柴油机设计与制造
Design and Manufacture of Diesel Engine doi; 10. 3969/j. issn. 1671 0614. 2018. 04, 003
2018年第4期第24卷（总第165期）
某柴油机飞轮螺栓设计计算
谢良根
（上海柴油机股份有限公司，上海200438）
摘要飞轮螺检是荣油机主关键零件之一，不仅承载荣油机静态输出载荷，而且承载飞轮及离合器的扭振附加载荷。某荣油机配套一大惯量飞轮，为此，对其飞轮螺检的设计计算进行研究。首先，利用多体动力学软件计算飞轮螺检承载的最大扭矩，分析出飞轮螺检所需的最小预紧力；然后，制定螺检方案，并通过理论计算和有限元计算选择最佳方案；最后对选择的飞轮螺栓方案进行样件试制并完成预紧力超声试验。
关键词：飞轮螺栓VDI2230标准多体动力学有限元计算
DesignandCalculationofFlywheelBoltofaDieselEngine
Xie Lianggen
(Shanghai Diesel Engine Co., Ltd., Shanghai 200438, China)
Abstract: The flywheel bolt is one of key parts of a diesel engine. The bolt connection must be eval-uated to ensure a safe transmission of not only the static torque of the diesel engine,but also the dynamic torque of the flywheel and clutch. This paper presents the study of the design and calculation of the fly-eaaasaa essary preload of the flywheel bolt, the maximum combined torque was at first calculated by the multi-body dynamics software AVL EXCITE designer. Then two bolt projects were proposed and the better one was selected by theoretical calculation and simulation. Finally,the selected flywheel bolt project was veri-fied by ultrasonic preload testing.
Key words: flywheel bolt,VDi2230 standard, multi-body dynamics,finite element analysis
0引言
飞轮螺栓是柴油机主关键零件之一，用于连接
曲轴与飞轮及离合器，并与连接件一起做高速旋转运动，不仅需要承载柴油机的静态输出载荷，而且需要承载飞轮及离合器的扭振附加载荷。飞轮螺栓的可靠性直接影响柴油机运行安全性。近年来，柴油机的功率不断提高，后端负载也不断加大。某柴油机配置一大惯量飞轮，为保障柴油机运行可靠，对飞轮的螺栓设计计算进行研究，以期提高飞轮螺栓设计的安全可靠性。
螺栓预紧力计算方法
目前，柴油机装配流水上飞轮螺栓拧紧工艺一般采用扭矩法和扭矩+转角法2种方法。由于这2 来稿日期：2018-11-11
种螺栓拧紧方法的工艺侧重点不同，其对应的螺栓预紧力计算公式也不同。
1.1扭矩法螺栓预紧力计算
扭矩法是通过控制控紧螺栓时的控紧力矩值来
达到控制螺栓预紧力大小的辨栓疗紧工艺。分析扭矩法拧紧状态下的螺栓受力情况可知，扭紧力矩T，等于克服螺纹之间相对转动的阻力矩T，和螺栓支撑面上的摩擦阻力矩T，之和，计算如下(1)：
F.dz
T, = T, + T, =
tan(,+p)+fF(1) 2
式中，F.为轴向预紧力，N；d,为螺纹中径， mm；e，为螺纹升角，（°）；P为摩擦角，（°）；f 为螺栓法兰面与被连接件支承面之间的摩擦系数；
作者简介：谢良根(1984－），男，工程师，主要研究方向为多体动力学及有限元分析。- 10