风电机组螺栓拧紧方法及预紧力控制分析谷小辉，徐帆，赵少伟，凡增辉（南车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部，湖南株洲412001）摘要：通过对风电机组高强度螺栓的拧紧方法及其实现原理的介绍，分析了相应的预紧力控制方法，并结合工程案例对液压拉伸法进行了分析。最后，对螺栓拧紧方法的特点进行了分析以指导实际应用选择。关键词：风电机组；螺栓拧紧；预紧力控制；液压拉伸法：TM614文献标识码：A：1674-9219(2012)10-0090-05AnalysisofWindTurbineBoltTighteningMethodsandPreloadingControlGuXiaohui,XuFan,ZhaoShaowei,FanZenghui（CSRZhuzhouElectricLocomotiveResearchInstituteCo.,Ltd.,WindPowerBusinessUnit,Abstract:ThetighteningmethodsandimplementationprinciplesofHigh-strengthboltareintroduced,andthecorrespondingpreloadingcontrolmethodisanalyzed,alsomakesaverificationanalysisoftheHydraulicStretchMethodbasedonengineeringcase.Finally,itmakesacomparativeanalysisofbolttighteningmethodstoguidepracticalapplication.法、旋转角度拧紧法和液压拉伸预紧法[3-5]。1.1扭矩拧紧法目前，在风电行业中最为广泛使用的螺栓连接预紧工艺为扭矩拧紧法，通过扭矩扳手设定的扭矩值来控制被连接件的预紧力，其优点是简单、直观。扭矩拧紧法拧紧螺栓时的拧紧力矩计算公式如下：0引言在兆瓦级风电机组装配过程中，各零部件特别是重要承载、传动部件的装配，都采用高强度大直径螺栓进行连接。螺栓预紧后的结构获得夹紧力对于机组安全运行时载荷的传递至关重要，在风电机组设计时要求重点考虑[1]。而实际应用中，螺栓拧紧需要考虑的因素又比较复杂[2]。因此，采用合适的拧紧方法对螺栓实施紧固以使其达到设计要求的预紧力是保证风电机组功能正常实现及整机安全的重要保障。本文探讨了高强度大螺栓的拧紧方法及其原理，并就液压拉伸预紧法在某兆瓦级风电机组装配中的实际应用进行了验证分析。M=KQd×10-3其中，M：拧紧力矩，N·m；Q：预紧力，N；K：计算系数；d：螺栓的公称直径，mm。（1）则预紧力为：1.2旋转角度法。（2）螺母（或螺栓）拧紧时的旋转角度与螺栓伸长量和被拧紧件松动量的总和大致成比例关系，因而可采用按规定旋转角度来达到预定预紧力的方法。在最初拧紧时，先确定极限扭矩，把螺栓一直拧到极限扭矩，再转过一个预定1螺栓拧紧方法目前，比较常见和通用的大螺栓拧紧方法有扭矩拧紧90风能WindEnergy图1液压拉伸器示意图Technology|技术的角度，这就是旋转角度拧紧法。螺栓伸长量ΔL与预紧力Q的关系为：2螺栓预紧力的控制螺栓的预紧力关系到被连接件的紧密性和可靠性，过大或过小的预紧力都会对连接质量产生影响。螺栓预紧力过大，会出现超拧现象；螺栓预紧力过小，则保证不了连接强度和质量。控制螺栓预紧力是实际工作中必须注意的问题[6]。2.1通过拧紧力矩控制预紧力拧紧力矩与螺栓预紧力呈线性关系，控制了拧紧力矩的大小，就可以通过实验或者理论的方法得到预紧力值。但在实际中，由于受摩擦系数和几何参数偏差的影响，在一定的拧紧力矩下，预紧力变化比较大，故通过拧紧力矩来控制螺栓预紧力的精度不高，其误差约为±25%，最大可达±40%。一般来说，控制拧紧力矩精度较高的工具是测力矩扳手和限力矩扳手。2.2通过螺母转角控制预紧力根据需要的预紧力计算出螺母转角，拧紧时量出螺母转角就可以达到控制预紧力的目的。测量螺母转角最简单的方法是刻一条零线，按螺母转过几方的数量来测量螺母转角，螺母转角的测量精度可控制在10°~15°内。2.3通过螺栓伸长量控制预紧力由于螺栓的伸长量只和螺栓的应力有关，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，通过螺栓伸长量控制预紧力可以获得很高的精度。此种方法被广泛应用于重要场合螺栓法兰连接的预紧力控制。2.4使用液压拉伸器控制预紧力使用液压拉伸器给螺栓施加拉紧力，使之伸长，然后旋合螺母，待撤去拉力后，由于螺栓收缩就可在连接中产生和拉力相等的预紧力。此种方法可以提高预紧力的控制精度。液压拉紧器给螺栓施加预紧力时没有摩擦力，故该方法适用于任何尺寸...