对于空压设施螺栓探究与革新

　　可见，压缩机连杆螺栓的可靠度不满足＞0.95的设计要求，螺栓发生失效并非偶然。

　　1提高压缩机连杆螺栓可靠度的措施

　　影响压缩机连杆螺栓可靠度的因素主要有：螺栓的预紧力、螺栓联接的相对刚度、螺栓的材料、螺栓的制造工艺等。提高螺栓可靠度可以采取以下措施：（1）适当降低预紧力。螺栓的预紧力Q p是影响可靠度大小的主要因素。当螺栓材料选定后，预紧力过大会引起可靠度的降低。降低预紧力，对提高连杆螺栓可靠性有利。但降低预紧力会引起残余预紧力减小，从而减低联接的紧密性。因此要根据螺栓材料、几何尺寸、工作载荷及性质、螺栓相对刚度、目标可靠度、紧密性要求等条件，来确定比较合适的预紧力。

　　（2）减小螺栓联接的相对刚度。螺栓相对刚度C b／（C b＋C m）也是影响其可靠度的因素之一。其值越小，可靠度越高，但残余预紧力越小。由C b／（C b＋C m）可知，减小螺栓相对刚度可通过减小螺栓的刚度C b或增加联接件的刚度C m实现。减小螺栓刚度的有效途径是在螺母下安装弹性元件，如弹性垫圈等；而增加联接件刚度的有效途径是连接件之间不用垫片或采用刚度较大的垫片。

　　（3）改进螺栓的材料。螺栓材料的强度对连接可靠度有一定影响。材料的屈服极限越大，螺栓的可靠度越高。如将螺栓的材料由45钢更换为40Cr钢，则螺栓的性能等级由6.6提高到6.8，抗拉强度由700MPa提高到750MPa，屈服极限" s由360MPa提高到420MPa，从而使螺栓的可靠度得以提高。

　　（4）改进螺栓的制造工艺。在材料不变的条件下，不同的螺栓制造工艺会对连接可靠度产生不同的影响，选择恰当的制造工艺是提高螺栓疲劳强度的有效手段。如采用冷镦螺栓头部和滚压螺纹的工艺方法，除可以减小应力集中外，冷镦和滚压工艺使材料纤维未被切断，金属流线的走向合理，而且有冷作硬化的效果，并使表面留有残余应力。此外，还可以采用氮化、氰化、喷丸等处理。

　　（5）合理设计螺栓连接的结构。连杆螺栓在承载时，各圈螺纹载荷分配并不均匀，初始几圈螺纹根部应力很大，*后一圈螺纹受载很小，可将连杆螺栓的螺纹尾部内切削呈7°倾斜角，使第1、2牙高度降低从而减小载荷。设计杆部直径略小于螺纹内径，增加螺栓的柔度，减轻螺纹部的应力和变形。为了减小应力集中的程度，可采用较大的圆角和卸载结构，或将螺纹收尾改为退刀槽。

　　（6）合理组装螺栓。螺栓组装时应按一定的次序和一定的伸长量拧紧螺栓，使预紧力达到规定的数值，并且保证全部连杆螺栓的预紧程度一致，避免个别螺栓因负载过重或过轻而相继折断。连杆螺栓的预紧力可折算成一定大小的螺栓伸长量。由于在连杆上无法测量，可借助工艺螺栓及工艺螺母进行测量。

　　上述措施中，有些方法对提高螺栓的可靠度有限，有些方法的操作比较复杂。由于旧设备改造受工艺要求和安装尺寸等条件的限制，改进方法应以对原设计修改*少、取得的效果*佳为原则。

　　综合分析，改进螺栓结构是一种效果显著、容易实现的方法，基本保留了原设计风格。改进宗旨是：减小螺栓的刚度。改进方法是：将螺栓中间的非螺纹部分的两端直径适当减小10％，长度减少为总长的1／4.

　　可见，压缩机连杆螺栓结构改进后可靠度能充分满足设计要求。

　　2结论

　　本文利用可靠性设计理论对砌块成型机压缩机连杆螺栓可靠性进行分析计算，定量回答了螺栓联接在运行中的安全性与可靠性的问题，找出了连杆螺栓疲劳可靠度不足而发生断裂的原因，并提出了相应的解决措施。在可靠性设计中，由于考虑了载荷、零件尺寸和材料强度性能等数据的分散性，本文将它们看作具有某种概率分布的统计量，符合工程实际中发生的现象及表征参数的不确定性（随机性），因而比常规的强度设计方法更接近实际。对于提高连杆螺栓疲劳可靠度的多种途径，在工艺、生产、安装等条件受限制的情况下，应该根据实际情况，从经济性、适用性、可行性方面进行综合考虑。

　　经分析，采用改进螺栓结构的方法可大幅度提高螺栓的疲劳可靠度，且操作简便，是较为理想的方法。