船舶聯(lián)軸器連接螺栓校核分析

   針對(duì)鋼質(zhì)內(nèi)河船舶尾軸聯(lián)軸器法蘭普通連接螺栓斷裂故障，利用機(jī)械工程對(duì)聯(lián)軸器法蘭普通連接螺栓的理論計(jì)算和校核方法，分析了螺栓預(yù)緊力和摩擦力矩，提出了螺栓選型改進(jìn)建議，為船舶設(shè)計(jì)和審圖提供了參考。尾軸聯(lián)軸器是用來(lái)把尾軸與齒輪箱連接在一起，以傳遞主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)與扭矩的一種裝置。聯(lián)軸器法蘭連接螺栓有緊配和普通螺栓兩種。目前，“規(guī)范”未給出普通螺栓校核公式，部分設(shè)計(jì)人員不懂校核，造成普通螺栓選型不滿足規(guī)范要求，螺栓工作超出設(shè)計(jì)工況所產(chǎn)生的問(wèn)題凸顯。本文結(jié)合實(shí)例，利用機(jī)械工程有關(guān)理論，對(duì)普通螺栓進(jìn)行強(qiáng)度校核，分析了螺栓預(yù)緊力和摩擦力矩，提出了螺栓選型改進(jìn)建議。

案例分析

某內(nèi)河鋼質(zhì)貨船，主機(jī)額定功率為193KW，轉(zhuǎn)速為1500r/min，齒輪箱減速比為5：1，無(wú)中間軸，聯(lián)軸器法蘭采用8.8級(jí)普通螺栓連接，螺栓孔的中 心圓直徑為250mm，螺栓數(shù)量為8，軸的基本直徑為120mm，在航行過(guò)程中發(fā)生聯(lián)軸器螺栓斷裂事故。

尾軸聯(lián)軸器螺孔一般是按齒輪箱聯(lián)軸器螺孔直徑加工，因此，螺栓直徑的選取，除滿足計(jì)算值要求外，還應(yīng)結(jié)合齒輪箱聯(lián)軸器螺孔直徑選取，避免螺栓過(guò)松。普通螺栓的連接，在螺母擰緊時(shí)會(huì)受到兩種應(yīng)力：一種是由預(yù)緊力引起的拉應(yīng)力；另一種是由螺紋力矩引起的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。在實(shí)踐中，還有許多影響預(yù)緊力選取的因素，如：受拉螺栓還是受剪螺栓，螺栓是否承受變載荷，安裝工具和方法的準(zhǔn)確程度，連接所在部位是否便于安裝等等。這些都是確定預(yù)緊力指標(biāo)應(yīng)考慮的重要因素。對(duì)于船舶聯(lián)軸器連接螺栓，主要承受剪切力、變載荷，而且現(xiàn)場(chǎng)往往不便于安裝，為了能充分發(fā)揮螺栓連接的潛力和保 證連接的可 靠性，預(yù)緊力應(yīng)當(dāng)盡量取高值。螺栓抗拉強(qiáng)度和屈服及限直接影響螺栓傳遞扭矩的能力，在螺栓直徑滿足計(jì)算值的前提下，螺栓性能等級(jí)也應(yīng)盡量取高值。