[发明专利]一种螺栓预紧方法及系统

说明书

本申请涉及一种螺栓预紧方法及系统，其方法包括如下步骤：获取在预紧过程中螺栓的测量参数，根据测量参数获取螺栓在加载后预紧力的衰减曲线；基于衰减曲线得到预紧力的衰减比例R；根据目标预紧力F和预紧力衰减比例R获得补偿预紧力Fc；以补偿预紧力Fc为设计载荷对螺栓进行预紧加载。通过根据衰减曲线得到预紧力的衰减比例，以便于在对螺栓进行锁紧时，能够根据目标预紧力和衰减比例获得补偿预紧力，以补偿预紧力对螺栓进行预紧加载，使螺栓的预紧力在经过衰减后的实际值能够更加接近目标预紧力，降低由于螺栓实际预紧力与目标预紧力之间的偏差导致螺栓连接强度不足而引发的风险。

技术领域

本申请涉及螺栓紧固的技术领域，尤其是涉及一种螺栓预紧方法及系统。

背景技术

高强度螺栓是风力发电机组各大部件之间最普遍的连接方式之一，具有结构简单、维护方便、成本较低的优势。为了增强螺栓螺纹连接的刚性、紧密性、防松能力和防止受横向载荷导致螺栓连接的滑动，螺纹连接在装配时都需要预紧，目前大规格的高强度螺栓常用的紧固方式有以下两种：使用液压扳手的扭矩法和使用液压拉伸器的拉伸法。

在对螺栓进行加载预紧的过程中，一般是采用预紧力的设计值对螺栓进行加载，由于液压扳手和拉伸器的系统误差、预紧后螺栓的扭转回弹和拉伸回弹以及被夹持件的应力释放等因素，会导致螺栓最终获得的预紧力低于设计值，尤其在风力发电等一些特殊的领域，存在致使风力发电机组部件之间连接强度不足引发风险。

发明内容

为了降低由于螺栓实际预紧力与目标预紧力之间的偏差导致螺栓连接强度不足而引发的风险，本申请提供一种螺栓预紧方法及系统。

为实现上述目的，本申请一方面提供一种螺栓预紧方法采用如下的技术方案：

一种螺栓预紧方法，包括如下步骤：

获取在预紧过程中螺栓的测量参数，根据测量参数获取螺栓在加载后预紧力的衰减曲线；

基于衰减曲线得到预紧力的衰减比例R；

根据目标预紧力F和预紧力衰减比例R获得补偿预紧力Fc；

以补偿预紧力Fc为设计载荷对螺栓进行预紧加载。

通过采用上述技术方案，在对螺栓进行加载前，采用实际工况验证的方式，获取螺栓在加载后预紧力的衰减曲线，能够了解在实际工况下螺栓预紧力的衰减比例，以便于在加载阶段直接施加大于目标值的补偿预紧力，使得螺栓在预紧力衰减后达到稳定状态时的实际预紧力更加接近目标值，从而达到降低螺栓连接强度不足引发的风险。

可选的，所述获取螺栓在加载后预紧力的衰减曲线的步骤包括：

在加载前获取螺栓的原始长度和螺栓无螺纹部分的杆部直径D；

基于螺栓无螺纹部分的杆部直径D获得螺栓无螺纹部分的杆部横截面积S；

通过加载工具对螺栓以目标预紧力F为设计载荷进行加载，获取加载后螺栓的伸长量；移除加载工具，等待螺栓预紧力衰减，获取衰减过程中螺栓的伸长量；

基于螺栓的弹性模量E、螺栓无螺纹部分的杆部横截面积S、螺栓的伸长量和螺栓的原始长度L0计算螺栓在加载和衰减过程中的实际预紧力F1；

以时间轴为横坐标、以螺栓在加载和衰减过程中的实际预紧力F1为纵坐标建立坐标系，形成预紧力衰减曲线。

通过采用上述技术方案，基于螺栓的伸长量仅和螺栓的应力有关，可以排除摩擦系数、接触变形、被连接件变形等可变因素的影响，所以通过采用螺栓伸长量、螺栓的固有物理参数横截面积、弹性模量E和原始长度计算获得螺栓实际预紧力的方式，能够获得较高精度的实际预紧力。

可选的，所述基于衰减曲线得到实际预紧力的衰减比例R的步骤包括：