液压螺母在锯片锁紧装置中应用的分析

【摘 要】液压螺母是一种较为先进的螺栓紧固方式，被广泛应用机械设备中，本文了介绍了液压螺母的工作原理和结构，分析液压螺母在热锯机锯片锁紧装置上应用的工矿条件、紧固特点及优势，对液压螺母在热锯机设备上的推广应用具有意义。

【关键词】液压螺母；锯片锁紧装置

1 前言

锯机是轧钢设备中一种常用的切断设备，其锁紧锯片的方式往往采用机械式锁紧，即螺栓、螺母连接紧固。机械式锁紧主要靠螺纹付的摩擦力锁紧，是各种机械设备中常用的连接方式之一，在正常使用过程中由于工况条件恶劣机械式锁紧装置易锈蚀卡死，造成拆卸困难费时、费力，同时存在锁紧力不可靠、不持久、震动后螺纹易松动变形，需要维护人员经常检查、紧固等使用缺陷。

2 液压螺母工作原理和结构

液压螺母的工作原理是利用液压油缸直接对螺栓施加外力，使被施加力的螺栓在其弹性变形区内被拉长，螺栓拉长后旋紧液压螺母上的锁紧圈，这样螺栓就会被锁止在拉长的位置上。当液压螺母液压加压工作用时会对螺栓施加外力，对螺栓进行轴向拉伸，而正是螺栓的拉伸量决定了螺栓紧固所需的夹紧力。液压螺母压环并紧后，液压螺母和结合面紧贴，从而将螺栓的轴向形变锁住，也就是将剩余螺栓载荷锁在螺母里。

液压螺母改变了传统的螺纹紧固方式，改传统的扭矩锁紧为轴向拉伸锁紧，将紧固螺栓轴向拉长，接近材料的屈服点，利用材料自身的弹性将螺纹锁紧。对螺栓施加的载荷与液压缸中的油压成正比关系，通过压力表的显示可以精确地控制轴向拉伸力，保证压环锁紧后能留住有效载荷。液压螺母根据使用压力不同、结构不同可以分为多种型号规格。

下图所示的是一种较为适合热锯设备工矿的液压螺母结构，螺母由螺母体、压环、注油口及放油排气接头组成，安装时须配套相应压力的泵和连接软管。使用安装前检查液压螺母，将螺母旋进锯片轴，压力环侧的支承面尽可能地顶紧在外压紧盘上，然后用胶管连接手动泵和液压螺母并缓慢加压，达到预定压力后停止加压，并再次旋紧压环，液压螺母即达到锁紧状态。

3 液压螺母锁紧力的选择

锯机在锯切轧件时存在阻力，根据锯切轧件作用在锯片的受力分析、热锯设备性能参数和生产率等技术参数可以计算得到，在杭钢中轧厂现有生产条件下，轧件对锯片侧面的直压力约为164kg。①

液压螺母的锁紧油压p―

F―锁紧的正压力；A―螺母油腔的面积；D、d―推环的外径、内径。

根据选用的液压螺母油压压力-拉伸拉力曲线进行选择，拆除压力选择比安装时增加5%左右；

油压压力―拉伸拉力曲线图

4 液压螺母紧固的特点和优势

液压螺母作为一种新型的强力紧固元件，特别适用于狭窄空间和重负荷振动机械紧固，在冶金设备中轧机牌坊锁紧用螺母、矫直辊装配用螺母等专用设备经常选用液压螺母，在恶劣的使用工况条件下都有良好的锁紧效果且拆装方便。

在热锯机上用于锁紧锯片能适应恶劣环境方便锯片频繁的拆装要求，锯机设备一般都处于高温、粉尘、水淋的恶劣条件下，但因其设计较为合理，工作运动部件都隐蔽在缸体内，所以完全满足使用工况可以在狭小空间进行作业。

相比较普通螺栓，液压螺母的锁紧力不仅大而且均匀分布，同时具有可精确控制的优点。液压螺母的使用解决了锯片锁紧力分布不均匀引起锯片震动开裂的难题，可以提高锯片高速运转时的稳定性减少锯片损耗；液压螺母锁紧力的大小通过压力表测压，能够精确地控制螺栓锁紧所需的锁紧力，同时具有结构简单装拆方便的优点，缩短换锯片的时间，换锯片简便省力提高了作业效率，保证生产安全。由于液压螺母采用机械锁紧，液压螺母内油液状况对其紧固无影响，因此也保证了锯片高速运行状态下的安全可靠性。

5 锯片锁紧液压螺母使用注意的问题

选用适合型号的液压螺母和适当的锁紧力。

在安装前应检查液压螺母是否完整无损，检查加油管路连接可靠；

由专门的操作人员装拆液压螺母，在使用过程中应按规定步骤和加压标准执行；

在加压过程中，有关人员必须保持适当的安全距离；

在进行紧固或松开过程中，任何情况下都不能超过规定的最大工作压力。

6 结束语

液压螺母是一种比普通螺母更为有效的新型紧固组件，锯片锁紧装置使用液压螺母后，具有安装更简单快捷、使用更安全、锁紧力更精确可靠的优点，为锯片锁紧装置的安装、检修和更换带来更高的效率，起着普通螺母不易起到的重要作用，因此推广新型螺母在热锯机设备上的应用有一定的意义。

参考文献：

[1]姜虹.￠1800热锯锯片锁紧机构的分析与改进[J].中国机械，2014（12）.

[2]李国栋.试论煤矿机械中液压螺母的应用[J].机电信息，2011（15）.

[3]徐灏主编.机械设计手册（第3卷） [M].机械工业出版社，1991.