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。【关键词】正反分析法;瑞光阀门,合安电气,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 瑞光阀门螺栓组装配工艺影响因素主体分析
1.1 瑞光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 瑞光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。
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。
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/π+μsd2secα’+μwDw)) (2)
式中 P——螺距;
μs——螺纹摩擦系数;
d2——螺纹中径;
α’——螺纹牙侧角;
μw——支承面摩擦系数;
Dw——支承面摩擦扭矩的等效直径。