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​船舶联轴器连接螺栓校核分析

2021-03-27 16:50:58

船舶联轴器连接螺栓校核分析

   针对钢质内河船舶尾轴联轴器法兰普通连接螺栓断裂故障,利用机械工程对联轴器法兰普通连接螺栓的理论计算和校核方法,分析了螺栓预紧力和摩擦力矩,提出了螺栓选型改进建议,为船舶设计和审图提供了参考。尾轴联轴器是用来把尾轴与齿轮箱连接在一起,以传递主机转动与扭矩的一种装置。联轴器法兰连接螺栓有紧配和普通螺栓两种。目前,“规范”未给出普通螺栓校核公式,部分设计人员不懂校核,造成普通螺栓选型不满足规范要求,螺栓工作超出设计工况所产生的问题凸显。本文结合实例,利用机械工程有关理论,对普通螺栓进行强度校核,分析了螺栓预紧力和摩擦力矩,提出了螺栓选型改进建议。

案例分析

某内河钢质货船,主机额定功率为193KW,转速为1500r/min,齿轮箱减速比为5:1,无中间轴,联轴器法兰采用8.8级普通螺栓连接,螺栓孔的中 心圆直径为250mm,螺栓数量为8,轴的基本直径为120mm,在航行过程中发生联轴器螺栓断裂事故。

尾轴联轴器螺孔一般是按齿轮箱联轴器螺孔直径加工,因此,螺栓直径的选取,除满足计算值要求外,还应结合齿轮箱联轴器螺孔直径选取,避免螺栓过松。普通螺栓的连接,在螺母拧紧时会受到两种应力:一种是由预紧力引起的拉应力;另一种是由螺纹力矩引起的扭转剪应力。在实践中,还有许多影响预紧力选取的因素,如:受拉螺栓还是受剪螺栓,螺栓是否承受变载荷,安装工具和方法的准确程度,连接所在部位是否便于安装等等。这些都是确定预紧力指标应考虑的重要因素。对于船舶联轴器连接螺栓,主要承受剪切力、变载荷,而且现场往往不便于安装,为了能充分发挥螺栓连接的潜力和保 证连接的可 靠性,预紧力应当尽量取高值。螺栓抗拉强度和屈服及限直接影响螺栓传递扭矩的能力,在螺栓直径满足计算值的前提下,螺栓性能等级也应尽量取高值。