基于ANSYS的超临界锅炉给水泵超高液压螺栓拉伸器的优化设计

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２０１３年４月第４１卷第８期
机床与液压
ＭＡＣＨＩＮＥＴ００Ｌ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ
Ａｐｒ．２０１３Ｖｏ１．４１Ｎｏ．８
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１３．０８．００２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＮＳＹＳＷａＳｕｓｅｄｔｏｍａｋｅｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｓｕｐｅｒｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｂｏｌｔｔｅｎｓｉｏｎｅｒ．Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｓｅｃｔｉｏｎ，ｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒＳｓａｅｓｓｉｎｇａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｃｈｅｃｋｉｎｇｗｅｒｅｄｏｎｅ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＡＳＭＥｓｐｅｃｉｉｆｅｄｔｅｓｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅｏｐｔｉ — ｍｉｚｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅＷａＳｃｈｅｃｋｅｄａｇａｉｎ．Ｆｏｒｇｅｔｔｉｎｇｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｆｅａｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔ，ｆａｔｉｇｕｅａｎａｌｙｓｉｓＷｓａｄｏｎｅｏｒｆｂｏｌｔｔｅｎｓｉｏｎｅｒ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄｓｆｅａｔｙｂｓｉａｓｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｕｐｅｒｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｂｏｈｔｅｎｓｉｏｎｅｒ；Ｂｏｉｌｅｒｆｅｅｄｗａｔｅｒｐｕｍｐ；Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；Ｆａｔｉｕｅｇａｎａｌｙｓｉｓ
பைடு நூலகம்
随着电力机组容量的增大及核电的日益发展，设
备对螺栓拉力的要求提高，单靠扭矩计算拉力已不能满足精度要求。液压螺栓拉伸器是一种专门用于螺栓紧固和扯卸的工具，运用液压系统使被紧螺栓拉伸达到预定载荷，然后机械地锁定在紧固件，从而达到预紧的目的。它的使用范围越来越广，载荷压力的要求也越来越大，相应螺栓拉伸器的材料选择和强度变得非常重要。以有限元优化及大量实验作为基础，某公司研制出具有先进水平的超高压超小空间使用的液压螺栓拉伸系统，并成功地应用于国产６００ＭＷ超临界机组上，仿真分析和实验结果得到很好的验证，形成套自行研发超高压螺栓拉伸器的方法。该公司研制的螺栓拉伸器结构紧凑，操作方
基于ＡＮＳＹＳ的超临界锅炉给水泵超高液压螺栓拉伸器的优化设计
张江涛，徐海旭，郑昱
（上海电力修造总厂有限公司，上海２０１３１６）
摘要：采用ＡＮＳＹＳ对超高压螺栓拉伸器进行有限元分析及优化设计，并针对结构危险截面进行安全系数评定和强度校核。依据ＡＳＭＥ规定试验压力，对优化后的尺寸结构进行重校核；并对螺栓拉伸器进行疲劳分析，得到其使用寿命系数，
为设备的安全运作提供依据。
关键词：超高压螺栓拉伸器；锅炉给水泵；优化设计；疲劳分析
中图分类号：ＴＨ１８２文献标识码：Ａ文章编号：１００１ —３８８１（２０１３）８— ００３— ５
ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｕｐｅｒＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅＨｙｄｒａｕｌｉｃＢｏｌｔＴｅｎｓｉｏｎｅｒｉｎＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＢｏｉｌｅｒ
一
置，直接对螺栓施加轴向拉伸力，使其在弹性变形范围内被拉长，螺母就会变得易于松动。螺栓的延长量或拉伸量产生了螺栓紧固所需的夹紧力。螺栓受到拉伸时，螺母会与接触面脱离开来，操作人员用手棒在
拉伸器下端的开口处转动螺母。卸掉拉伸器的油压后，螺母再次和接触面紧贴，从而使螺栓的轴向形变锁住。具体操作为先往螺栓上旋上螺母，插上座架，然后套上螺栓拉伸器，通过过渡接头往油缸里通油增压，接着人工旋紧螺母，最后卸压，取下工具，螺栓就被紧固，达到用户的需求。
ＦｅｅｄｗａｔｅｒＰｕｍｐＢａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳ
ＺＨＡＮＧＪｉａｎｇｔａｏ．ＸＵＨａｉｘｕ．ＺＨＥＮＧＹｕ
（ＳｈａｎｇｈａｉＰｏｗｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１３１６，Ｃｈｉｎａ）