專利名稱：錯位式整體同步式法蘭螺栓拉伸機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及法蘭容器螺栓緊固裝置，特別涉及一種錯位式整體同步式法蘭螺 栓拉伸機(jī)，即內(nèi)、外側(cè)油缸中心輻射線與螺栓中心輻射線錯位布置的整體同步式法蘭螺栓 拉伸機(jī)。
背景技術(shù)：
目前工業(yè)上，特別是核工業(yè)上，廣泛利用法蘭連接實現(xiàn)待連接件的固定和密封。絕 大多數(shù)密封法蘭是圓形的，法蘭連接面的圓周均勻分布有N個螺栓通孔，螺栓通孔內(nèi)穿過 與之相配合的N條螺栓，通過螺栓與螺母嚙合實現(xiàn)法蘭的連接。為了使法蘭連接密封、可 靠，需要將這些螺栓同步均勻地緊固，即保證每條螺栓的預(yù)緊力相同。為了完成密封法蘭螺栓的緊固工作，且使法蘭受力均勻，目前是利用整體同步式 拉伸機(jī)完成螺栓的緊固。如圖3所示，原有技術(shù)中的非錯位式整體同步式拉伸機(jī)，用于預(yù)緊 法蘭容器上的N個螺栓，所述拉伸機(jī)包括主體構(gòu)件，主體構(gòu)件包括同軸設(shè)置的上、下支撐環(huán) 總成，設(shè)于上、下支撐環(huán)總成之間、并沿著N個螺栓內(nèi)外側(cè)布置的N個內(nèi)、外側(cè)油缸總成，以 及與N個被預(yù)緊螺栓相配的N個拉伸螺母。其中，該主體構(gòu)件中的N個內(nèi)、外側(cè)油缸總成與 N個螺栓的布置為非錯位式的，即每一個螺栓與相匹配的一組內(nèi)、外側(cè)油缸三者的中心連線 共線并且通過下支撐環(huán)的中軸線。上支撐環(huán)總成包括多個分體的上支撐環(huán)，多個上支撐環(huán) 為沿所述下支撐環(huán)總成中心陣列布置。在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)原有技術(shù)至少存在以下問題受整體同 步式拉伸機(jī)的結(jié)構(gòu)限制，導(dǎo)致上、下支撐環(huán)的徑向尺寸和軸向尺寸大，使得結(jié)構(gòu)過重，故而 大大增加了制造難度，進(jìn)而增加了產(chǎn)品成本。

實用新型內(nèi)容為了解決原有技術(shù)中存在的結(jié)構(gòu)過重，制造難度大，產(chǎn)品成本高的問題，本實用新 型實施例提供了一種錯位式整體同步式法蘭螺栓拉伸機(jī)。所述技術(shù)方案如下一種錯位式整體同步式法蘭螺栓拉伸機(jī)，用于預(yù)緊法蘭容器上的N個螺栓，所述 拉伸機(jī)包括主體構(gòu)件，所述主體構(gòu)件包括同軸設(shè)置的上、下支撐環(huán)總成，與所述N個螺栓相 配的N個拉伸螺母，以及設(shè)于所述上、下支撐環(huán)總成之間的N個內(nèi)側(cè)油缸總成和N個外側(cè)油 缸總成，所述兩相鄰螺栓的中心連線的垂直平分線上分布著一個所述內(nèi)側(cè)油缸總成和一個 所述外側(cè)油缸總成。具體地，為了能夠確保所有螺栓只承受純軸向力而無其他偏載作用設(shè)置的，所述 兩相鄰螺栓的中心連線的垂直平分線上分布的一個所述內(nèi)側(cè)油缸總成和一個所述外側(cè)油 缸總成的中心位置尺寸，滿足SIX (Dl-D) = S2X (D-D2)，其中，D表示所述螺栓的分布圓直徑，Dl表示所述外側(cè)油缸總成的分布圓直徑，
Sl表示所述外側(cè)油缸總成的壓力面積，[0011]D2表示所述內(nèi)側(cè)油缸總成的分布圓直徑，S2表示所述內(nèi)側(cè)油缸總成的壓力面積。具體地，所述內(nèi)側(cè)油缸總成和外側(cè)油缸總成為獨立的單體式結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，為了便于所述螺栓的同步拉伸，所述上支撐環(huán)總成為整體同步式結(jié)構(gòu)。本實用新型實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是相比原有技術(shù)，本實用新型通 過優(yōu)化油缸總成相對于螺栓的布置，具體采用在所述兩相鄰螺栓的中心連線的垂直平分線 上分布一個所述內(nèi)側(cè)油缸總成和一個所述外側(cè)油缸總成的結(jié)構(gòu)，能夠在實現(xiàn)油缸面積最大 化的前提下，使得配套液壓泵站工作壓力得到顯著下降，使得所述主體構(gòu)件的結(jié)構(gòu)更加緊 湊，有效縮小了上下支撐環(huán)總成的體積，降低了其重量，從而大大降低制造難度，提高了經(jīng) 濟(jì)性。

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中使用的附圖 作一簡單地介紹，顯而易見地，下面所列附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖Ia是應(yīng)用本實用新型的壓力容器的主視圖；圖Ib是圖Ia的A-A階梯剖視圖；圖2是本實用新型所述主體構(gòu)件中的油缸分布示意圖；圖3是原有技術(shù)中所述非錯位式整體同步式法蘭螺栓拉伸機(jī)主體構(gòu)件中的油缸 分布示意圖；圖如是本實用新型所述主體構(gòu)件的主視圖；圖4b是圖如的B-B階梯剖視圖；圖5是本實用新型所述內(nèi)側(cè)油缸總成的剖視圖；圖6是本實用新型所述外側(cè)油缸總成的剖視圖；圖7是本實用新型所述整體同步式法蘭螺栓拉伸機(jī)應(yīng)用在核反應(yīng)堆壓力容器法 蘭的示意圖。附圖中，各標(biāo)號所代表的組件列表如下1主體構(gòu)件，2壓力容器頂蓋法蘭，3壓力容器法蘭，4螺栓，5主螺母，6液壓泵站，7 油管總成；11下支撐環(huán)總成，12上支撐環(huán)總成，13拉伸螺母，14外側(cè)硬管組件，15內(nèi)側(cè)硬管組 件；20內(nèi)側(cè)油缸總成，21內(nèi)側(cè)油缸，22內(nèi)側(cè)油缸的密封件，23內(nèi)側(cè)油缸的活塞；30外側(cè)油缸總成，31外側(cè)油缸，32外側(cè)油缸密封件，33外側(cè)油缸活塞。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新 型實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。如圖2所示，本實用新型所述的錯位式整體同步式法蘭螺栓拉伸機(jī)，用于預(yù)緊法 蘭容器上的N個螺栓4 (參見圖lb)，所述整體同步式法蘭螺栓拉伸機(jī)包括主體構(gòu)件1，所述
4主體構(gòu)件1包括同軸設(shè)置的上支撐環(huán)總成12 (參見圖4b)和下支撐環(huán)總成11 (參見圖4b)， 與所述N個螺栓4相配的N個拉伸螺母13，與所述N個螺栓4相配的N個拉伸螺母13，以 及設(shè)于所述上支撐環(huán)和下支撐環(huán)總成11之間的N個內(nèi)側(cè)油缸總成20和N個外側(cè)油缸總成 30，所述每兩相鄰螺栓4的中心連線的垂直平分線上均分布著一個所述內(nèi)側(cè)油缸總成20和 一個所述外側(cè)油缸總成30。其中，如圖4b所示，內(nèi)側(cè)油缸總成20及外側(cè)油缸總成30分布在上支撐環(huán)總成12 和下支撐環(huán)上的定位槽內(nèi)。如圖如所示，所有內(nèi)側(cè)油缸總成20的油腔通過內(nèi)側(cè)硬管組件 15相互連通。所有外側(cè)油缸總成30的油腔通過外側(cè)硬管組件14相互連通。如圖4b所示， 拉伸螺母13與螺栓4頂段的螺紋相嚙合。具體地，本例中，如圖2所示，所述N個螺栓4沿著所述上支撐環(huán)總成12的中心均 布，使得所述螺栓4受力均勻。具體地，本例中，如圖2所示，所述N個內(nèi)、外側(cè)油缸總成20、30分別沿著所述上支 撐環(huán)總成12的中心均布，使得每個螺栓4的預(yù)緊力相同，具體地，所述內(nèi)側(cè)油缸總成20和外側(cè)油缸總成30為獨立的單體式結(jié)構(gòu)。在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，原有技術(shù)的該結(jié)構(gòu)布置使得內(nèi)外側(cè) 油缸與相鄰體螺栓4的力臂增大，從而造成上支撐環(huán)承受的彎矩增大，上支撐環(huán)總成12承 受偏載，而對于下支撐而言，油缸總成正好處于其強(qiáng)度和剛度最薄弱的部位，因此如果為了 滿足受力需要，上、下支撐環(huán)總成12、11的軸向尺寸和徑向尺寸還得加大。為了消除上述缺陷，如圖2所示，所述兩相鄰螺栓4的中心連線的垂直平分線上分 布的一個所述內(nèi)側(cè)油缸總成20和一個所述外側(cè)油缸總成30的位置，是按照N個內(nèi)、外側(cè)油 缸總成20、30同時工作時，能夠確保所有螺栓4只承受純軸向力而無其他偏載作用設(shè)置的。具體地，如圖2所示，本例中，油缸總成與相鄰螺栓4呈錯位布置，即每條螺栓4周 圍布置四個油缸總成，包括兩個外側(cè)油缸總成30和兩個內(nèi)側(cè)油缸總成20。內(nèi)側(cè)油缸總成20 和外側(cè)油缸總成30皆布置在相鄰兩螺栓4中心連線的垂直平分線上，即內(nèi)側(cè)油缸總成20、 外側(cè)油缸總成30與相鄰螺栓4呈錯位布置(CBMA)，參見圖2，具體特點如下N條被緊固螺栓4均勻分布在以0為圓心，直徑為D的圓上，即螺栓4的分布圓直 徑為D。主體結(jié)構(gòu)的兩組油缸總成分布在螺栓4內(nèi)、外側(cè)，組成了內(nèi)側(cè)油缸總成20和外側(cè) 油缸總成30。內(nèi)側(cè)油缸總成20和外側(cè)油缸總成30的數(shù)量均為n，其總成數(shù)量η與螺栓4 總數(shù)量N，滿足關(guān)系Ν = η。被緊固螺栓4外側(cè)的η個外側(cè)油缸總成30均勻分布在以0為圓心，直徑為Dl的 圓上(D1 >D)，即外側(cè)油缸總成的分布圓直徑為D1。其中，如圖6所示，外側(cè)油缸總成30 包括外側(cè)油缸31、外側(cè)油缸密封件32及外側(cè)油缸活塞33。定義，Sl為外側(cè)油缸總成30的 油缸壓力面積(外側(cè)油缸活塞面積)。被緊固螺栓4內(nèi)側(cè)的η個內(nèi)側(cè)油缸總成20均勻分布在以0為圓心，直徑為D2的 圓上(D>D2)，即內(nèi)側(cè)油缸總成的分布圓直徑為D2。其中如圖5所示，內(nèi)側(cè)油缸總成20包 括內(nèi)側(cè)油缸21、內(nèi)側(cè)油缸的密封件22及內(nèi)側(cè)油缸的活塞23。定義，S2為內(nèi)側(cè)油缸總成20 的油缸壓力面積(內(nèi)側(cè)油缸活塞面積)。為了有效避免螺栓4受到偏載而引起的彎曲，所述主體構(gòu)件的兩組油缸總成中心位置尺寸滿足S1 X (Dl-D) = S2X (D-D2)，即螺栓4只承受純軸向作用力。在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，原有技術(shù)的上支撐環(huán)為分體式結(jié)構(gòu)， 存在螺栓4無法同步拉伸的問題。為了克服上述問題，所述上支撐環(huán)總成12為整體同步式結(jié)構(gòu)，即上支撐環(huán)總成12 為一個整體構(gòu)件，可使得所述螺栓4能夠同步拉伸。本實用新型的操作步驟1、如圖7所示，將整體同步式拉伸機(jī)1連同安裝在上面的螺栓4及主螺母5吊運 到安裝現(xiàn)場。2、如圖7所示，將整體同步式拉伸機(jī)1的所有電纜和油管總成7連接好。3、如圖7所示，將整體同步式拉機(jī)吊1運到壓力容器頂蓋法蘭2 (可參見圖la)上， 并進(jìn)行對中和水平調(diào)整。4、參見圖Ib，使用螺栓4旋入設(shè)備將壓力容器頂蓋法蘭2上螺栓4全部旋入壓力 容器法蘭3螺孔中。5、參見圖4b，調(diào)整事先與螺栓4旋合的拉伸螺母13，直至拉伸螺母13與上支撐環(huán) 12接觸。6、參見圖lb，調(diào)整事先與螺栓4旋合的主螺母5，直至主螺母5與法蘭平面接觸。7、參見圖7，啟動液壓泵站6，使內(nèi)側(cè)油缸總成20和外側(cè)油缸總成30按預(yù)設(shè)壓力 P對上支撐環(huán)總成12進(jìn)行加載。8、參見圖Ia及l(fā)b，螺栓4在被軸向拉伸的同時，主螺母5與壓力容器頂蓋法蘭2 平面開始產(chǎn)生間隙，轉(zhuǎn)動主螺母5將間隙消除。9、參見圖7，當(dāng)液壓泵站6達(dá)到預(yù)設(shè)壓力P，螺栓4完成緊固。每條螺栓4的預(yù)緊 力 F = (S1+S2)*P。10、參見圖7，卸載系統(tǒng)壓力。11、參見圖4b，啟動活塞復(fù)位驅(qū)動機(jī)構(gòu)，內(nèi)側(cè)油缸活塞23 (參見圖幻及外側(cè)油缸活 塞33 (參見圖6)連同上支撐環(huán)總成12恢復(fù)到初始位置。12、參見圖4b，待法蘭螺栓4拉伸完成后，將拉伸螺母13全部旋出。13、參見圖7將整體同步式拉伸機(jī)1吊離安裝現(xiàn)場，妥善存放。本實用新型的工作原理參見圖如及4b，拉伸工作時，油缸總成在液壓泵站6供 給的高壓介質(zhì)的作用下，通過活塞將介質(zhì)壓力轉(zhuǎn)換為推力，并作用到上支撐環(huán)總成12上， 上支撐環(huán)總成12再將推力通過拉伸螺母13均勻地作用到每條待拉伸螺栓4上。參見圖Ia 及l(fā)b，螺栓4被拉伸的同時，主螺母5與法蘭面間產(chǎn)生間隙，此間隙可以通過旋合主螺母5 加以消除。旋合主螺母5消除間隙后，卸去系統(tǒng)介質(zhì)壓力，螺栓4的卡緊力即從拉伸螺母13 轉(zhuǎn)移到主螺母5上，進(jìn)而完成了法蘭的螺栓4緊固。由此可見本實用新型的主體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 緊湊，可高效完成容器法蘭螺栓4的緊固工作，大大縮短設(shè)備安裝和檢修周期。尤其是在對 人體有害的環(huán)境中作業(yè)，將會發(fā)揮巨大的作用。因此本實用新型通過優(yōu)化油缸總成相對于螺栓的布置，能夠在實現(xiàn)油缸面積最大 化的前提下，使所述主體構(gòu)件的各結(jié)構(gòu)在徑向上尺寸更加緊湊，大大減少材料的內(nèi)應(yīng)力，有 效縮小了上、下支撐環(huán)總成的體積，降低了其重量，從而大大降低制造難度，而且使得配套 液壓泵站工作壓力得到顯著下降，較大地提高了經(jīng)濟(jì)性和安全性。[0063] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型保護(hù)范圍，凡 在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用 新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種錯位式整體同步式法蘭螺栓拉伸機(jī)，用于同時預(yù)緊法蘭容器上的N個螺栓，所 述拉伸機(jī)包括主體構(gòu)件，所述主體構(gòu)件包括同軸設(shè)置的上、下支撐環(huán)總成，與所述N個螺栓 相配的N個拉伸螺母，以及設(shè)于所述上、下支撐環(huán)總成之間的N個內(nèi)側(cè)油缸總成和N個外側(cè) 油缸總成，其特征在于，所述兩相鄰螺栓的中心連線的垂直平分線上分布著一個所述內(nèi)側(cè) 油缸總成和一個所述外側(cè)油缸總成。
2.如權(quán)利要求1所述的錯位式整體同步式法蘭螺栓拉伸機(jī)，其特征在于，所述兩相鄰 螺栓的中心連線的垂直平分線上分布的一個所述內(nèi)側(cè)油缸總成和一個所述外側(cè)油缸總成 的軸心線到垂足點中心位置尺寸，滿足SIX (Dl-D) = S2X (D-D2)，其中，D表示所述螺栓的分布圓直徑， Dl表示所述外側(cè)油缸總成的分布圓直徑， Sl表示所述外側(cè)油缸總成的壓力面積， D2表示所述內(nèi)側(cè)油缸總成的分布圓直徑， S2表示所述內(nèi)側(cè)油缸總成的壓力面積。
3.如權(quán)利要求1或2所述的錯位式整體同步式法蘭螺栓拉伸機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)側(cè) 油缸總成和外側(cè)油缸總成為獨立的單體式結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的錯位式整體同步式法蘭螺栓拉伸機(jī)，其特征在于，所述上支 撐環(huán)總成為整體同步式結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種錯位式整體同步式法蘭螺栓拉伸機(jī)，用于預(yù)緊法蘭容器上的N個螺栓，所述拉伸機(jī)包括主體構(gòu)件，所述主體構(gòu)件包括同軸設(shè)置的上、下支撐環(huán)總成，與所述N個螺栓相配的N個拉伸螺母，以及設(shè)于所述上、下支撐環(huán)總成之間的N個內(nèi)、外側(cè)油缸總成，其特征在于，所述兩相鄰螺栓的中心連線的垂直平分線上分布著一個所述內(nèi)側(cè)油缸總成和一個所述外側(cè)油缸總成。本實用新型通過優(yōu)化油缸總成相對于螺栓的布置，能夠在實現(xiàn)油缸面積最大化的前提下，使所述主體構(gòu)件的各結(jié)構(gòu)在徑向上尺寸更加緊湊，大大減少材料的內(nèi)應(yīng)力，有效縮小了上下支撐環(huán)總成的體積，降低了其重量，從而大大降低制造難度，而且使得配套液壓泵站工作壓力得到顯著下降，較大地提高了經(jīng)濟(jì)性和安全性。
文檔編號B23P19/06GK201913451SQ20102068152
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者周文, 李修業(yè), 羅沛文, 趙戰(zhàn)國 申請人:周文