王文超 陽小林
東方電氣風電有限公司 四川德陽 618000
隨著中國風電的平價趨勢,對機組的經(jīng)濟性是嚴重的考驗,過多冗余設(shè)計已經(jīng)不適合現(xiàn)在的發(fā)展,設(shè)計更經(jīng)濟連接螺栓已經(jīng)是大趨勢。本實驗主要研究使用扭矩扳手時,螺栓多次使用后扭矩系數(shù)的變化;對比新舊螺栓扭矩系數(shù)的差異;對比全潤滑與半潤滑安裝方式螺栓扭矩系數(shù)的差異[1]。
輪轂、變槳軸承(已安裝在輪轂上)、液壓扳手、潤滑劑、毛刷、緊固件(螺栓和套筒共40套:新的和舊的各20套)、環(huán)形壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集儀。
實驗原理:根據(jù)緊固力矩T與預緊力F、扭矩系數(shù)的關(guān)系:
T=KFd
可知道在緊固件大小確定時,安裝需要達到設(shè)計的預緊力值就需要控制好扭矩和扭矩系數(shù)。
2.3.1 第一次實驗數(shù)據(jù)
(1)實驗條件
緊固件:10套新的
潤滑方式:全潤滑(螺栓頭下側(cè)和螺紋上涂防咬合劑)
安裝順序:螺栓頭下面是套筒、套筒下面是壓力傳感器、壓力傳感器下面是軸承
(2)實驗數(shù)據(jù)。這10顆螺栓扭矩系數(shù)的均值為0.10886,標準差為0.00884,扭矩系數(shù)分散度為1.299。
2.3.2 第二次實驗數(shù)據(jù)
(1)實驗條件。緊固件:全潤滑(螺栓頭下側(cè)和螺紋上涂防咬合劑)潤滑方式:全潤滑(螺栓頭下側(cè)和螺紋上涂防咬合劑)安裝順序:螺栓頭下面是套筒、套筒下面是壓力傳感器、壓力傳感器下面是軸承
(2)實驗數(shù)據(jù)。這10顆螺栓扭矩系數(shù)的均值為0.11864,標準差為0.01348,扭矩系數(shù)分散度為1.546。
2.3.3 第三次實驗數(shù)據(jù)
實驗條件。緊固件:10套新的,10套舊的。潤滑方式:3套新的緊固件采用半潤滑(僅在螺紋處涂抹防咬合劑,螺栓編號1-3,實驗編號A3);7套新的緊固件采用全潤滑(螺栓頭下側(cè),套筒與螺栓頭接觸的位置以及螺紋處均涂抹防咬合劑,螺栓編號4-10,實驗編號A2);3套舊的緊固件采用半潤滑(僅在螺紋處涂抹防咬合劑,螺栓編號1-3,實驗編號B3);7套舊的緊固件采用全潤滑(螺栓頭下側(cè),套筒與螺栓頭接觸的位置以及螺紋處均涂抹防咬合劑,螺栓編號4-10,實驗編號B2)。安裝順序:螺栓頭下面是套筒、套筒下面是壓力傳感器、壓力傳感器下面是軸承。
實驗數(shù)據(jù)
通過對上面的數(shù)據(jù)分析我們可以得到如下結(jié)論:
(1)全潤滑的新螺栓在第一次安裝時扭矩系數(shù)為0.11左右,本次實驗中總共進行了17次獨立試驗,這17次實驗結(jié)果的均值為0.110587。對比試驗A1和A2_1,在顯著性水平取0.1時,不能認定兩次試驗結(jié)果得出的扭矩系數(shù)不同[2]。
(2)對比實驗A2_1和A2_2,在顯著性水平取0.05時,有充分的理由相信全潤滑的新螺栓在第二次安裝時扭矩系數(shù)相對于第一次安裝有了明顯的減小;對比試驗B2_1和B2_2,在顯著性水平取0.05時,不能認定全潤滑的舊螺栓在第二次安裝時扭矩系數(shù)相對于第一次安裝有了明顯的減小,總之螺栓在第二次安裝時扭矩系數(shù)會有明顯的減小。
(3)對比實驗A1和B1,在顯著性水平取0.05時,有充分的理由相信全潤滑的新螺栓的扭矩系數(shù)明顯小于全潤滑的舊螺栓;對比實驗A2_1和B2_1,在顯著性水平取0.05時,不能認定全潤滑的舊螺栓的扭矩系數(shù)小于全潤滑的新螺栓;總之,全潤滑舊螺栓的扭矩系數(shù)不會小于全潤滑的新螺栓,考慮到舊螺栓在實驗中已經(jīng)是第二次安裝,所以依據(jù)2中的結(jié)論,可以做如下推斷:該輪轂安裝時使用的螺栓的扭矩系數(shù)明顯大于這次實驗中使用的新螺栓[3]。
風電機組的高強度緊固件的扭矩系數(shù)會因螺栓的使用次數(shù)、是全潤滑還是半潤滑而有所不同;在實際使用中若螺栓多次使用應每次測量扭矩系數(shù)、為減小扭矩系數(shù)的分散度,應該盡量使用全潤滑。多次緊固的螺栓應謹慎使用,防止螺栓預緊力過大導致失效。