引言

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是由一些相關(guān)部件通過(guò)一定的連接方式組成一臺(tái)整機(jī)，其中高強(qiáng)度螺栓是連接這些主要零部件的重要元件之一，如槳葉與輪轂、機(jī)艙與塔架、塔架與基礎(chǔ)等，因此螺栓連接是否可靠，將直接關(guān)系到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全性能，本文以高強(qiáng)度螺栓理論為依據(jù)，對(duì)風(fēng)電機(jī)組中螺栓使用來(lái)進(jìn)行論述。

1.高強(qiáng)度螺栓的相關(guān)知識(shí)

1.1 等級(jí)和表示方法

高強(qiáng)度螺栓連接處是由一個(gè)高強(qiáng)度螺栓、一個(gè)螺母和兩個(gè)墊圈組成的結(jié)構(gòu)連接緊固件。我國(guó)主要有8.8級(jí)、10.9級(jí)、12.9級(jí)、13.9級(jí)的高強(qiáng)度螺栓。表示方法:小數(shù)點(diǎn)前數(shù)字表示熱處理后的抗拉強(qiáng)度；小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字表示屈服強(qiáng)度比，即屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與極限抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值之比。例如：8.8級(jí)的意思就是螺栓桿的抗拉強(qiáng)度不小于800MPa，屈服強(qiáng)度比為0.8，即屈服強(qiáng)度要高于640MPa。

1.2 特點(diǎn)和分類

高強(qiáng)度螺栓連接特點(diǎn):承載能力高、受力性能好、安裝簡(jiǎn)便、拆換靈活等。

高強(qiáng)度螺栓可分為摩擦型、張拉型和承壓型，其中摩擦型被廣泛使用。

1.3 高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊

1.3.1高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊的方法

（1）扭矩法

扭矩法通常使用扳手來(lái)擰緊，是預(yù)緊螺栓最通用的方法，使用的工具主要有以下幾種:

①手動(dòng)力矩扳手：用力矩扳手轉(zhuǎn)動(dòng)螺母或螺栓六角頭擰緊。

優(yōu)點(diǎn)：工具簡(jiǎn)單實(shí)用,所需要的力矩可以設(shè)定，預(yù)緊力比較均勻。

缺點(diǎn)：對(duì)于大力矩的螺栓，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，有時(shí)由于位置空間的局限不能使用。

②手動(dòng)扭力倍增器(增力扳手)：手動(dòng)扭矩倍增器是通過(guò)一級(jí)或多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，將輸入扭矩放大，行星輪級(jí)數(shù)越多輸出輸入比越大，預(yù)緊時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方法與前兩者方式一樣。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)較大力矩的螺栓預(yù)緊時(shí)，減輕了勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。

缺點(diǎn)：勞動(dòng)效率有所降低。該設(shè)備有一定的重量，對(duì)使用場(chǎng)合有一定的要求。

③液壓扭力扳手：液壓扭力扳手是一種專門為需要高扭力和狹小空間限制的地方而設(shè)計(jì)的工具，它具有一個(gè)可以多方向旋轉(zhuǎn)的杠桿反作用力臂。

優(yōu)點(diǎn)：力矩值準(zhǔn)確、擰緊力矩大、效率高、操作簡(jiǎn)單，可以用于不同規(guī)格的螺栓。

缺點(diǎn)：成套設(shè)備價(jià)格昂貴，重量較重。

④電動(dòng)扭矩扳手

風(fēng)能技術(shù)人員需要工具才能在離地面數(shù)百英尺的地方完成工作。與液壓扳手等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比， 電動(dòng)扭矩扳手非常輕，不需要重型泵。這意味著它們更容易在工作平臺(tái)上運(yùn)輸和使用，而且并不會(huì)犧牲扭矩強(qiáng)度。連接風(fēng)機(jī)的大直徑法蘭最多可能需要120個(gè)螺栓和14850Nm的扭矩，BRAC電動(dòng)扭矩扳手連續(xù)旋轉(zhuǎn)工具，可以在比液壓扳手短得多的時(shí)間內(nèi)完成這樣的任務(wù)(效率提升5倍以上)。

優(yōu)點(diǎn)：扭矩精確、操作簡(jiǎn)單、輕巧便捷、速度快噪音低。

安裝過(guò)程中注意事項(xiàng)

（1）在吊裝機(jī)艙時(shí)機(jī)艙偏航軸承螺栓孔需要進(jìn)行過(guò)絲，塔筒頂法蘭與機(jī)艙偏航軸承連接螺栓必須保證能夠手動(dòng)旋入。然后使用電動(dòng)扳手預(yù)緊，再使用液壓扳手?jǐn)Q緊。

（2）發(fā)電機(jī)吊裝時(shí)在地面旋入雙頭螺栓，若人工旋入雙頭螺柱困難，使用絲錐過(guò)絲處理后方可再次旋入。雙頭螺柱旋入主軸法蘭側(cè)不涂抹固體潤(rùn)滑膏，露出部分涂抹固體潤(rùn)滑膏。嚴(yán)禁用電動(dòng)或液壓扳手等工具強(qiáng)行旋入高強(qiáng)度螺母、螺柱。

（3）葉片安裝時(shí)雙頭螺柱旋入葉片須人工旋入，嚴(yán)禁使用工具強(qiáng)行旋入，嚴(yán)禁用電動(dòng)、管鉗等工具夾持螺紋部分。若雙頭螺柱旋入葉片螺紋孔受阻，須及時(shí)退出螺柱，用絲錐攻絲處理后方可繼續(xù)手動(dòng)旋入。

4.螺栓力矩控制

在風(fēng)機(jī)吊裝過(guò)程中，風(fēng)機(jī)安裝質(zhì)量主要是以螺栓連接力矩為主要控制點(diǎn)，因此有效的控制力矩值才能保證風(fēng)機(jī)的安裝質(zhì)量，所以在吊裝過(guò)程中力矩控制是重點(diǎn)。

（1）液壓站校準(zhǔn)，在風(fēng)機(jī)安裝過(guò)程中對(duì)螺栓預(yù)緊時(shí)用液壓力矩扳手來(lái)進(jìn)行，所以對(duì)液壓站的校準(zhǔn)很重要，液壓站校準(zhǔn)用增力包來(lái)校準(zhǔn)。在首臺(tái)吊裝時(shí)每安裝一部件用增力包來(lái)校驗(yàn)力矩值是否符合規(guī)定值，確保力矩值的準(zhǔn)確，往后每隔3至5臺(tái)時(shí)進(jìn)行液壓站的校準(zhǔn)。

（2）在吊裝塔筒、機(jī)艙、發(fā)電機(jī)、葉輪時(shí)，連接螺栓力矩必須擰緊75%以后方可拆除吊具，否則連接部位錯(cuò)位或其他原因造成螺栓受到剪切力或其他外力，影響螺栓壽命從而影響風(fēng)機(jī)壽命。

（3）力矩驗(yàn)收，在整機(jī)吊裝完成48小時(shí)內(nèi)，安裝單位進(jìn)行自檢后配合現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員進(jìn)行整機(jī)力矩驗(yàn)收，檢驗(yàn)方法如上文所述。