80MN快锻机超级螺栓的安装拆方法解析

孔家斌

中冶天工集团有限公司机电分公司  天津  300308

摘要：随着人类社会的进步，许多设备机械的零部件的连接靠传统的方法不能满足要求，由此出现了超级螺栓的连接方式，超级螺栓的连接遍布各个行业，需要对超级螺栓的安装方法进行必要的解析。本文就是对特定的80MN快锻机用的超级螺栓安装以及拆卸进行详细的叙述。

关键词：超级螺栓、顶推力、顶推螺丝

随着人类社会的发展，科学技术的不断进步，对于小型机械设备零部件的连接通常还是通过传统的螺栓连接实现的，多少年来这一连接方法从未改变过，但是对于有些大型设备部件的连接用传统的螺栓连接是不能满足部件的要求的，如航天、电力、矿山、石油、冶金、国防、化工交通运输等行业，传统落后的紧固件及紧固方法完全满足不了要求。随之而来出现了一种即可省时省力、操作简单的崭新产品-----多级顶推超级螺栓。这种连接方式的预紧力可以达到十几吨或几十上千吨。它的出现和应用不但解决了常规的螺栓连接不能达到的预紧力，这一难题，而且克服了传统螺栓的全部缺点。因此，超级螺栓的到来不仅是一项高新科技技术，同时是一场螺栓紧固技术的革命。

    传统螺栓连级与超级螺栓连接的比较

1、普通螺栓的特点：

1）结构简单便于安装和拆卸。普通螺栓的结构设计简单，加工制造粗放，易于安装拆卸，用户用简单的工具即可操作完成，无需专业工机具。

2）使用寿命长。普通螺栓通常使用高强度材料：碳钢、合金钢等加工而成，这些材料具有良好的耐磨性、抗腐蚀性和抗疲劳性，螺栓在使用过程中能够保持良好的连接可靠，可以延长使用寿命。

3）价格低廉。与超级螺栓相比普通螺栓从材料选用、技术加工以及连接的环境都不是很高，维护成本较低，这样决定普通螺栓比较便宜，而且被广泛使用。

4）、性能可靠、应用较广。普通螺栓的选材加工决定了性能，可以实现较高的连接，能够实现多方位的连接强度，同时决定了在各行业的应用，比如：建筑、机电、石油化工、汽车电子行业。

5）普通螺栓的连接方法因为精度难以把控，误差大，往往凭经验完成，经验不足常常导致螺栓紧固力过大，而产生螺栓要死不能拆卸的想象。

2、超级螺栓的特点：

（1）超级螺栓定义：

1）定义及其重要性

从字面上讲超级螺栓就是超过普通螺栓的等级。是一种经过特殊设计和工艺制造的高性能紧固件，它以其高强度、高耐腐蚀性、高适应性等特点，在连接紧固领域发挥着至关重要的作用。广泛应用于各种机械、设备和结构中，以确保其稳定性和安全性，因此，其质量和技术性能不容忽视。

2）、设计与制造标准

   超级楼栓的设计与制造应遵循严格的国际标准，如ISO、DIN、ASTM等，确保其结构合理、尺寸精确、工艺优良。在设计时应考虑到螺栓的受力情况、工作环境和使用寿命等因素，合理选择楼栓的直径，长度、螺纹的规格等参数。制造过程中，应严格控制材料质量、热处理工艺、表面处理工艺等，确保楼栓的质量稳定性和性能的优良。

3）材料与强度要求

   超级螺栓的材料应选择高强度、高韧性、高耐腐蚀性的合金钢或其他新型复合材料。根据不同的工作环境和使用要求，可选择不同的材料类型和强度等级。此外，超级螺栓还应满足严格的强度要求，如拉伸强度、屈服强度、疲劳强度等，以确保其在各种工况下都能可靠地工作。

4）超级螺栓应用

超级螺栓的组成由两种形式：一种形式，一个中心螺栓（主螺栓）和有一圈或几圈同心多级小螺栓的螺母以及一个硬质的垫圈组成。如图1所示

  

       图1     图2

另一种是螺栓自身带一圈或几圈预紧螺栓的形式，两者一般都有硬垫圈，无论那种形式作用效果一样的。上图2所示

超级螺栓的原理：扭带主螺母，然后通过扭紧顶推螺栓，产生的顶推力（轴向），此顶推力直接作用在硬质垫圈上。负载均被传递到垫片上，伴随顶推螺钉的扭紧，传递到硬质垫片上，垫片传递到已经安装到主螺母的主体，将压紧连接件（或法兰面）。由此可得到多个顶推螺钉的（轴向）顶推力和主螺栓头的反向作用力，一起作用在连接件（法兰）上产生了一个强大的夹紧力。

现以某80MN快锻机主横梁与立柱的连接MT-超级螺栓安装方法总结如下：

超级螺母型号	预紧力1bs	顶推螺栓标准扭矩值ft·1bs
MT-02425(MT-M360-16／W)	5，170，400	340
1N·M=0.74磅·英尺

说明：①ft为英尺，1英尺相当于12英寸，1英寸为25.4毫米，那么1英尺就等于0.3048毫米，即1ft=12x25.4=0.3048mm

②lbs为磅的复数形式，也就是磅，1磅等于0.453524kg，0.4535924kgx9.8N/kg=4.44521N,即力为4.44521 N.

③1ft.lbs=0.3048mmx4.44521N=1.3549Nm108ft.lbs=108x1.3549Nm=146.3292Nm

一、安装前准备工作

1）安装工具确认

  根据用户要求提供专用扭紧超级螺母转用工具。也可以利用以下工具。

（1）电动或气动扳手（可选）        

（2）标准扭矩扳手（必备）

（3）套筒：3／4

注意：如果使用电动或气动扳手安装顶推螺栓，但必须注意不要一次拧紧，要经常地移开电动或气动扳手，最后使用标准扭矩扳手核实所有顶推螺栓的扭矩数值是否达到要求。

2），顶推螺栓的确认

3），润滑脂的确认

二、超级螺栓的安装方法

1）核对顶推螺栓扭矩：顶推螺栓扭矩数据为同一产品的技术数据。

2）确认顶推螺栓使用了润滑剂润滑（JL-G或JL-M），新产品在出厂前也要做好润滑涂抹。

3）确认顶推螺栓未突出螺母底部。如突出从新调整

4）检查主螺杆螺纹；检查螺母、螺杆的螺纹，是否光滑？试着将超级螺母安装到螺杆上，检查螺母和螺杆配合是否顺畅，如有划痕应轻轻研磨螺杆上的主螺纹使其光滑顺畅。

5）再次润滑主螺纹；如果超级螺母各部润滑不好用，随机（JL-G或JL-M）润滑剂润滑超级螺纹和顶推顶端，润滑部位还包括主螺母螺纹垫片以及顶推螺栓

6）将垫片安装在螺栓上；如果遇到主螺杆下部几道螺纹由于其他紧固方法造成损伤时，超级螺母不能扭下去，又无法修磨螺纹且不能满足条件，可在超硬垫片下放置合适的垫片或几个承载重载垫片，这样可以越过损伤的螺纹。

7）如图所示，根据螺母规格不同，顶推螺栓的数量以及布置形式也不尽相同。

       

8）预留间隙；用手或工具扭紧超级螺母后，然后向反方拧一点（可以是1/2圈），预留1.4-1.5mm间隙，这将有助于安装拆卸时加油润滑，特别是对拆卸安装顶推的超级螺母非常必要。

9）安照如下步骤紧固顶推螺栓：

步骤	顶推螺栓安装方法	顶推螺栓的扭矩值	备注
1	按照（图二）所示A、B、C、D顺序扭紧顶推螺栓	34ft•1bs	1ft=12x25.4=0.3048mm 1bs=0.453524kg，0.4535924kgx9.8N/kg=4.44521N,
2	按照（图二）所示A、B、C、D顺序扭紧顶推螺栓	136ft•1bs	1ft.lbs=0.3048mmx4.44521N =1.3549Nm
3	按照（图二）所示A、B、C、D顺序扭紧顶推螺栓	238ft•1bs
4	按照（图二）所示A、B、C、D顺序扭紧顶推螺栓	340ft•1bs
5	按照（图三）所示1、2、3、4的顺序扭紧顶推螺栓	340ft•1bs
6	重复步骤5直到所有螺栓扭矩值达到标准扭矩值	340ft•1bs

为了验证顶推螺栓的受力，也可以用简易的方法：塞尺+塞块法，检查超级螺母与硬质垫片圆周的间隙是否一致。

                照片为80MN快锻机横梁的超级螺栓

三、超级螺栓的拆除方法

拆卸超级螺栓要求严格按照拆卸程序：顶推螺栓必须逐步卸载，如果部分顶推螺栓提前全部卸载，其余顶推螺栓将承受全部负载，将导致个别顶推螺栓变形损伤无法拆卸。拆卸分为高温与低温下拆卸。

拆卸在低温下温度121°C以下

准备工作：拆卸前需要涂上润滑油脂，特别是在腐浊环境下使用的螺栓。

1）按圆周方向依次将每一个顶推螺栓放松1／8圈，当松完第一圈后，会发现第1个松动的螺栓又呈现锁紧状态。不过此时的负载已经降低。

2）重复第一步。但每一个顶推螺栓可放松1／4圈

3）重复第二步。通常3或4步后就可以使用气动扳手将顶推螺栓逐个取出。如顶推螺栓较长，可以需要多次重复3步。

4）取出顶推螺栓，清理后使用（JL-G或JL-M）润滑剂润滑，准备下次使用。

拆卸在温度121℃以上

准备工作:在温度较高的情况下易将润滑剂中的水分蒸发掉，因此拆卸时要多费点力。

1） 如有可能在装置冷却时拆卸，也可以用耐高温大约150℃以上    液压油清洗超级螺栓，并让其冷却几小时。如果超级螺栓倒置，可将油挤入垫片和螺栓本体之间。

2）在温度下降到93℃顺圆周反方向依次松动每一个顶推螺栓。

3）因条件所限急需拆卸可以在121℃进行拆卸，按121℃,以下拆卸步骤1、2开始进行实际拆卸。

有的螺栓在高温条件下通常使用中空螺栓，如使用加热棒将螺栓加热大大简化超级螺栓的拆卸。只需对螺栓加热5分钟，可以加快拆卸操作过程。

参考文献

[1]《超级螺栓应用》  张艳芳等