擰緊,實際上就是要使兩被連接體間具備足夠的壓緊力,反映到被擰緊的螺栓上就是它的軸向預緊力(即軸向拉應力)。而不論是兩個被連接體間的壓緊力還是螺栓上的軸向預緊力,在工作現場均很難檢測,難以直接控制。因而,人們采取了下述幾種方法予以間接控制。
1.扭矩控制法(T)
扭矩控制法是最開始同時也是最簡單的控制方法,它是當擰緊扭矩達到某一設定的控制值Tc時,立即停止擰緊的控制方法。
2.扭矩—轉角控制法(TA)
扭矩—轉角控制法是在扭矩控制法上發展起來的,應用這種方法,首先是把螺栓擰到一個不大的扭矩后,再從此點始,擰一個規定轉角的控制方法。
3.屈服點控制法(TG)
屈服點控制法是把螺栓擰緊至屈服點后,停止擰緊的一種方法。它是利用材料的屈服現象而發展起來的一種高精度擰緊方法。
屈服點控制法的擰緊精度是非常高的,其預緊力的誤差可以控制在±4%以內,但其精度主要是取決于螺栓本身的屈服強度。
4.落座點—轉角控制法(SPA)
落座點—轉角控制法是最近新出現的一種控制方法,它是在TA法基礎上發展起來的。SPA法與TA法比較,其主要優點是:能克服在Ts時已產生的扭矩誤差,因此,可以進一步提高擰緊精度。
5.質量保證法(QA)
QA法是通過測量螺栓的增長量來確定是否達到屈服點的一種控制方法。
擰緊效果的檢測方法
1.事后法
(1)松開法:將擰緊的螺栓用扭矩扳手松開,讀出松開時的瞬時值。
(2)緊固法:即對已經擰緊的螺栓用扭矩扳手沿螺栓的擰緊方向再施加一個逐漸增大的扭矩,直至螺栓再一次產生擰緊運動,讀出此時的瞬時值。
(3)標記法:即對已經擰緊螺栓的擰緊位置做一個標記,將螺栓擰松之后再擰緊到原來位置時的扭矩值。
2.過程法
(1)直接法:在需要檢測時,把用于檢測的扭矩傳感器直接串接于板頭與被擰緊的螺栓之間,擰緊時可以直接讀出讀數。
(2)固定傳感器法:與直接法的區別是,用于檢測的扭矩傳感器不是臨時安裝的,而是固定在扳子的輸出軸上。
(3)傳感器替換法:在原扳子安裝扭矩傳感器的部位上,裝一根裝卸尺寸與扭矩傳感器完全相同的可以快速拆卸的活動軸,當要測試時,將快速拆卸活動軸卸下(即原扭矩傳感器隨之卸下),換上檢測用的扭矩傳感器。
擰緊機的使用概況
1.從擰緊的控制方法上來分
(1)扭矩控制法
缸蓋車間:OP20A序,用于凸輪軸瓦蓋的擰緊;
裝配車間:凸輪軸瓦蓋擰緊機(在分裝線上),上罩蓋擰緊機(在3號線上),油底殼擰緊機(在2號線上)。
(2)扭矩—轉角控制法
缸體車間:189621線,用于曲軸瓦蓋的擰緊;
連桿車間:連桿瓦蓋擰緊機;
裝配車間:曲軸瓦蓋擰緊機(在1號線上),連桿瓦蓋擰緊機(在2號線上),缸蓋擰緊機(在3號線上)。
2.從電路的控制方式分為直流侍服系統和交流侍服系統。
對擰緊工作中出現問題的分析
1.人工檢測的扭矩值與機器顯示值不符
(1)人工檢測的扭矩值大于機器顯示值
當前檢驗扭矩的方法基本上均采用事后法中的緊固法,前面已經提到,由于各方面的因素,其誤差可能在-5%~+25%之間,即人工檢測的扭矩值可能大于機器顯示值的+25%。尤其是在采用指針式扳手時,可能還會混有零點定位誤差、操作人員的視覺誤差等,都會增大誤差。
(2)人工檢測的扭矩值小于機器顯示值
采用緊固法檢驗,可能會出現-5%的誤差。但對于高彈性系數,且擰緊后即行檢測的扭矩值,負值誤差的機率極少。根據我廠的實際,出現人工檢測的扭矩值小于機器顯示值的情況,分別如下:
擰緊后時間較長(超過0.5h),尤其是上午擰的下午檢驗。實踐證明,這種情況的檢驗有可能會低10%。
工件本身有問題。如:缸蓋瓦蓋擰緊機在驗收時出現的2#頭擰緊后即人工檢測,其值較擰緊機顯示值低較多,經過多次試驗及檢查,是瓦蓋問題。
2.擰緊扭矩值偏大(轉角未達到設定值)
這個問題基本上都出現在工件、墊片和螺栓上。
(1) 對于工件:主要是工件的螺紋不好或螺孔內有異物,使螺紋接觸面摩擦阻力增大所至。
(2) 對于墊片:尤其是帶有彈簧墊片或帶定位點的平墊片對其的影響較大,扭緊靠座后,彈簧墊片(或帶定位點的平墊片)可能會隨螺栓旋轉所產生的摩擦阻力增大所至。
(3) 對于螺栓:主要是螺紋不好,剛開始用國產螺栓時曾出現過,而近幾年從未發生過。還有一點就是螺栓未按規定處理(蘸油)或把本來涂的油清洗掉。
(4) 其它原因:進行了兩次擰緊。
3.擰緊扭矩值偏小(轉角已達到設定值)
擰緊扭矩值偏小的情況近幾年出現的較少,前幾年在連桿螺栓上出現較多,其主要原因是螺栓的質量不好(屈服點較低)。當然,從理論上來講,工件的螺孔攻大,螺栓螺紋直徑偏小也會出現這種情況,但在我廠的實際生產中,尚未出現過。