采用正反分析法对阀门螺栓组装配工艺的分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 采用正反分析法对阀门螺栓组装配 工艺的分析 【摘 要】本文采用相互作用和 条件的正反分析法，首先确定阀门螺栓 组装配工艺影响因素主体，再对其正负 向影响进行分析，最后对其正向影响的 达成条件进行分析，控制有利因素，以 获得相对优化的螺栓组装配方式，为阀 门螺栓组装配工艺的改进提供建议，也 为工业生产过程的问题分析与优化提供 一种方法。 中国论文网 /8/view-12933432.htm 【关键词】正反分析法；阀门螺 栓组；润滑；装配工艺 0 前言 螺栓组在阀门中起到紧固连接和 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 压紧密封的作用，在阀门相关标准中将 承压部件的连接螺栓归类到承压件之中， 可见螺栓是阀门上非常重要的零件。采 用科学的分析方法来确定阀门螺栓组装 配工艺的关键影响因素，就可以有效地 控制这些关键影响因素，将这些因素进 行改进，使其产生正向作用。这对优化 阀门螺栓组的装配工艺，提高阀门性能 有着重要的意义。 1 阀门螺栓组装配工艺影响因素 主体分析 1.1 阀门螺栓组装配工艺影响因 素主体的确定 阀门螺栓组在装配过程中接触的 零件或部位有阀门法兰、螺母螺纹面、 螺孔螺纹面、紧固扳手，相关联的零件 有垫片。将阀门螺栓组对接触件和关联 件的影响定义为正向作用，将接触件和 关联件对阀门螺栓组的影响定义为反向 作用。通过表 1 对因素进行分解分析可 知阀门螺栓组对螺纹面和扳手的正向作 用是因为需要达到紧固和压紧密封的作 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 用而产生的，所以正向作用可归纳为紧 固和压紧密封，反向作用可归纳螺栓组 的受力和旋合。这些作用也就是阀门螺 栓组装配工艺的影响因素。 表 1 阀门螺栓组正反向作用分析 1.2 阀门螺栓组装配工艺影响因 素主体的正负向影响分析 定义能够实现以上正反向作用的 条件为基础条件，能够使以上正反向作 用优化的条件为优化条件，能够使以上 正反向作用恶化的条件为恶化条件，通 过表 2 对以上作用的实现条件进一步分 析可知：基础条件归纳为足够的力和足 够的强度，优化条件归纳为均匀和顺畅， 恶化条件均是关联优化条件的负向影响， 无其它影响。足够的强度是螺栓组设计 的范畴，不属本文讨论的内容，因此阀 门螺栓组装配工艺的实现及优化条件可 总结为受足够且均匀的力和顺畅，此条 件也就是阀门螺栓组装配工艺的正向影 响。当阀门螺栓组的正向影响能够达成 时，负向影响即不会出现。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 表 2 阀门螺栓组正反向作用关联 条件分析 2 阀门螺栓组装配影响因素主体 的正向影响的达成条件分析 2.1 足够的力 想要使阀门螺栓组有足够的力， 可以通过两个方面来实现：一是，实际 增加阀门螺栓组的紧固力来实现良好地 紧固或压紧密封，二是，改善能够影响 实现良好紧固和压力密封的紧固力的因 素。第一方面实际增加阀门螺栓组的设 计紧固力可以很直接地实现，但这并不 是一种优化的方式，第二方面则可以借 助计算来进行分析。查 GB/T 16823.2- 1997螺纹紧固件紧固通则可知，螺 栓紧固力的关系式见公式（1） 。 Tf=kFfd （1） 式中 Tf 紧固扭矩； K扭矩系数； Ff初始预紧力或预紧力； d螺纹公称直径。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 由公式（1）可知，在螺栓尺寸 确定的情况下，螺栓的公称直径 d 是确 定的，因此在相同的紧固扭矩下，如果 能降低扭矩系数 K，则可以获得更大的 紧固力。 查 GB/T 16823.2-1997螺纹紧 固件紧固通则可知，扭矩系数 K 的关 系式见公式（2） K=1/（2d（P/+sd2sec +wDw） ） （ 2） 式中 P 螺距； s螺纹摩擦系数； d2螺纹中径； 螺纹牙侧角； w支承面摩擦系数； Dw支承面摩擦扭矩的等效 直径。 由公式（2）可知，在螺栓尺寸 确定的情况下，螺栓的公称直径 d、螺 距 P、螺纹中径 d2、螺纹牙侧角 、 支承面摩擦扭矩的等效直径 Dw 是确定 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 的。在此条件下，扭矩系数 K 仅和螺纹 摩擦系数 s和支承面摩擦系数 w有关， 而考虑螺栓的防松，支承面的表面粗糙 度要求不宜过于提高，所以支承面摩擦 系数 w相对固定。由此可见，降低螺 纹摩擦系数 s则可使扭矩系数 K 减小。 降低螺纹摩擦系数 s可以通过提高螺 纹的表面粗糙度和增加螺纹间的润滑两 种方式来实现。 2.2 顺畅 要达到顺畅的要求则涉及三个方 面：一是，尺寸的公差配合合理，二是， 螺纹接触面的表面粗糙度较好，三是， 增加螺纹间的润滑。目前阀门螺纹配合 公差按照机械设计手册通常选择 6g/6H，这个公差配合是适用于紧密和 强度的通用要求的，在此不对其它配合 公差进行试验研究；螺纹接触面的表面 粗糙度可以通过调整螺纹加工参数或螺 纹加工后增加磨削的工艺方法来实现； 润滑可以通过使用润滑剂来实现。 相对提高接触面的表面粗糙度而 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 言，增加润滑更具经济性和高效性。润 滑剂的选择应根据阀门螺纹旋合件型式 不同来定。对于螺栓螺母旋合的情况可 以选择使用粘稠度稍高的润滑剂，对于 螺纹盲孔可以选择轻质油或石墨粉之类 的润滑剂，以防止螺纹接触面因被油膜 填充形成封闭空间而导致螺栓安装困难 及螺纹孔底封闭空气受压发生意外。对 于不锈钢螺栓应选择使用二硫化钼润滑 剂以保证在起到润滑作用的同时还可有 效防止接触螺纹咬死。 2.3 均匀 阀门螺栓组均匀装配的要求涉及 到螺栓装配顺序的均匀和每个螺栓力的 均匀。目前行业对螺栓的装配顺序的研 究表明：同时加载优于对角加载的方式， 对角加载优于顺序加载的方式。但是考 虑阀门法兰的型式和尺寸的限制。在螺 栓的加载方式上可根据以下原则选择： （a）在工具允许的情况下，对 于有足够操作空间的盲板法兰盖采用同 时加载阀门螺栓的方式； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 （b）在因法兰型式和尺寸限制 无法使用同时加载工具的情况下，采用 对角加载阀门螺栓的方式； （c）避免采用顺序加载阀门螺 栓的方式。 要想使每个螺栓获得均匀的紧固 力，可以选择定扭矩扳手作为阀门螺栓 组的紧固工具。当然，为提高效率，还 可以选择电动或气动定扭矩工具来紧固 阀门螺栓组。 3 结语 采用正反向作用分析和正负影响 的正反分析方法，相对可靠全面地分析 出了阀门螺栓组的影响因素和具体影响。 使用此方法对阀门螺栓组装配影响因素 主体进行分析确定，对阀门螺栓组装配 影响因素主体的正负向影响进行分析， 对阀门螺栓组装配影响因素主w 的正 向影响的达成分析，可以确定通过对螺 纹接触面进行合适的润滑可以降低螺栓 紧固的摩擦系数，进而在相同紧固扭矩 下获得更大的紧固力；通过同时加载或 -精选财