驗(yàn)重點(diǎn)

TSG Q7015-2008《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》中對金屬結(jié)構(gòu)連接做了規(guī)定：金屬結(jié)構(gòu)的連接焊縫無明顯焊接缺陷；螺栓和銷軸等的連接無松動；無缺件、損壞等缺陷。因此應(yīng)對高強(qiáng)度螺栓連接副的關(guān)鍵部分進(jìn)行重點(diǎn)檢驗(yàn)。

2.1 螺栓孔質(zhì)量檢驗(yàn)

在高強(qiáng)度螺栓連接副檢驗(yàn)過程中，安全孔質(zhì)量檢測比較常見。高強(qiáng)度螺栓的承載力要比普通螺栓強(qiáng)很多，在對其進(jìn)行加固時(shí)會感受到很大的摩擦力，此時(shí)一定要將彈簧墊圈安放在合理的位置上面。具體檢測時(shí)，首先應(yīng)檢測螺栓螺桿與孔壁之間的間隙，保證間隙為0.2 mm～0.3 mm，且應(yīng)確保螺栓直徑小于孔徑2 mm～4 mm，如果發(fā)現(xiàn)不能滿足這兩個(gè)條件應(yīng)及時(shí)處理，以確保施工進(jìn)度的良好進(jìn)展和順利實(shí)施。

2.2 螺栓標(biāo)記情況檢驗(yàn)

高強(qiáng)度螺栓與普通螺栓有極大的不同，因此在實(shí)際工作中要對不同種類的連接件分門別類地做好記錄，防止高強(qiáng)度螺栓與普通螺栓混用，這樣才能保證工作的高效與安全。

2.3 螺栓尺寸的檢查

高強(qiáng)度螺栓的工程長度L為：

L=A+B.

(1)

其中：A為連接板總厚度；B為螺栓結(jié)構(gòu)額外的長度，不同螺紋規(guī)格的附加長度見表1。

表1 不同螺紋規(guī)格的附加長度

在實(shí)際工作中用公式(1)計(jì)算結(jié)果來檢測高強(qiáng)度螺栓的長度是否在合理范圍內(nèi)。

2.4 施工扭矩的檢查

高強(qiáng)度螺栓連接副的施工扭矩T(N·m)為：

T=kPd.

(2)

其中：k為實(shí)測扭矩系數(shù)平均值；P為螺栓施工拉力，kN，不同螺紋規(guī)格的拉力值見表2；d為螺紋大徑。

表2 不同螺紋規(guī)格的拉力值

在實(shí)際工作中用公式(2)計(jì)算結(jié)果來檢測高強(qiáng)度螺栓的施工扭矩是否在合理范圍內(nèi)。

2.5 按時(shí)安檢排查

在對起重機(jī)進(jìn)行按時(shí)安檢排查時(shí)，工作人員應(yīng)檢查其螺栓連接副是否存在松動、氧化、磨損等情況。通常使用扭矩扳手來檢查螺栓是否有足夠的預(yù)緊拉力，如發(fā)現(xiàn)螺栓頭下或螺母、墊圈下存在下流銹水，說明螺栓已出現(xiàn)裂紋，應(yīng)及時(shí)更換。

3 結(jié)語

起重機(jī)械在日常生產(chǎn)中已經(jīng)處于不可或缺的地位，雖然在其整體結(jié)構(gòu)中高強(qiáng)度螺栓連接副是很小的部件，但確是不可或缺的一環(huán)，確保其性能的穩(wěn)定、配置的合理是安全生產(chǎn)的重要保障。所以加強(qiáng)高強(qiáng)度螺栓的質(zhì)檢工作，可以有效地保證起重機(jī)的安全運(yùn)行。