一种液压拉伸式紧固装置

技术领域

本发明涉及紧固装置技术领域，具体而言，涉及一种液压拉伸式紧固装置。

背景技术

在某些应用场合下的螺栓连接，例如，汽轮机、燃气轮机的垂直法兰面、水平中分面的连接螺栓、高压高温阀门的螺栓、燃气轮机的轮盘拉杆、联轴器等预紧紧固连接领域的应用场合；为了达到可靠而紧固的目的，必须保证螺纹副具有一定的摩擦力矩，此摩擦力矩是由连接时施加拧紧力矩后，螺纹副产生了预紧力而获得的。

在实际的螺栓安装中，施加这种预紧力措施通常是先用电加热棒将螺栓加热，预计达到了要求的伸长量，拧紧螺母，等到螺栓温度下降到加热前的温度再测量伸长量；如果伸长量未满足要求，还需继续重复加热、拧紧、降温、测量等步骤，直到伸长量满足要求。这一过程繁琐且费时，通常需要四到五个小时才能完成一颗螺栓的安装；并且，另一方面，经长时间的高温运行后，拆卸时常常发生螺纹咬死现象，导致费工费时及因破坏螺栓造成经济损失。因此，对现有的螺栓连接结构进行改进，旨在解决现有的螺栓连接过程繁琐且费时和拆卸时因螺纹咬死导致费工费时及因破坏螺栓造成经济损失的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压拉伸式紧固装置，其旨在解决现有的螺栓连接过程繁琐且费时和拆卸时因螺纹咬死导致费工费时及因破坏螺栓造成经济损失的问题。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种液压拉伸式紧固装置，包括螺栓、内螺母和外螺母下，该内螺母螺纹连接于该螺栓的一端，该外螺母下螺纹连接于该内螺母的外侧面，该内螺母沿轴向贯穿设置有顶升孔；还包括液压组件，该液压组件包括支撑爪和液压缸，该支撑爪设置于该顶升孔内，该液压缸驱动该支撑爪相对运动。

进一步地，该内螺母的高度设置为该外螺母下的高度一半。

进一步地，还包括垫圈，该垫圈套设于该螺栓的一端并设置于该内螺母和该外螺母下的下方。

进一步地，该液压缸内沿轴向滑动连接有活塞，该支撑爪设置于该活塞的底部；该液压缸的底部设置为内孔，该液压缸的内孔螺纹连接于该内螺母的外侧面；该液压组件还包括液压泵和连接管，该液压泵通过该连接管与该液压缸相连接。

进一步地，该液压缸的内孔和该内螺母之间螺纹连接有内衬筒，该内衬筒通过防转销钉固定连接于该该液压缸的内孔。

进一步地，该支撑爪和该活塞之间固定连接有垫板。

进一步地，该活塞和该液压缸之间设置有密封圈。

进一步地，该液压组件还包括压力检测表，该压力检测表设置于该液压泵。

进一步地，包括外螺母上，该外螺母上用于该液压组件拆卸后螺纹连接于该内螺母的外侧面，该外螺母上的底部相抵于该外螺母下的顶部。

进一步地，该螺栓设置为双头螺栓。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

(1)本发明设计合理，对现有的螺栓连接结构进行改进，利用内螺母、外螺母下、支撑爪和液压缸，通过液压缸使支撑爪往下移动，使螺栓和上缸中分面法兰产生相对运动，利用一个反向力将螺栓向上拉伸至要求值；当螺栓被拉伸至要求值后，将外螺母下往下旋紧，将所产生的活动空间填补，将外螺母下把紧，解决现有的螺栓连接过程繁琐且费时和拆卸时因螺纹咬死导致费工费时及因破坏螺栓造成经济损失的问题。即本发明在安装和拆卸螺栓使简单快捷，还会提高工作效率，并且不容易对螺栓造成损坏，降低维修的成本。

(2)更为重要的是，传统的螺栓在安装时，首先要对螺栓进行加热，预计到了要求的伸长量，拧紧螺母，等到螺栓温度下降到加热前的温度再测量伸长量，如果伸长量未满足要求，还需继续上述步骤，直到伸长量满足要求，这一过程繁琐而且费时，安装一颗螺栓需要四、五小时甚至更长。而本发明可以缩短安装时间、降低劳动强度，采用这种螺母和螺栓在安装、拧紧过程中直接测量螺栓的伸长量，在很短的时间内就可以使伸长量满足安装要求。

(3)并且，本发明还可以有效避免螺栓咬死、损坏；因此，在本发明中螺栓、螺母可以多次重复使用，既节约购买螺栓、螺母备件的费用，又可节约大量的拆卸时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种液压拉伸式紧固装置安装于汽轮机中分面的结构示意图；

图2为图1中A的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的一种液压拉伸式紧固装置安装中的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种液压拉伸式紧固装置安装后的结构示意图；

图标：1-液压缸，2-活塞，3-密封圈，4-垫板，5-内衬筒，6-支撑爪，7-液压泵，8-连接管，9-外螺母下，10-垫圈，11-双头螺栓，12-上缸中分面法兰，13-下缸中分面法兰，14-内螺母，141-顶升孔，15-外螺母上，16-压力检测表。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1至图4所示，本实施例提供一种液压拉伸式紧固装置，包括螺栓、内螺母14和外螺母下9，该内螺母14的内孔面及外侧面均设置有螺纹，该内螺母14螺纹连接于该螺栓的一端，该外螺母下9的内孔面设置有螺纹，该外螺母下9螺纹连接于该内螺母14的外侧面。

该内螺母14沿轴向贯穿设置有顶升孔141；还包括液压组件，该液压组件包括支撑爪6和液压缸1，该支撑爪6设置于该顶升孔141内，该液压缸1驱动该支撑爪6相对运动。具体而言，该螺栓设置为双头螺栓11。

在本实施例中，本发明一种液压拉伸式紧固装置在使用时，会具体涉及到汽轮机、燃气轮机的垂直法兰面、水平中分面的连接螺栓、高压高温阀门的螺栓、燃气轮机的轮盘拉杆、联轴器等预紧紧固连接领域；在本实施例中选择用汽轮机作为使用安装环境，进行使用原理阐述。在汽轮机的中分面连接中，中分面能够分为上缸中分面法兰12和下缸中分面法兰13，该下缸中分面法兰13内配钻有螺纹孔，该上缸中分面法兰12内配钻通孔。

在具体使用时，工作人员首先将双头螺栓11的下部穿过上缸中分面法兰12，并且与下缸中分面法兰13螺纹连接，将内螺母14旋入到双头螺栓11的上部，再将外螺母下9旋入到内螺母14的外侧面，并且，内螺母14和外螺母下9两者的底部会与上缸中分面法兰12的顶部相抵。然后，工作人员将支撑爪6插入到内螺母14的顶升孔141内，由于顶升孔141贯穿，支撑爪6会与上缸中分面法兰12的顶部相抵接；工作人员启动液压缸1，液压缸1驱动支撑爪6往下移动，支撑爪6移动到上缸中分面法兰12的顶部并与上缸中分面法兰12相抵接后，由于上缸中分面法兰12和下缸中分面法兰13通过双头螺栓11固定于一起；当支撑爪6继续往下施加力时，支撑爪6上所施加的力会使双头螺栓11和上缸中分面法兰12产生相对运动；把上缸中分面法兰12看作基准面，双头螺栓11相对地会往上移动，这相当于有一个反向力将双头螺栓11向上拉伸。

当双头螺栓11被拉伸至要求值后，由于内螺母14旋紧于双头螺栓11，外螺母下9旋紧于内螺母14，内螺母14和外螺母下9两者会跟随双头螺栓11往上移动，这使得外螺母下9和上缸中分面法兰12之间产生有活动空间，工作人员将外螺母下9往下旋紧，使外螺母下9沿轴向往下移动而相抵靠于上缸中分面法兰12的顶部。并且，工作人员把液压组件拆卸，拆掉液压组件之后，双头螺栓11因材料自身的收缩力，就能够达到预期的预紧力。当需要拆卸双头螺栓11时，再用液压组件往上拉伸双头螺栓11，将外螺母下9拆卸即可。

由此可知，本发明对现有的螺栓连接结构进行改进，利用内螺母14、外螺母下9、支撑爪6和液压缸1，通过液压缸1使支撑爪6往下移动，使双头螺栓11和上缸中分面法兰12产生相对运动，利用一个反向力将双头螺栓11向上拉伸至要求值；当双头螺栓11被拉伸至要求值后，将外螺母下9往下旋紧，将所产生的活动空间填补，将外螺母下9把紧，解决现有的螺栓连接过程繁琐且费时和拆卸时因螺纹咬死导致费工费时及因破坏螺栓造成经济损失的问题。即本发明在安装和拆卸螺栓使简单快捷，还会提高工作效率，并且不容易对螺栓造成损坏，降低维修的成本。

更为重要的是，传统的螺栓在安装时，首先要对螺栓进行加热，预计到了要求的伸长量，拧紧螺母，等到螺栓温度下降到加热前的温度再测量伸长量，如果伸长量未满足要求，还需继续上述步骤，直到伸长量满足要求，这一过程繁琐而且费时，安装一颗螺栓需要四、五小时甚至更长。而本发明可以缩短安装时间、降低劳动强度，采用这种螺母和螺栓在安装、拧紧过程中直接测量螺栓的伸长量，在很短的时间内就可以使伸长量满足安装要求。同时，在现有技术中，例如，通过将螺栓的一端固定安装在需要紧固的安装件上，内螺母套入螺栓另一端并把紧，再将外螺母拧入到内螺母，继续把紧外螺母，使外螺母抵接在安装件的表面，随着外螺母的继续旋转，外螺母与内螺母会相对移动，而内螺母和螺栓之间没有相对运动，使内螺母产生向上运动的力，从而带着螺栓拉长；由于是通过旋转外螺母来使螺栓拉长，在螺栓拉长的过程中就会产生一定的预紧力，使得外螺母和内螺母之间的螺纹连接更加紧密，在如此紧密的螺纹连接下，继续转动外螺母，很容易造成外螺母和内螺母的螺纹磨损，甚至是外螺母和内螺母两者咬死和损坏；而本发明先通过支撑抓往下移动而使螺栓拉伸，从而使外螺母下9和上缸中分面法兰12之间产生有活动空间，在旋转外螺母下9时不会与内螺母14产生紧密的螺纹连接，即不会导致外螺母下9和内螺母14两者咬死和损坏，提高本发明的使用寿命，实用性强。

并且，本发明还可以有效避免螺栓咬死、损坏；因此，在本发明中螺栓、螺母可以多次重复使用，既节约购买螺栓、螺母备件的费用，又可节约大量的拆卸时间。

在本发明中，该内螺母14和该外螺母下9两者的底部与该垫圈10的顶部相抵，该内螺母14的高度设置为该外螺母下9的高度一半。需要说明的是，预留这一半的空间是为了便于液压缸1的安装；具体而言，该液压缸1的底部设置为内孔，该液压缸1的内孔表面设置有螺纹，该液压缸1的内孔螺纹连接于该内螺母14的外侧面；这能够将液压缸1固定于内螺母14上，使液压缸1的接力点设置于内螺母14上。

更优化的是，还包括垫圈10，该垫圈10套设于该螺栓的一端并设置于该内螺母14和该外螺母下9的下方。需要说明的是，在具体使用时，将垫圈10装入到双头螺栓11的上部，再将内螺母14旋入到双头螺栓11的上部，再将外螺母下9旋入到内螺母14的外侧面，并且，内螺母14和外螺母下9两者的底部会与垫圈10的顶部相抵。然后，工作人员将支撑爪6插入到内螺母14的顶升孔141内，由于顶升孔141贯穿，支撑爪6会与垫圈10的顶部相抵接；工作人员启动液压缸1，液压缸1驱动支撑爪6往下移动，支撑爪6会移动到垫圈10的顶部并与垫圈10相抵接后，由于力通过支撑爪6传递到垫圈10上，因垫圈10在上缸中分面法兰12的顶部上无法沿力的方向运动；当支撑爪6继续往下施加力时，支撑爪6上所施加的力会使双头螺栓11和垫圈10产生相对运动，把垫圈10看作基准面，双头螺栓11相对地会往上移动，这相当于有一个反向力将双头螺栓11向上拉伸。当双头螺栓11被拉伸至要求值后，会在外螺母下9和垫圈10之间产生有活动空间，工作人员将外螺母下9往下旋紧，使外螺母下9沿轴向往下移动而相抵靠于垫圈10的顶部。由此可知，通过设置垫圈10，能够避免支撑爪6直接与上缸中分面法兰12的顶部相接触，支撑爪6所施加的力度会直接与垫圈10相接触，更好地保护上缸中分面法兰12，避免在施力的过程中对上缸中分面法兰12造成不必要的损坏。

其中，该液压缸1内沿轴向滑动连接有活塞2，该支撑爪6设置于该活塞2的底部；该液压组件还包括液压泵7和连接管8，该液压泵7通过该连接管8与该液压缸1相连接。可以理解的是，该液压缸1的顶部设置有进油孔，该液压泵7通过该连接管8与该液压缸1的进油孔相连通。需要说明的是，在具体使用中，工作人员启动液压缸1后，能够通过液压泵7驱动活塞2向下运动，从而带动支撑爪6往下移动。在一些实施例中，该液压缸1的内孔和该内螺母14之间螺纹连接有内衬筒5，该内衬筒5的内表面和外表面均设置有螺纹，该内衬筒5的内表面螺纹连接于该内螺母14的外表面，该内衬筒5的外表面螺纹连接于该液压缸1的内孔，该内衬筒5通过防转销钉固定连接于该该液压缸1的内孔；具体而言，该支撑爪6和该活塞2之间固定连接有垫板4；该活塞2和该液压缸1之间设置有密封圈3。

在一些实施例中，该液压组件还包括压力检测表16，该压力检测表16设置于该液压泵7。需要说明的是，在具体使用时，由于液压泵7会从液压油箱中吸入油液，形成压力油排出，通过连接管8进入到液压缸1内，从而驱动活塞2往下移动。而压力检测表16能够检测出液压泵7排出的液压油的压力，通过数次对双头螺栓11的拉伸，记录双头螺栓11被拉伸至要求值相对应的压力检测表16上的读数，经过多次记录和完善，形成拉伸至要求值相对应的压力值标准。在后续对双头螺栓11进行拉伸加工时，工作人员就能够将液压泵7开启到这个压力值标准，此时，双头螺栓11就能够被拉伸至要求值，就能够停止拉伸加工。

更优化的是，还包括外螺母上15，该外螺母上15用于该液压组件拆卸后螺纹连接于该内螺母14的外侧面，该外螺母上15的底部相抵于该外螺母下9的顶部。需要注意的是，当外螺母下9安装完成后，安装外螺母上15，是为了防止外螺母下9松动，用外螺母上15卡紧外螺母下9。

在一些实施例中，该双头螺栓11、该内螺母14、该外螺母下9、该液压缸1的内孔、该内衬筒5和该外螺母上15可以采用承载能力强、自锁性能好的螺纹牙型。具体而言，可以采用三角螺纹或梯形螺纹。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。