第34卷(2012)第1期结构与可靠性
柴油机 Diesel Engine
使用液压拉伸器时螺柱预紧力回弹分析
杨涛，张延亭，陈志忠，张伟，李新才，陶文辉
（七一一研究所，上海201108）
VoL.34(2012) No. I
摘要：大缸径柴油机通过液压拉伸器紧螺母时，施加到螺柱上的预紧力有一定量的回弹量，最终预紧力小于设计值，其差值是设计过程中确定液压拉仲器施加油压大小的重要参考因素。分别采用有限元分析和试验测试的方法对该差值作了对比分析。分析表明：回弹量均为设计值的 10%，设计时应预以充分重视。
关键词：液压拉伸器；预紧力；弹量
中图分类号：TH131.3
文献标识码：A
文章编号：1001=4357(2012)010035-02
Analysis of the Reduction of Bolt Pre-tightening Force When Using the Hydraulic Stretcher
Yang Tao,Zhang Yanting,Chen Zhizhong,Zhang Wei,Li Xincai,Tao Wenhui
(Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute,Shanghai201108)
Abstract: The final pre-tightening force on the bolt is smaller than the design value , as when the nut is tightened using the Hydraulic Stretcher, there is reduction of bolt pre-tightening force. In the design proce-dure, the value difference is an important reference in determining the oil pressure applied by the hydraulic stretcher. The methods of the finite element analysis and testing were adopted to study the value difference. The results show that the reduction reaches 10% of the designed value, and shoud be paid attention to. Keywords; hydraulic stretcher; pre-tightening force; reduction
0引言
船用大缸径柴油机一般通过液压拉伸器旋紧重要连接件的螺母，具体过程是：首先将螺柱的一端旋入机体，然后将螺柱另外一端装上螺母，通过液压拉伸器将螺柱拉长，在螺柱拉伸力达到设计值后，旋紧螺母；然后，卸掉液压拉伸器油压，在螺柱内部拉伸力的作用下，螺柱拉紧螺母，压紧被连接零件。由于螺母及被连接零件在液压拉伸器卸掉油压的过程中会产生一定的回弹变形，将释放螺柱的部分拉力，使螺柱最终的预紧力小于设计值。如果将螺柱预紧力设计值与最终值的差值定义为预紧力的回弹量，为了使螺柱预紧力达到设计值，有必要对螺柱预紧力的回弹量进行研究。本文通过有限
元分析及试验测试相结合研究预紧力回弹量的大小。
预紧力回弹分析方法
为了研究螺柱预紧力回弹量的大小，以某柴油机现有的主轴承螺柱为研究对象，考虑到试验测试的方便，采用现有的主轴承盖，并增加一段垫板，使其高度与机体主轴承螺孔高度--致，螺柱两端与螺母相连，下端的螺柱通过液压拉伸器施加拉力，如图1所示。
首先通过有限元分析模拟液压拉伸器拧紧螺母的过程。将分析过程分为两步，第一步模拟液压拉伸器拉长螺柱的过程，第二步模拟卸掉液压拉伸器油压的过程，通过两个载荷状态螺柱应变差计算得
收稿日期：2011-06-07：修回日期：2011-08-12
作者简介：杨涛（1983-），男，工程师，主要研究方向为案油机设计及结构强度分析，E-mail:yang-2008-2008@163.com。