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体彩排列3开奖号:车架螺栓拧紧工具及拧紧工艺的对比研究

发布时间:2019-03-15   来源:陕西重型汽车有限公司   作者:马荣博 苏向玲  

体彩排列3试机号 www.hab5.com.cn   1、螺栓拧紧基础知识

  螺栓连接的目的是使两个或多个被连接件紧密贴合,为承受一定运动载荷,还需要被连接件间具备足够的夹紧力,以确保被连接件的可靠连接和正常工作。而夹紧力需要通过对螺栓施加扭矩进行转换,施加扭矩的50%克服螺栓头下的摩擦力,40%克服螺纹副的摩擦力,剩余的10%转换为夹紧力(如图1)。常见螺栓拧紧工具根据螺栓拧紧工具的动力来源,可将其分为三大类,即气动拧紧工具、电动拧紧工具和手动拧紧工具。

  1.1 气动冲击式拧紧工具的原理及特点

  气动冲击式拧紧工具是通过高压气体驱动气动电机机构旋转,将旋转力输出至打击机构,打击机构带动打击轴形成循环往复的前后及旋转运动,使之产生源源不断的扭力。其主要特点是拧紧快速、扭矩范围大、重量轻、无反作用力、易操作维修及保养、噪声大、精度低、扭力输出不稳定。

  1.2 气动定扭类工具的原理及特点

  1.2.1 气动离合器式定扭扳手

  气动离合器式定扭扳手是通过高压气体驱动气动电机机构旋转,将旋转力输出至打击机构,打击机构带动打击轴形成循环往复的前后及旋转运动,当被连接件达到预设的扭矩时,离合器工作自动停止拧紧动作。其主要特点是:噪声低,无冲击振动;达到预设扭矩时自动关机,可自动控制扭矩,无过拧风险;自重大,有反作用力,需悬挂作业,对空间要求严格;转速低,拧紧效率不高。

  1.2.2 气动油压脉冲式定扭扳手

  气动油压脉冲式定扭扳手是利用气源驱动油流量的大小,控制扭矩输出的大小。到达预设扭矩值时,油压缸会持续脉冲动作而不增加扭矩输出,从而有效控制扭矩。其主要特点是:操作方便,噪声低,振动小,可持续使用;达到预设扭矩时自动停止拧紧作业,可自动控制扭矩,无过拧风险;无反作用力,对作业空间无特殊要求;转速高,拧紧效率高,与冲击扳手相同;与冲击扳手比,产品单价成本高,需要专业维护、维修,但使用寿命长。

  1.3 电动定扭类工具的原理及特点

  电动定扭工具是利用伺服电机作为动力单元,连接减速机构,增大输出扭矩,再连接扭矩传感器,检测力矩。就可以精确的控制输出力矩、角度、圈数等参数。其工作主要特点是:几乎无噪声(65 dB);人机工程学好;精度高;适用于各种连接;外形尺寸??;扭矩可编程;数据可存储;扭矩范围广(60~4000 Nm);需要使用反作用力臂。

  2、气动拧紧工具对比试验

  以我司现有拧紧工具风动冲击扳手的性能表现为基准,分析不同的气动拧紧工具对螺栓拧紧过程能力的影响,试验工位为车架装配车间某工位,此工位螺栓拧紧力矩要求为280±28 Nm,参与对比试验的拧紧工具具体参数见表1。

  2.1 我司在用工具

  我司目前在用气动冲击扳手,选用档位为4档,装配过程由操作工根据经验、手感判断何时终止拧紧动作,将拧紧力矩控制在扭矩附近,测试样本量为783辆,正态性检验P值为0.492(>0.05),数据遵循正态分布,力矩均值288.2 Nm,标准差33.44。以现有工具的性能表现为基准,确定后续对比分析过程中的目标值、规格上限、规格下限分别为288.2 Nm、388.52 Nm、187.88 Nm。

  2.2 厂家A气动油压脉冲定扭扳手

  厂家A气动油压脉冲定扭扳手为卸压式定扭工具,标准环境下标定卸压力矩为280 Nm。使用过程中,操作人员只有在扳手自动卸压后才停止拧紧,拧紧过程无人员干预、修正,拧紧结果由工具决定。测试样本数为293辆,均值为322.3 Nm,标准差为39.3,过程能力指数Cp=0.98,Cpk=0.64。显示的力矩均值过大,可通过重新标定解决;但其标准差过大,使Cp值<1,整体性能表现不如熟练工使用普通气动冲击扳手。

  2.3 厂家B直驱式气动扳手

  厂家B直驱式气动扳手为断气式定扭工具,标准环境下标定卸压力矩为280 Nm。测试样本数156辆,均值327.5 Nm,标准差29,过程能力指

  数Cp=1.6,Cpk=0.97。

  同样,力矩均值可通过重新标定以靠近目标值,拧紧过程无人员干预,最终结果由工具决定,装配的过程能力指数最大能达到现有工具的1.6倍,远高于现有控制水平。

  2.4 厂家C直驱式气动扳手

  厂家C直驱式气动扳手为断气式定扭工具,标准环境下标定卸压力矩为280 Nm,能把扭力值转换成电信号,经运算处理后显示扭力值,具有一定的通信功能,对气源压力要求并不严格,只需气源驱动。测试样本58

  辆,分析结果:均值290.7 Nm,标准差:15.9,Cp=2.37,Cpk=2.31。

  综上分析:

  1.厂家A气动油压脉冲扳手定扭精度差,实际性能表现不如熟练工使用普通气动冲击扳手;

  2.厂家B直驱式气动扳手定扭精度较好,重新标定后,其性能表现能达到现有工具的1.6 倍;

  3.厂家C直驱式气动扳手性能表现最好,优于厂家二直驱式气动扳手。

  通过对气动冲击扳手、气动油压脉冲扳手、气动定扭直驱扳手现场实验测试,螺栓拧紧力矩靠员工经验控制无法保证,必须通过定扭工具进行保障,以上研究的直驱式气动扳手虽然精度高,但都存在转速低、生产效

  率低下、影响现有生产节拍的缺点,且只能预设1~2种定扭扭矩,无法满足我司车架不同规格螺栓扭矩的要求。

  3、 同行厂家螺栓拧紧工艺方式的对标

  对国内行业排名靠前的2家重卡生产商的螺栓拧紧工艺方式进行了的调研,并与我公司进行对比(如表2)。

  4、针对我司现状推荐的螺栓拧紧工艺方案

  我司目前普遍使用风动冲击扳手直接打紧螺栓,部分高端车型采用风动冲击扳手预紧、电动拧紧机复紧。随着对员工职业健康的日益重视,车间

  降噪成为了工艺人员致力解决的新课题。为了消除或减少风动冲击扳手产生的噪声,工艺人员提出可否采用小扭矩的油压脉冲扳手代替传统的风动冲击扳手,以实现降噪,优缺点对比见表3。综合上述对比,考虑成本、质量、效率、职业健康等因素,3种拧紧工艺分析如表4。

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