[發明專利]一種測定螺栓扭矩系數的方法和裝置

有效

• 申請號: 201110203974.6
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102288352A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 謝銘輝;魏振山;任延博
• 申請（專利權）人: 三一電氣有限責任公司
• 主分類號: G01L5/24
• 分類號: G01L5/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李兆嶺;逯長明

技術領域

本發明涉及一種螺紋緊固技術，特別涉及一種測定螺栓扭矩系數的方法和裝置。

背景技術

螺紋緊固件連接是當前常用的連接方式。通常來講，風力發電機組中，其大部件連接主要采用螺紋緊固件連接。螺紋緊固件連接包括相應的連接桿，連接桿穿過被連接件，連接桿兩端設置相應的部分，以將二個或三個被連接件固定一起；螺紋緊固件主要有四種配合關系：第一種是螺柱的兩端分別與螺母和螺紋孔配合，螺柱形成連接桿；第二種是螺栓和螺母配合，螺栓的桿狀部分形成連接桿；第三種是螺栓和螺紋孔配合；第四種是螺柱的兩端均與螺母配合。

為了保證風力發電機組中大部件之間連接的有效性，就必要保證螺紋緊固件連接的可靠性。為了保證螺紋緊固件連接的可靠性，通常采用扭矩擰緊法保證螺紋連接的可靠性；即在裝配過程中，對螺紋緊固件施加預定的擰緊力矩(該擰緊力矩稱為理論擰緊力矩)，使螺紋緊固件的連接桿產生適當的彈性變形，獲得最佳的連接性能。一般來講理論擰緊力矩可以根據相應的扭矩系數和預定公式獲得，而施加的擰緊力矩可以通過適當的力矩扳手設定。因此，施加的擰緊力矩與理論擰緊力矩之間的偏差主要由扭矩系數的準確度決定；進而，扭矩系數準確性關系到螺紋緊固件連接桿的彈性變形量是否合適，并對螺紋緊固件的連接可靠性有直接影響。

當前，相應螺紋緊固件的扭矩系數一般在實驗室中檢測獲得。一般而言，實驗室檢測的方法通過專用設備實現。具體是通過適當的力傳感器獲得螺紋緊固件的軸向載荷，通過力矩測量儀獲得施加的擰緊力矩；再根據軸向載荷及擰緊力矩之間的變化曲線獲得扭矩系數。然而，實驗室進行檢測時的場景與實際裝配現場的情況總會存在一定的差別。比如，由于被連接件表面質量不同，緊固件與被連接桿之間的摩擦系數也會不同；特別是，在螺栓與螺紋孔連接時，現場加工形成的螺紋孔會因為機械加工、被連接件材料的不同，螺紋孔表面摩擦因數總會產生不同；這樣差異會導致實際對螺紋緊固件施加的擰緊力矩與理論擰緊力矩之間的差別過大，使連接桿產生的彈性變形量或者過大，或者過小，進而難以保證螺紋緊固件連接的可靠性。

另外，雖然相應的技術標準也給出了不同螺紋緊固件應當施加的擰緊力矩，但該擰緊力矩也未考慮由于裝配現場情況不同再導致扭矩系數不同的情況，進而也難以滿足不同裝配現場下螺紋緊固件連接可靠性的需要。

當然，該問題不僅存在于風力發電機組的裝配過程中，也存在于其他機械或設備的裝配過程中。

因此，在實際裝配過程中，如何更準確測定螺紋緊固件的扭矩系數是本領域技術人員需要解決的技術問題。

發明內容

因此，本發明的目的在于，提供一種測定螺栓扭矩系數的方法和裝置，通過該方法和裝置可以提高測定的螺紋緊固件的扭矩系數的準確性。

本發明提供的測定螺栓扭矩系數的方法包括以下步驟：

在裝配現場安裝螺紋緊固件，對所述螺紋緊固件施加的預定力矩T；并用超聲波檢測裝置檢測螺紋緊固件并獲得螺紋緊固件的伸長量X；

獲得所述螺紋緊固件的軸向載荷F；其中，E為螺紋緊固件的連接桿的材料的彈性模量；A_AVE為所述連接桿的平均截面積；C_L為所述連接桿的夾持長度；m為預定系數；d為所述連接桿的公稱直徑；

獲得所述螺紋緊固件的扭矩系數K，

可選的，在裝配現場安裝n個所述螺紋緊固件，獲得n個所述螺紋緊固件的預定力矩T₁、T₂、......T_n，并獲得n個螺紋緊固件的伸長量X₁、X₂、......X_n；

根據n個伸長量X₁、X₂、......X_n獲得n個軸向載荷F₁、F₂、......F_n；

獲得n個扭矩系數K₁、K₂、......K_n；其中，......

根據n個扭矩系數K₁、K₂、......K_n獲得修正的扭矩系數K_修。

可選的，K_修為K₁、K₂、......K_n的標準差。

可選的，預定力矩T根據預定技術標準確定。