引言

風力發(fā)電機組是由一些相關部件通過一定的連接方式組成一臺整機，其中高強度螺栓是連接這些主要零部件的重要元件之一，如槳葉與輪轂、機艙與塔架、塔架與基礎等，因此螺栓連接是否可靠，將直接關系到風力發(fā)電機組的安全性能，本文以高強度螺栓理論為依據(jù)，對風電機組中螺栓使用來進行論述。

1.高強度螺栓的相關知識

1.1 等級和表示方法

高強度螺栓連接處是由一個高強度螺栓、一個螺母和兩個墊圈組成的結構連接緊固件。我國主要有8.8級、10.9級、12.9級、13.9級的高強度螺栓。表示方法:小數(shù)點前數(shù)字表示熱處理后的抗拉強度；小數(shù)點后的數(shù)字表示屈服強度比，即屈服強度實測值與極限抗拉強度實測值之比。例如：8.8級的意思就是螺栓桿的抗拉強度不小于800MPa，屈服強度比為0.8，即屈服強度要高于640MPa。

1.2 特點和分類

高強度螺栓連接特點:承載能力高、受力性能好、安裝簡便、拆換靈活等。

高強度螺栓可分為摩擦型、張拉型和承壓型，其中摩擦型被廣泛使用。

1.3 高強度螺栓預緊

1.3.1高強度螺栓預緊的方法

（1）扭矩法

扭矩法通常使用扳手來擰緊，是預緊螺栓最通用的方法，使用的工具主要有以下幾種:

①手動力矩扳手：用力矩扳手轉動螺母或螺栓六角頭擰緊。

優(yōu)點：工具簡單實用,所需要的力矩可以設定，預緊力比較均勻。

缺點：對于大力矩的螺栓，工人勞動強度大，有時由于位置空間的局限不能使用。

②手動扭力倍增器(增力扳手)：手動扭矩倍增器是通過一級或多級行星齒輪傳動，將輸入扭矩放大，行星輪級數(shù)越多輸出輸入比越大，預緊時轉動方法與前兩者方式一樣。

優(yōu)點：對較大力矩的螺栓預緊時，減輕了勞動者的勞動強度。

缺點：勞動效率有所降低。該設備有一定的重量，對使用場合有一定的要求。

③液壓扭力扳手：液壓扭力扳手是一種專門為需要高扭力和狹小空間限制的地方而設計的工具，它具有一個可以多方向旋轉的杠桿反作用力臂。

優(yōu)點：力矩值準確、擰緊力矩大、效率高、操作簡單，可以用于不同規(guī)格的螺栓。

缺點：成套設備價格昂貴，重量較重。

④電動扭矩扳手

風能技術人員需要工具才能在離地面數(shù)百英尺的地方完成工作。與液壓扳手等競爭對手相比， 電動扭矩扳手非常輕，不需要重型泵。這意味著它們更容易在工作平臺上運輸和使用，而且并不會犧牲扭矩強度。連接風機的大直徑法蘭最多可能需要120個螺栓和14850Nm的扭矩，BRAC電動扭矩扳手連續(xù)旋轉工具，可以在比液壓扳手短得多的時間內完成這樣的任務(效率提升5倍以上)。

優(yōu)點：扭矩精確、操作簡單、輕巧便捷、速度快噪音低。

安裝過程中注意事項

（1）在吊裝機艙時機艙偏航軸承螺栓孔需要進行過絲，塔筒頂法蘭與機艙偏航軸承連接螺栓必須保證能夠手動旋入。然后使用電動扳手預緊，再使用液壓扳手擰緊。

（2）發(fā)電機吊裝時在地面旋入雙頭螺栓，若人工旋入雙頭螺柱困難，使用絲錐過絲處理后方可再次旋入。雙頭螺柱旋入主軸法蘭側不涂抹固體潤滑膏，露出部分涂抹固體潤滑膏。嚴禁用電動或液壓扳手等工具強行旋入高強度螺母、螺柱。

（3）葉片安裝時雙頭螺柱旋入葉片須人工旋入，嚴禁使用工具強行旋入，嚴禁用電動、管鉗等工具夾持螺紋部分。若雙頭螺柱旋入葉片螺紋孔受阻，須及時退出螺柱，用絲錐攻絲處理后方可繼續(xù)手動旋入。

4.螺栓力矩控制

在風機吊裝過程中，風機安裝質量主要是以螺栓連接力矩為主要控制點，因此有效的控制力矩值才能保證風機的安裝質量，所以在吊裝過程中力矩控制是重點。

（1）液壓站校準，在風機安裝過程中對螺栓預緊時用液壓力矩扳手來進行，所以對液壓站的校準很重要，液壓站校準用增力包來校準。在首臺吊裝時每安裝一部件用增力包來校驗力矩值是否符合規(guī)定值，確保力矩值的準確，往后每隔3至5臺時進行液壓站的校準。

（2）在吊裝塔筒、機艙、發(fā)電機、葉輪時，連接螺栓力矩必須擰緊75%以后方可拆除吊具，否則連接部位錯位或其他原因造成螺栓受到剪切力或其他外力，影響螺栓壽命從而影響風機壽命。

（3）力矩驗收，在整機吊裝完成48小時內，安裝單位進行自檢后配合現(xiàn)場技術員進行整機力矩驗收，檢驗方法如上文所述。