[科普中國(guó)]-螺栓拉伸器

螺栓拉伸器是螺栓液壓拉伸器的簡(jiǎn)稱(chēng)、液壓拉伸器，它借助液力升壓泵（超高壓液壓泵）提供的液壓源，根據(jù)材料的抗拉強(qiáng)度、屈服系數(shù)和伸長(zhǎng)率決定拉伸力，利用超高壓油泵產(chǎn)生的伸張力，使被施加力的螺栓在其彈性變形區(qū)內(nèi)被拉長(zhǎng)，螺栓直徑輕微變形，從而使螺母易于松動(dòng)，另外也可以作為液壓過(guò)盈連接施加軸向力的裝置，進(jìn)行頂壓安裝。拉伸器最大的優(yōu)點(diǎn)可以使多個(gè)螺栓同時(shí)被定值緊固和拆卸，布力均勻，是一個(gè)安全、高效、快捷的工具是緊固和拆卸各種規(guī)格的螺栓的最佳途徑。應(yīng)用于石油化工、核電、風(fēng)電、水電、火電、船舶、鐵路、航空航天、采礦、重型機(jī)械等領(lǐng)域。根據(jù)不同的工況應(yīng)用條件和用戶(hù)要求，可做特殊拉伸器設(shè)計(jì)。

簡(jiǎn)介螺栓液壓拉伸器簡(jiǎn)稱(chēng)螺栓拉伸器，它借助液力升壓泵（超高壓油泵）提供的液壓源，根據(jù)材料的抗拉強(qiáng)度、屈服系數(shù)和伸長(zhǎng)率決定拉伸力，利用超高壓油泵產(chǎn)生的伸張力，使被施加力的螺栓在其彈性變形區(qū)內(nèi)被拉長(zhǎng)，螺栓直徑輕微變形，從而使螺母易于松動(dòng)，另外也可以作為液壓過(guò)盈連接施加軸向力的裝置，進(jìn)行頂壓安裝。應(yīng)用于石油化工、核電、風(fēng)電、水電、火電、船舶、鐵路、航空航天、采礦、重型機(jī)械等領(lǐng)域1。

原理螺栓拉伸器一般由液壓泵、高壓軟管、壓力表和拉伸體組成。其中液壓泵為動(dòng)力源，壓力表反映泵的輸出壓力，高壓軟管聯(lián)接液壓泵和拉伸體。拉伸體是實(shí)現(xiàn)螺栓拉伸的執(zhí)行元件。主要由活塞缸、活塞、支承橋和拉伸螺母組成。結(jié)構(gòu)如下圖所示。工作時(shí)，動(dòng)力源輸出的高壓油經(jīng)高壓軟管輸送至活塞缸3，在壓力作用下活塞缸中的活塞上移，帶動(dòng)拉伸螺母向上移動(dòng)。拉伸螺母與工作螺栓螺紋聯(lián)接，從而拉長(zhǎng)工作螺栓，使螺栓伸長(zhǎng)達(dá)到所要求的變形量，變形控制在彈性變形范圍之內(nèi)，然后進(jìn)行預(yù)緊或拆卸作業(yè)，最后通過(guò)液力或者機(jī)械回位的方式使工作螺栓回復(fù)原來(lái)的形狀，完成作業(yè)。

特點(diǎn)螺栓拉伸器使用純拉力直接拉長(zhǎng)螺栓，無(wú)扭剪力和側(cè)向力，對(duì)聯(lián)接的接觸面無(wú)摩擦損傷，是精確控制螺栓預(yù)緊力的最佳方法。比起液壓扭矩扳手，螺栓拉伸器的優(yōu)點(diǎn)的是反應(yīng)迅速、精確，無(wú)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、無(wú)摩擦損傷、可同步預(yù)緊多個(gè)螺栓；因此螺栓拉伸器在對(duì)預(yù)緊力要求較嚴(yán)的場(chǎng)合應(yīng)用更為廣泛。缺點(diǎn)是需要足夠的伸長(zhǎng)量，因而在軸向空間狹窄的使用場(chǎng)合受到很大限制2。

分類(lèi)液壓拉伸器共有四大類(lèi)：普通通用型、拉伸頭互換型、單極復(fù)位型和雙極復(fù)位型。四種液壓拉伸器工作壓力均為150Mpa。

1、普通型適用于單規(guī)格螺栓的拉伸，重量輕、精度高。體積小、結(jié)構(gòu)緊湊；

2、拉伸頭互換型通用性強(qiáng)，通過(guò)更換拉伸頭可適用于多個(gè)規(guī)格螺栓的拉伸；

3、單級(jí)復(fù)位型活塞自動(dòng)復(fù)位設(shè)計(jì)，適合頻繁使用；

4、雙極復(fù)位型雙油缸設(shè)計(jì)，適用于空間狹小的工況2。

使用螺栓拉伸器可以單個(gè)使用，也可以成組使用。多個(gè)拉伸器并聯(lián)使用，不僅能夠提高效率，而且更能保證多個(gè)螺栓受力的均勻性。這在高壓密封的法蘭聯(lián)接中顯得尤為重要。當(dāng)螺栓中心距小，徑向尺寸受限制時(shí)，也可以采用雙級(jí)的結(jié)構(gòu)形式，犧牲軸向尺寸來(lái)保證徑向尺寸。在外徑不變的情況下，使活塞的有效面積增倍，產(chǎn)生的作用力加倍。在材料、密封技術(shù)的支持下，也可以提高泵的輸出壓力來(lái)增大拉伸器的拉力，以滿足不斷發(fā)展的高強(qiáng)度、大扭矩螺栓的作業(yè)要求。當(dāng)前，根據(jù)要求為特定的設(shè)備開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的螺栓拉伸器是一種趨勢(shì)。如貨運(yùn)機(jī)車(chē)東風(fēng)8B使用的280B柴油機(jī)開(kāi)發(fā)的STR系列液壓拉伸器，在上海、烏魯木齊、庫(kù)爾勒等機(jī)務(wù)段廣泛使用。又如沙鋼集團(tuán)連鑄機(jī)M100螺栓開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用拉伸器，最大頂升拉力可達(dá)到500t，為使用單位解決了螺栓裝配過(guò)程中的困難。

注意事項(xiàng)螺栓拉伸器屬于超高壓產(chǎn)品，應(yīng)該正確的使用，否則不能達(dá)到預(yù)期效果，甚至可能發(fā)生危險(xiǎn)。

(1)使用之前必須計(jì)算油壓，以免工作壓力過(guò)大，超出螺栓的承受能力 ，使螺栓發(fā)生塑性變形，破壞螺栓。螺栓拉伸器產(chǎn)生的拉伸力等于動(dòng)力源的輸出壓力與活塞有效面積的乘積。因此，可以根據(jù)使用螺栓的強(qiáng)度等級(jí)計(jì)算許用應(yīng)力，從而反求泵的輸出壓力。確保螺栓的變形處于彈性變性之內(nèi)，在不破壞螺栓的前提下完成工作。

(2)在加壓的過(guò)程中，應(yīng)盡量均勻加壓。每提高一定的壓力，要穩(wěn)壓后再提高，以避免過(guò)大的沖擊拉力，影響螺栓的預(yù)緊效果。

(3)在拉伸過(guò)程中，要注意拉伸器的最大設(shè)計(jì)行程。超過(guò)最大行程，輕則切壞密封件，重則發(fā)生安全事故。一般拉伸器均有最大行程警示線，要求使用者在使用過(guò)程中隨時(shí)注意最大行程。

(4)在使用拉伸器拆卸螺栓的時(shí)候，當(dāng)拉伸螺母旋緊后 ，要旋松 3/4一l圈左右，以免在螺栓彈性復(fù)位時(shí)，將拉伸螺母拉緊在活塞上。當(dāng)對(duì)螺栓進(jìn)行預(yù)緊時(shí)，不存在這樣的問(wèn)題，這部分力主要由工作螺母而不是拉伸螺母來(lái)承受_2I。

(5)分步預(yù)緊多個(gè)螺栓時(shí)，為了減少不同步驟預(yù)緊的螺栓相互之間的影響，應(yīng)該合理的安排螺栓預(yù)緊的次序與拉伸力。一般應(yīng)該按照對(duì)稱(chēng)的原則來(lái)安排次序。例如，用單個(gè)拉伸器對(duì) 8個(gè)螺栓的法蘭盤(pán)預(yù)緊時(shí)，而每個(gè)步驟的拉伸力控制較為復(fù)雜，因?yàn)槿缟蠄D的法蘭盤(pán)中，后預(yù)緊的螺栓肯定要對(duì)先預(yù)緊的產(chǎn)生影響3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)