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Research on Effective Tension Coefficient of HydraulicTensile Bolt *Chi ZhangJi-gang MengXue-bo ShaoPei-chao Li（Shenyang Blower Works Group Corporation ）Abstract:Hydraulic tensioner is widely used in tightening bolt of axial compressor rotor.The final effective preload is less than initial preload due to the influence of screw deformation and surface roughness.The ratio of effective preload to initial preload,which is termed as“effective tension coefficient”,is an important factor for determining installation oil pressure of hydraulic tensioner.In this paper,hydraulic tensile bolt of an axial compressor rotor is taken as a research object,the effective tension coefficient is estimated by theoretical and finite element method respectively,and the accuracy of the finite element method is proved according to the experimental results.In addition,several measures for increasing effective tension coefficient are proposed,finite element method is used to prove that effective tension coefficient could be increased by about 19.5%by using through bolt joint with double-headed stud,reducing hole diameter and locating the foot close to nut,without changing bolt nominal diameter and flange thickness.Keywords:Hydraulic Tensioner;Tensile Bolt;FEM;Effective Preload;Effective Tensile Coefficient摘要：液压拉伸器被广泛应用于轴流压缩机转子螺栓的预紧安装。
DHTE多级液压螺栓拉伸器说明书道盛液压技术（浙江）有限公司地址：浙江省桐乡市高桥街道南日路228号 电话：139****0843邮编：314500官方网址：邮箱地址：E-mail:*******************液压螺栓拉伸器操作保养手册本操作手册内容为液压螺栓拉伸器的操作规程、警告和注意事项以及故障排除。
使用前，请仔细阅读本手册，彻底理解其内容并妥善保管。
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二 概述液压螺栓拉伸器是用于螺栓的快速紧固和拆卸上的。
液压拉伸器工作时能精确控制预紧力、不损伤螺纹、操作简便、减轻劳动强度、缩短生产维修周期、有效地增加链接的可靠性及螺栓的抗疲劳强度、提高装配精度及安全系数。
液压拉伸装置由螺栓拉伸器及高压油泵（手动、电动）组成。
工作原理液压拉伸装置的主要部件是液压拉伸器。
超高压油泵输出的液压油，从拉伸器油缸上的快速接头注入，活塞与油缸在油压作用下产生相对运动，油缸的内螺纹带动螺栓产生拉伸力，使螺栓伸长；然后旋转螺母，从而实现对螺对螺栓的紧固与拆卸。
液压拉伸器与超高压油泵配合使用，同步进行，工作过程分为四步：1 充油：油泵开始工作时，低压、大流量充油。
化 工 设 备 与 管 道第42卷螺栓拧紧方法及预紧力控制初泰安(扬子石油化工公司芳烃厂,南京 210048)[摘要] 石化、炼油企业装置上的静密封结构以螺栓法兰垫片连接系统为主,检修期间螺栓拧紧方法的选择和预紧力的正确控制对保证装置的安全运行至关重要。
本文介绍了实际生产中常用的扭矩法、螺母转角法和液压拉伸法的基本原理,并给出了各种预紧力的控制方法及其所能达到的精度,对安装和维修有一定的指导意义。
[关键词] 螺栓; 预紧力; 拧紧; 法兰连接 螺栓法兰连接在化工装置中广为应用。
为了保证法兰连接系统紧密不漏、安全可靠地长周期运行,垫片表面必须有足够的密封比压,特别在高温工况下垫片会产生老化、蠕变松弛,法兰和螺栓产生热变形,高温连接系统的密封比常温困难得多,此时螺栓预紧力的施加与控制就显得十分重要,过大或过小的预紧力都会对密封产生不利影响。
螺栓预紧力过大,密封垫片会被压死而失去弹性,甚至会将螺栓拧断;过小的螺栓预紧力又使受压后垫片表面的残余压紧应力达不到工作密封比压,从而导致连接系统泄漏。
因此如何控制螺栓预紧力是生产实际中必须重视的问题。
1 螺栓拧紧方法1.1扭矩拧紧法扭矩拧紧法[1、2]是最常用的螺栓拧紧方法,通过扭矩扳手显示的扭矩值来控制被连接件的预紧力,操作简单、直观。
拧紧螺栓时的拧紧力矩:M=K t Q0d×10-3N m式中:Q0———预紧力,N;K t———计算系数;d———螺栓的公称直径,m m。
Q0=MK t d×10-3N(1)系数K t与螺纹表面及法兰的光洁度、润滑状况、拧紧速度、所用拧紧工具、以及反复拧紧时的温度变化等有关,通常在0.1～0.3之间变化。
K t的变化将导致预紧力Q0也发生较大变化,变化范围大约在40%左右。
所以,如采用扭矩法拧紧螺栓,其计算载荷需要1.3倍最大工作载荷,这必然会造成螺栓直径增大,或数量增加,或提高材质。
这对简化结构、降低成本,减轻其重量都是不利的。
钢结构工程高强度螺栓预拉力值确定及紧固原理一、高强度螺栓预拉力（紧固轴力）的确定高强度螺栓连接与普通螺栓连接的主要区别就是对螺栓施加一个预拉力，预拉力越大，其承载能力就越大，接头的效率也越高，当确定它的大小时，要综合考虑螺栓的屈服强度、抗拉强度、折算应力、应力松弛以及生产和施工的偏差等因素。
设螺栓的屈服强度为Re，抗拉强度为fbt，螺栓有效截面积为Aeff，正应力为σ，剪应力为τ。
1.高强度螺栓预拉力确定准则通过拧紧螺母的方式，螺栓中除产生有张拉应力外，同时还附加有由于扭转产生的剪应力，因此，螺栓在拧紧过程中及拧紧后是处在复合应力状态下工作。
高强度螺栓预拉力确定准则就是螺栓中的拉应力和扭矩产生的剪应力所形成的折算应力不超过螺栓的屈服点。
根据第四强度理论，强度条件为：2.折算应力系数试验研究表明，由于剪应力的影响，螺栓的屈服强度和抗拉强度较单纯受拉时有所降低，一般降低约9%～18%。
考虑到剪应力相对拉应力较小，在确定螺栓预拉力时，剪应力对螺栓强度的影响通常是用折算应力系数来考虑的。
我国在确定螺栓设计预拉力时，折算应力系数取1.2。
3.预拉力松弛系数国内外试验研究结果表明，高强度螺栓终拧后会出现应力应变松弛现象，这个过程会持续30～45h后稳定下来，大部分松弛发生在最初1～2h内，大量实测结果统计分析得到，在具有95%保证率的情况下，螺栓应变松弛为8.4%。
因此，螺栓应力松弛系数取0.9，也就是螺栓的施工预拉力比设计预拉力高10%。
4.偏差因数影响系数在高强度螺栓生产、扭矩系数等施工参数测试以及紧固工具、量具等都存在着一定的偏差，因此，综合考虑偏差因数影响系数采用0.9。
5.高强度螺栓设计预拉力值根据高强度螺栓预拉力确定准则，考虑折算应力系数、预拉力松弛系数以及偏差因数影响系数，高强度螺栓设计预拉力值P为：按照式（4-3）、式（4-4），可以分别计算出一个高强度螺栓的预拉力设计值，随着国内外研究的进展，高强度螺栓应力达到或超过屈服点后的状况，特别是应力松弛问题得到进一步的了解，另外国外主要国家的预拉力基本控制在螺栓抗拉强度的65%，因此，8.8级设计预拉力是在公式（4-3）的基础上增加10%，这样我国8.8级、10.9级高强度螺栓设计预拉力基本控制在螺栓抗拉强度的60%左右。
液压螺栓拉伸器工作原理
液压螺栓拉伸器是一种可以用来拉伸螺栓的装置，其工作原理是通过液压的方
式将试验物体的紧松程度改变，以达到钢栓的预期拉伸强度。
它具有快速、精准、可靠的优点，能够实现试件的高精度拉伸和精确控制。
液压螺栓拉伸器的工作原理是这样的：通过电动马达，将液压油发送到控制阀，控制阀依据设定值，控制液压油向液压缸输送，液压油进入液压缸后，利用液压油的压力推动活塞杆向上推动，从而推动拉杆拉伸螺栓，当拉力达到所需的拉力后，活塞杆不再上升，从而达到拉伸螺栓的目的。
液压螺栓拉伸器具有准确、可靠、精确控制螺栓拉伸力、快速拉伸，硬度难以
控制等优点，能够解决气液压螺栓安装和拆卸时需要花费较长时间、拉断螺栓等情况，还能够使螺栓处于安全加载拉力状态，从而保证安全性。
ExpaTen –超强液压膨胀夹紧螺栓The ideal connecting boltFree from backlash – Powerful – ReusableExpaTen最佳的螺栓连接方案完全消除侧隙 - 超强夹紧力 - 可重复使用ExpaTenExpa = 径向膨胀= 100% 绝对锁紧在法兰的螺栓孔里Ten = 轴向拉伸 =结合处的摩擦连接ExpaTen带锥度的螺栓由高强度调质钢制成，可吸收径向剪切力以及轴向锁紧力保证多年后能重复被使用. 总能确保无磨损当带锥度的螺栓被预拉伸与锥套发生粘合时，定位环用来支撑锥套，使其保持在原位，使得轴套径向扩张（expansion），与法兰孔产生过盈配合。
SCHAAF 螺栓拉伸器(SSV系列)可以生成最高达4000巴的液压压力两只圆螺母以及锥套由具有最大疲劳强度的超高强度钢制成锥套由具有较高塑性的高强度钢制成可传递最大的剪切力优点与传统的螺栓比较，ExpaTen螺栓利用径向膨胀及轴向拉伸原理， 具有以下明显的优点：装配后100%绝对锁紧以及摩擦连接，法兰之间无相对滑动即使经过多年的使用，ExpaTen螺栓依然可以简单快速地被安装或拆除 – 次数不限拆卸后仍可再次使用，所以无需采购备用螺栓即使速度，扭矩或者方向发生突然改变的情况下，液压螺栓完全可以保证连接的刚性，避免变形不会出现螺栓卡死或螺栓尺寸大小不合适的现象能传递强大的扭矩，完全消除元件间的侧隙数量较少的螺栓即可传递强大的转矩，最大限度减少法兰尺寸在最小空间尺寸内可传输最大扭矩和剪切力安装间隙为钻孔直径的0.05%到0.2%简单加工螺栓孔即可可以用相同的SSV拧紧其他标准螺栓应用领域SCHAAF ExpaTen液压膨胀夹紧螺栓被广泛应用于既需要传递强大转矩或扭矩，同时又能保证日后可方便被拆除的场合。
例如船舶螺旋桨传动轴系，发电站，压碎机，钢厂和非金属制造以及风力发电装置ExpaTen 2理想的法兰连接方案，用于法兰螺栓孔不同心或者直径不相等的情况软件用于计算旋转角度和装配工艺，包括文档记录。
