影响风机螺栓力矩的几个因素

风力发电机组叶片连接高强螺栓的断裂原因分析姚兵印;张志博;马剑民;王玉兴;卢正欣【摘要】某风电场多台3 MW风力发电机组在运行1．5 a (年)后，叶片连接螺栓频繁发生断裂.通过化学成分分析、力学性能测试、金相分析及断口分析等方法，对其中一台风力发电机组的叶片连接螺栓断裂原因进行了分析.结果表明：该风电场叶片连接螺栓的断裂原因主要是材料中存在大量的氧化硅夹杂物，以及制造过程中热处理工艺控制不当导致的晶粒粗大等原因.且叶片连接螺栓安装及定期维护时预紧力分散度较大，使得螺栓在运行中受到复杂的应力条件下发生疲劳断裂失效.%The high-strength bolts,which were applied to the 3 MW Wind turbine blades in a wind power plant,were fractured frequently after running for1 .5 years.The reasons of the fracture were analyzed by means of chemical composition analysis,mechanical properties testing,metallographic analysis,fracture surface analysis, and so on.The results show that the main reasons of the fracture of the bolts were lots of silicon oxide inclusions in the material,bulky grains caused by improper heat treatment,and so on.In addition,the pretightening force was relatively dispersive in the installation and maintenance process,which led to fatigue fracture failure of the bolts under the complicated stress.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2016(052)005【总页数】6页(P339-344)【关键词】风电场;叶片;高强螺栓;疲劳断裂【作者】姚兵印;张志博;马剑民;王玉兴;卢正欣【作者单位】西安热工研究院有限公司，西安710032;西安热工研究院有限公司，西安710032;西安热工研究院有限公司，西安710032;西安热工研究院有限公司，西安 710032;西安理工大学，西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TG115.2;TG142.1某风电场一期工程由16台单机容量为3 MW的变速恒频、变桨距控制、陆上型风力发电机组组成，风力发电机组型号为SL-3000/113。

风机锚栓螺栓松动原因检测及处理方案研究发布时间：2023-04-25T07:44:30.846Z 来源：《中国科技信息》2023年1期34卷作者：陈奇张新建[导读] 在某风电场运行过程中，按照厂家要求定期对锚栓检测时发现有锚栓松动现象，陈奇张新建（中国电建集团河南工程有限公司）河南郑州 450001【摘要】在某风电场运行过程中，按照厂家要求定期对锚栓检测时发现有锚栓松动现象，为查明原因及时对松动锚栓处进行钻孔下内窥镜检查，经过检查发现风机基础有裂缝和空腔，下锚板和混凝土接触不实，导致锚板在张拉时变形上移，锚栓也在向上延伸，为解决问题提出了一解决方案并最终解决了此问题。

【关键词】风电场；锚栓；基础缺陷；灌浆1引言近年来，随着国内风电场项目的大规模开发，风电场项目越来越多，在运行过程中会遇到因基础施工存在缺陷而导致锚栓拉伸后出现锚栓松动现象，且一直无法消除，造成风机的运行存在重大安全隐患。

根据现场情况，提出了钻孔检测方案和灌浆等处理措施，很好的解决了锚栓松动问题。

2锚栓松动情况及原因分析2.1锚栓松动情况某风电场F18号风机经验收后于5月份并网发电。

锚栓按照图纸设计拉伸完成后，按照90%设计值进行验收（超张拉力为480KN，476KN=74MPa），液压泵拉伸值为 67MPa进行验收合格后，每隔半个月以同样力矩验收，发现都会出现螺栓松动近 180°。

之后对F18号风机进行故障停机，经过多次每半个月对其进行拉伸均出现松动，且锚栓出塔筒法兰面达140mm有余（设计长度为90mm）。

7月份对F18号风机锚栓按照液压泵输入压力为70MPa(95%设计值)进行拉伸多次，依然出现松动情况。

2.2原因分析根据上述情况和有关专业单位咨询沟通，专业单位结合以往检测、加固经验，初步判断造成F18号风机基础部分锚栓失稳的原因可能是由于下锚板区域部分混凝土不密实，张拉过程下锚板受拉挤压混凝土造成局部变形所致，需对失稳锚栓区域实施钻孔检测。

湘电风机螺栓力矩维护标准湘电Z72-2000风机力矩维护工作标准：定期工作项目工作标准高强度螺栓基础与底塔筒M36×240（55mm）力矩维护值：2100Nm拜尔液压泵对应值：39Mpa高强度螺栓底塔筒与中塔筒M30×200（46mm）力矩维护值：1200Nm拜尔液压泵对应值：24Mpa高强度螺栓中塔筒与上塔筒M30×180（46mm）力矩维护值：1200Nm拜尔液压泵对应值：24Mpa高强度螺栓机舱与偏航轴承连接螺栓组M30（46mm）力矩维护值：1200Nm拜尔液压泵对应值：24Mpa高强度螺栓偏航轴承与塔筒连接螺栓组M30（46mm）力矩维护值：1200Nm拜尔液压泵对应值：24Mpa高强度螺栓机舱与发电机连接螺栓组M30×250（46mm）力矩维护值：1200Nm拜尔液压泵对应值：24Mpa高强度螺栓锁紧销安装支座固定螺栓组M36×230（55mm）力矩维护值：2400Nm拜尔液压泵对应值：43Mpa高强度螺栓变桨轴承与叶片连接螺栓组M30（46mm）力矩维护值：1200Nm拜尔液压泵对应值：24Mpa高强度螺栓轮毂与发电机连接螺栓组M27（41mm）力矩维护值：900Nm 拜尔液压泵对应值：19Mpa高强度螺栓轮毂与叶片轴承连接螺栓组M30×325（46mm）力矩维护值：1200Nm拜尔液压泵对应值：24Mpa高强度螺栓锥形支撑与主轴承内圈及制动环连接螺栓组细牙M27（41mm）力矩维护值：1100Nm拜尔液压泵对应值：22Mpa。

螺栓拧紧力矩系数k值螺栓拧紧力矩系数k值是一个重要的工程参数，它决定了螺栓的预紧力，从而影响连接件的强度和耐久性。

k值与螺纹类型、螺栓材料、螺母类型、润滑条件等因素有关。

螺纹类型螺纹类型对k值有直接影响。

细牙螺纹比粗牙螺纹具有更高的k值，因为细牙螺纹具有更多的接触面积，从而产生更大的摩擦力。

螺栓材料螺栓材料的强度和表面硬度也影响k值。

较硬的螺栓材料，如高强度钢，具有较高的k值。

螺母类型螺母类型也会影响k值。

自锁螺母，如尼龙插入螺母，具有较高的k值，因为它可以防止螺栓松动。

润滑条件润滑剂的类型和数量也会影响k值。

干燥螺纹的k值比润滑螺纹的k值高。

标准值对于各种螺栓组合，已建立了k值的标准值。

这些标准值通常在工程手册和规范中找到。

计算k值k值可以通过以下公式计算：k = T / (F d)其中：k 为拧紧力矩系数T 为拧紧力矩F 为预紧力d 为螺栓直径影响因素影响k值的因素包括：螺纹摩擦系数螺栓表面粗糙度润滑剂特性拧紧速度环境温度重要性k值的正确选择对于确保连接的可靠性和安全性至关重要。

过高的k值会导致螺栓过紧，从而导致螺纹损坏或连接件变形。

另一方面，过低的k值会导致预紧力不足，从而导致连接松动。

结论螺栓拧紧力矩系数k值是一个关键工程参数，必须根据特定的螺栓组合和应用条件谨慎选择。

通过考虑影响k值的因素并使用标准值，工程师可以确保连接的强度、耐久性和安全性。

预紧力对风力发电机组偏航轴承螺栓的影响...导读作者：张洪达，李怀刚，郭家沛（山东电力工程咨询院有限公司，山东济南 250013）来源：《山东电力技术》2022年第4期摘要：螺栓连接是风力发电机组中最重要、使用最广泛的连接方式，确保螺栓能够提供足够的强度和预紧力对于风力发电机组的整体安全具有至关重要的现实意义。

首先从理论方面阐述预紧力对螺栓和被连接件刚度和强度的影响，然后建立某2.5 MW风力发电机组偏航轴承内外圈螺栓有限元分析模型，对偏航轴承螺栓施加6种占螺栓最大许用轴向载荷不同比例的轴向预紧力，最后对各测试方案中偏航轴承螺栓的极限应力分布规律进行统计和总结。

根据螺栓应力统计结果，主机架与偏航轴承连接螺栓的应力最大值高于塔筒与偏航轴承连接螺栓，最大应力值出现在主机架与偏航轴承后半部分45°对角线上的连接螺栓，主机架螺栓尺寸与外载荷呈一定正比关系，得出的螺栓强度特性和设计原则对技术人员设计和分析偏航轴承螺栓具有工程借鉴意义。

0 引言风能作为一种能够替代传统能源的可再生清洁能源，开发风电的必要性已取得世界各国的共识。

风力发电机组整体结构高耸，受风倾力矩影响明显，机舱还会受到叶片转动时产生的气动载荷［1］。

螺栓连接是风力发电机组中最重要、使用最广泛的连接方式，塔筒、主机架、轮毂与主轴等风机重要部件都是通过高强度螺栓连接起来，所以确保连接风机部件的螺栓具有足够的自身强度和预紧力直接决定了风力发电机组的整体结构安全性和风机载荷的顺利传递［2］。

塔筒与机舱是通过偏航轴承连接起来，偏航轴承起到旋转主机架乃至整个机舱的作用。

按驱动装置划分，偏航系统分为内置式和外置式。

在内置式驱动偏航系统中，主机架与偏航轴承内圈、塔筒与偏航轴承外圈通过高强度螺栓连接。

偏航轴承连接螺栓既要承受外部风载荷的倾覆力矩，又要将机舱和塔筒紧密连接在一起，属于对整机结构安全非常重要的区域［3］。

螺栓是通过施加沿螺栓轴向载荷将若干个连接件紧固到一起，这个过程施加的轴向载荷一般称为安装预紧力。

六角螺栓力矩
螺栓的紧固是机械设备中十分重要的一环，而螺栓需要施加的力矩也是一个关
键参数。

本文将介绍关于六角螺栓力矩的相关知识。

六角螺栓力矩的定义
六角螺栓力矩是指在紧固螺栓时需要施加的扭矩，以确保螺栓紧固的牢固性。

力矩的大小决定了螺栓的紧固程度，过大或过小的力矩都会影响螺栓的安装效果。

确定力矩值的方法
1.标准表格法：根据螺栓的规格和材料，在标准表格中查找相应的力
矩数值。

2.公式计算法：根据螺栓的尺寸、材料和摩擦系数，通过公式计算出
需要施加的力矩值。

3.试验法：在实际应用中，可以通过试验方法确定最适合的力矩值，
以确保安装的牢固性。

六角螺栓力矩的影响因素
1.螺纹摩擦系数：螺纹和螺母之间的摩擦系数直接影响了紧固力矩的
大小。

2.材料性质：螺栓的材料硬度、强度等性质也会对力矩值产生影响。

3.螺栓长度：螺栓的长度会对力矩值产生一定的影响，较长的螺栓需
要施加更大的力矩。

4.螺纹导程：螺纹的导程所需的力矩也会有所不同，需要根据实际情
况进行调整。

使用注意事项
1.力矩工具：在实际操作中，应使用专门的力矩扳手进行力矩的施加，
以保证精准度。

2.力矩标准：在施加力矩时，要遵循相应的标准和规范，以确保螺栓
的使用安全性。

结语
通过对六角螺栓力矩的介绍，我们了解到了力矩在螺栓紧固中的重要性，以及确定力矩值的方法和影响因素。

在工程实践中，合适的力矩是保证螺栓稳固连接的关键，希望读者能在实际应用中加以注意和实践。

螺栓紧固力矩标准螺栓紧固力矩标准是指在螺栓紧固过程中所施加的力矩大小的规范。

螺栓紧固力矩标准的制定，对于保证螺栓紧固的安全可靠性、工程质量、使用寿命具有重要的意义。

下面就螺栓紧固力矩标准进行详细介绍。

一、螺栓紧固力矩标准的重要性。

螺栓紧固力矩标准的制定，是为了保证螺栓在紧固过程中所承受的力矩大小能够达到设计要求，从而确保螺栓连接的安全可靠性。

如果螺栓紧固力矩不符合标准，就会导致螺栓连接的松动或者过紧，从而影响设备的正常运行，甚至造成设备事故，给工程带来严重的安全隐患。

因此，螺栓紧固力矩标准的制定对于工程质量和安全具有重要的意义。

二、螺栓紧固力矩标准的制定依据。

螺栓紧固力矩标准的制定需要依据相关的国家标准或行业标准进行。

在制定螺栓紧固力矩标准时，需要考虑到螺栓的材料、型号、规格、紧固环境等因素，确保力矩大小能够适应实际工程的需要。

同时，还需要结合实际工程经验和技术要求，进行合理的确定和调整，以保证螺栓紧固力矩标准的科学性和合理性。

三、螺栓紧固力矩标准的应用范围。

螺栓紧固力矩标准适用于各种领域的工程项目，包括建筑、机械、航空航天、汽车、船舶等。

在这些领域中，螺栓连接是非常常见的一种连接方式，而螺栓紧固力矩标准的应用则能够保证螺栓连接的安全可靠性，从而保障工程的正常运行和使用。

四、螺栓紧固力矩标准的检测方法。

螺栓紧固力矩标准的检测是非常重要的一项工作，可以通过扭力扳手、电动扭矩扳手、液压扭矩扳手等工具进行检测。

在进行螺栓紧固力矩标准的检测时，需要根据实际情况选择合适的检测工具，并严格按照标准要求进行操作，确保检测结果的准确性和可靠性。

五、螺栓紧固力矩标准的管理和控制。

螺栓紧固力矩标准的管理和控制是非常重要的，需要建立健全的管理制度和标准化操作规程，对螺栓紧固力矩进行严格的管理和控制。

只有做好了管理和控制工作，才能够确保螺栓紧固力矩标准的有效实施，从而保证工程的安全可靠性和质量稳定性。

六、结语。

螺栓紧固力矩标准作为一项重要的技术规范，对于工程质量和安全具有重要的意义。

风力发电机组高强度螺栓紧固力矩分析摘要：通过分析风力发电机组装配工艺中高强螺栓预紧力和扭矩的关系，从而反算出高强螺栓在实际施工中所需的拧紧力矩以及拧紧力矩的控制方法。

关键词：高强度螺栓摩擦预紧力紧固力矩引言在风力发电机组的装配过程中，构件之间用高强度螺栓连接是使用得最多的连接方式，因其具有结构简单、装拆方便以及在动力荷载作用下不致松动等特点，因此在装配工艺上应用非常广泛。

但是，如果装配不当、紧固力矩控制不好，就容易造成螺栓连接松动、滑丝、断裂失效等情况，影响机组的正常运行，有时甚至造成严重后果。

当螺纹连接副尚未具备保证连接可靠的摩擦力矩时，其自锁能力较差，在机组运行过程中受到振动、冲击等变载荷作用下，螺栓就会松动。

因此，如何保证螺栓连接时的可靠性，一直是风电机组装配工作所关注的问题。

我们知道，螺纹连接副的摩擦力矩是在对螺栓施加拧紧力矩，使螺纹副产生预紧力而获得的。

因此要确保连接可靠，则必须保证对螺栓施加合适的拧紧力矩，进而在螺纹副中产生合适的预紧力，使自锁能力达到最佳状态。

在风力发电机组的装配工艺上，关键部位和承载部位均使用的是高强度螺栓，因此控制高强度螺栓的拧紧力矩是防止螺栓松动的关键之一。

1、高强度螺栓的选用由于风力发电机组在运行过程中，构件之间受到很大的振动、冲击等变载荷作用，构件间的夹紧力是依靠对螺栓施加预紧力来实现的，所以螺栓必须采用高强度钢制造，这也是风电机组选用高强度螺栓连接的原因。

而高强螺栓除了其材料强度很高之外，在施加拧紧力矩后，螺栓产生巨大而又受控制的预拉力，而这个预拉力通过螺帽和垫片，对被连接件也产生了同样大小的预压力。

在预压力作用下，沿被连接件表面就会产生较大的摩擦力，只要轴力小于此摩擦力，构件就不会滑移，连接就不会受到破坏。

一般情况下，风力发电机组上使用的高强螺栓为10.9级居多。

2、高强度螺栓连接的工作性能根据螺栓受力特点，高强度螺栓连接分为摩擦型连接和承压型连接两种，两者的本质区别是极限状态不同。

9.8级螺栓拧紧力矩9.8级螺栓是一种高强度螺栓，广泛应用于各种机械和结构中。

在拧紧过程中，需要施加一定的力矩才能确保螺栓的紧固度和安全性。

因此，了解9.8级螺栓的拧紧力矩是非常重要的。

一、拧紧力矩的确定1. 确定螺栓规格和尺寸：首先需要确定螺栓的规格和尺寸，包括直径、长度和螺距等。

这些参数将决定螺栓的拧紧力矩。

2. 查阅相关标准：可以查阅相关标准或手册，了解9.8级螺栓的拧紧力矩范围。

这些标准通常会提供具体的拧紧力矩值或公式，以供选择和使用。

3. 考虑安全系数：在确定拧紧力矩时，需要考虑一定的安全系数。

这是因为实际应用中可能会受到各种因素的影响，如螺栓的材料、加工质量、安装环境等。

因此，需要留有一定的余量以确保螺栓的紧固度和安全性。

二、拧紧力矩的测量和调整1. 使用扭矩扳手：可以使用扭矩扳手来测量和调整9.8级螺栓的拧紧力矩。

扭矩扳手是一种专门用于测量和调整螺栓拧紧力矩的工具，可以精确地测量并控制拧紧力矩。

2. 测量步骤：将扭矩扳手安装在螺栓上，然后按照规定的步骤进行测量和调整。

通常需要按照规定的扭矩范围进行测量和调整，以确保螺栓的紧固度和安全性。

3. 调整步骤：如果测量结果不符合要求，需要进行调整。

通常可以通过增加或减少拧紧力矩来调整螺栓的紧固度。

在调整过程中，需要注意不要超过螺栓的最大承受扭矩，以免损坏螺栓或结构。

三、注意事项1. 在使用9.8级螺栓时，需要注意其规格和尺寸是否符合要求。

如果规格或尺寸不正确，可能会导致螺栓无法正确安装或使用。

2. 在拧紧过程中，需要注意不要过度拧紧或过快拧紧。

过度拧紧可能会导致螺栓断裂或结构损坏，而过快拧紧可能会导致螺栓松动或脱落。

3. 在使用扭矩扳手时，需要注意其精度和可靠性。

如果扭矩扳手精度不高或存在故障，可能会导致测量结果不准确或调整不当。

4. 在使用9.8级螺栓时，需要注意其材料和加工质量是否符合要求。

如果材料或加工质量存在问题，可能会导致螺栓强度不足或容易损坏。