摘要：本文采用壓力傳感器、M采集模塊組成的載荷測(cè)試系統(tǒng)對(duì)螺栓所受到的載荷進(jìn)行分析，結(jié)合螺栓連接的預(yù)緊力、應(yīng)力幅等因素對(duì)螺栓連接中螺栓的斷裂原因進(jìn)行了初步探討，初步判斷出螺栓斷裂原因，并給出改進(jìn)意見。
1．背景
某項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的7#, 31#, 27#機(jī)組變槳軸承與輪毅聯(lián)接雙頭螺栓出現(xiàn)斷裂情況，其中2013年6月13日發(fā)現(xiàn)7#機(jī)組螺栓斷裂2顆，2013年8月16日發(fā)現(xiàn)31#機(jī)組螺栓斷裂1顆，2013年9月22日、10月及2014年1月14日發(fā)現(xiàn)27#機(jī)組螺栓斷裂各1顆。
變槳軸承與輪毅聯(lián)接處厚度均為169mm，雙頭螺柱露出變槳軸承長(zhǎng)度為70士lm,輪毅內(nèi)M30螺紋。孔光孔深度為12m。即雙頭螺柱與輪毅旋合第一扣的距離L=169+70+12+3.5（一個(gè)螺距）=254.5mm.現(xiàn)場(chǎng)檢查該機(jī)組的相鄰螺栓及另外兩支葉片上的聯(lián)接螺栓，未發(fā)現(xiàn)螺栓松動(dòng)，機(jī)組未見其他異常。該批斷裂螺栓強(qiáng)度等級(jí)為10.9級(jí)，由圖1可以看出，兩顆螺栓斷裂位置均為螺栓與螺紋孔旋合最后一扣位置。
圖1：變槳軸承連接輪毅螺栓斷裂位置
現(xiàn)場(chǎng)找到一顆完整斷裂螺栓，斷面清晰，見圖2、圖3。由圖中可以看出，該螺栓斷口為典型的疲勞斷口，有明顯的貝紋狀疲勞線。由線條很細(xì)膩可以看出，造成螺栓疲勞撕裂的應(yīng)力幅值較小，最后斷裂位置區(qū)域很小，也能說(shuō)明這一點(diǎn)（該顆螺栓是在更換過(guò)程中，拆卸時(shí)擰斷）。
為方便描述斷裂螺栓所在位置，特按以下規(guī)則對(duì)螺栓位置進(jìn)行編號(hào)：葉片順槳，斷螺栓的軸承對(duì)應(yīng)的葉片鎖定在左側(cè)斜向上方向，站在葉根，面向變槳軸承，以右手邊固定變槳柜支架螺栓左側(cè)第一顆螺栓編號(hào)為1#，逆時(shí)針?lè)较蛞来螢?#、3#--59#、60#，如圖1所示。以上機(jī)組螺栓斷裂位置見表1。
圖4:螺栓位置編號(hào)
表1：螺栓斷裂位置統(tǒng)計(jì)
2.測(cè)試方案
由于設(shè)備局限，本次共使用8個(gè)壓力傳感器，因此傳感器布置位置有限。由表1可知，螺栓斷裂主要集中在1#到7#螺栓位，故此處作為布放傳感器的重點(diǎn)位置，為與該部位做對(duì)比，重點(diǎn)部位對(duì)稱方向及垂直方向各布置1顆傳感器，各螺栓位置與傳感器對(duì)應(yīng)的編號(hào)為：1#螺栓一1#傳感器、3#螺栓一2#傳感器、4#螺栓一3#傳感器、6#螺栓一4#傳感器、52#螺栓一5#傳感器、7#螺栓一6#傳感器、22#螺栓一7#傳感器、37#螺栓一8#傳感器，機(jī)組在正常工作時(shí)（葉片在0度位置），葉片翼緣與傳感器布置位置見圖5。
