发动机装配过程拧紧工艺优化

发动机是汽车的心脏,为汽车提供动力,其质量直接影响汽车的产品性能及驾乘舒适性和安全性。发动机结构复杂,由上千个零件组合而成,螺纹连接是其中最主要的连接方式,而螺栓拧紧工艺直接影响到螺纹连接的可靠性,在整个发动机装配过程中占有至关重要的作用。以改善软连接拧紧后的扭矩衰减为目的,从拧紧扭矩的影响因素出发,对拧紧过程中的主要影响因素进行生产试验,分别验证了提高拧紧目标值、调整拧紧顺序、采用同步拧紧、调整拧紧速度、采用分步拧紧及复拧法对静态扭矩分布和离散度的影响。试验方法为：改变影响因素设定值或变更拧紧方法后,收集125台（套）或更多组数据利用Minitab软件做直方图进行对比分析。从试验对比结果来看,提高拧紧目标值可以在一定程度上提高静态扭矩值,但对离散度影响不大;调整拧紧顺序对静态扭矩的优化效果更为明显,离散度未能得到优化;采用同步拧紧的静态扭矩图最接近正态分布,静态扭矩相较于单轴拧紧有所提高,同步拧紧扭矩差异性更小;在节拍允许范围内,降低拧紧速度和采用分步拧紧法对静态扭矩和离散度的优化均有明显的效果;复拧螺栓对静态扭矩的优化具有一定的效果。以上几种办法均可在一定程度上改善螺栓扭矩衰减情况...     

拧紧策略对航空发动机单螺栓连接预紧力的影响

针对航空发动机装配过程中出现的螺栓预紧力误差大、控制精度低等问题,基于TC4钛合金单螺栓连接工艺实验,分析了不同拧紧策略对装配预紧力大小及稳定性的影响,具体包括扭矩法、扭矩-转角法等拧紧方法和拧紧速度。在扭矩法的基础上,研究了分步拧紧对预紧力的影响。以单螺栓连接结构和航空发动机典型的法兰螺栓连接结构为研究对象,探索了螺栓预紧力短时衰减规律。结果表明,重复拧紧时扭矩-转角法预紧力标准差大致是扭矩法的三分之一,使用扭矩-转角法、采用分步拧紧和提高拧紧转速均可使拧紧扭矩系数K值趋于平稳,降低预紧力分散程度,提高预紧力控制精度;预紧力在拧紧完成后的短时间内会发生衰减,前5～10min衰减最快,大致占总衰减量的80%,20～30min后预紧力保持稳定。     

汽车总装螺栓拧紧控制工艺分析及优化

介绍了扭矩控制法、扭矩转角控制法、屈服点法、伸长量法等汽车总装时螺栓拧紧的控制方法,研究了变速器支撑连接螺栓装配过程与拧紧控制工艺,并分析了扭矩因数、摩擦因数对拧紧控制工艺的影响。与此同时,对变速器支撑连接螺栓拧紧控制工艺进行优化,确认采用扭矩转角控制法代替扭矩控制法,可以提高螺栓的拧紧质量。     

两种螺栓的拧紧特性的分析

目前,在拧紧特性的分析中忽略了不同表面处理工艺的影响,造成了不同表面处理工艺有可能导致摩擦系数和扭矩系数散差较大的问题,影响了拧紧的可靠性。以理论分析为基础,以达克罗螺栓和镀锌螺栓为例,分别进行扭矩-夹紧力实验,测试其摩擦系数,对比分析了二者的摩擦系数和扭矩系数的稳定性,利于工程实际中更准确、有效地控制螺栓的预紧力。     

拧紧策略及其对螺栓预紧力影响研究

随着飞机结构越来越多地采用整体机加件和复合材料构件,螺栓在主承力结构的连接中起着尤为重要的作用。螺栓拧紧在螺栓连接中是最为重要的环节,拧紧过程中产生的轴向力使螺栓被拉长,被连接件被压缩,而这个轴向力就是预紧力,预紧力作为螺栓拧紧中最为关键的因素,对螺栓连接的可靠性、结构力学性能和疲劳寿命有着非常显著的影响。现常采用扭矩法对螺栓进行拧紧,其中预紧力是通过拧紧扭矩转化得到,该过程受摩擦系数影响显著,而拧紧工艺参数亦会影响摩擦系数,使得预紧力与拧紧力矩的转化关系更加复杂。对不同的拧紧方法进行了比较的同时,发现不同拧紧方法对于预紧力的影响不尽相同,对于预紧力的控制也不尽相同。研究拧紧方法、拧紧工艺参数对拧紧力矩-预紧力转化关系的影响,对于精准获得所需的预紧力有积极的作用。因此,就国内外拧紧策略及其对预紧力影响的研究现状进行综述,主要涉及拧紧方法、拧紧方法对预紧力的影响、拧紧工艺参数对预紧力的影响等三个方面。     

高精拧紧工具在发动机装配中的应用

介绍了发动机螺栓拧紧的基本原理,以及应用高精拧紧工具的扭矩曲线图,分析发动机装配螺栓拧紧问题的原因,通过分析计算的数据,进行拧紧参数的修改,完成并解决了发动机装配过程中螺栓拧紧的问题。     

发动机连杆螺栓拧紧工艺的试验研究

螺栓连接的拧紧工艺对整机装配品质有很大影响。扭矩控制法和扭矩/转角控制法是控制螺栓预紧力的两种常用方法。分析了这两种方法的特点及影响因素,在以发动机连杆加工和装配中的螺栓拧紧为对象,通过试验研究了这两种方法对连杆大头孔圆度的影响,试验结果表明扭矩/转角控制法具有更高的控制精度。     

螺栓预紧力测量装置的设计与应用

市面销售的M5、M6螺栓拧紧测量设备仅能测量拧紧扭矩且价格昂贵,针对该现状,研发螺栓预紧力测量装置。该装置包括:安装板、压力块、内螺纹柱、压力传感器、连接螺栓。将该装置应用于螺栓拧紧过程的监控,实现了对拧紧扭矩和预紧力的同时检测,实时调整设备的拧紧扭矩,使得螺栓装配预紧力达到设计要求。测量装置为螺栓连接,易损件互换性强;结构设计精巧,仅用市面销售的普通压力传感器即能达到预紧力测量要求,成本低廉。该装置特别适合于有M5、M6螺栓装配的小微制造企业采用。     

制动盘螺栓拧紧设备的开发与运用

分析了现有螺栓拧紧方式的种类和优缺点,并结合现有制动盘螺栓拧紧设备的不足和缺陷,全面设计了一套新型的螺栓拧紧非标设备。该设备具有输出扭矩范围大,扭矩精度高等特点,同时通过6轴和单轴拧紧、组装工位集成、螺栓拧紧程序化等3大功能的设计,提高了制动盘组装的生产效率、组装精度以及设备的通用性,提高了运用的可行性。     

风电机组螺栓复用扭矩系数变化的研究

为提高风电紧固件使用效率,从而降低风电机组成本,对风机用高强度紧固件重复使用扭矩系数进行研究.以8组螺栓连接副为研究对象,对其进行10次装-拆拧紧试验用以模拟风机螺栓的重复使用,并在拧紧过程中记录连接副的螺纹摩擦系数、端面摩擦系数、扭矩系数.通过对试验结果的分析发现:螺栓连接副端面摩擦系数和螺纹摩擦系数均随着拧紧次数的...     

楔形螺纹连接扭拉关系理论分析及拧紧特性

楔形锁紧螺母是一种应用广泛的防松结构,但是当前关于楔形螺纹连接的扭拉关系理论分析和拧紧特性因素分析的研究成果匮乏,导致楔形锁紧螺母的安装工艺一直缺少理论指导。首次建立并验证了楔形锁紧螺母拧紧过程的扭拉关系理论公式,并对其拧紧特性进行了影响因素分析。首先考虑楔形螺纹面的复杂几何形状,构建楔形斜面上任意区域的局部坐标系,通过坐标转换获得了任意楔形区域的平面方程、切向和法向矢量,在此基础上建立楔形锁紧螺母拧紧过程的扭拉关系理论公式;然后建立精确的楔形螺纹连接有限元模型,仿真了实际的拧紧过程,通过改变不同的摩擦系数、楔形角和螺距,得到拧紧扭矩-预紧力的离散数据点,通过对比理论公式所绘制的扭拉关系直线,从数值仿真角度验证了楔形螺纹连接扭拉关系理论公式的可靠性;同时,采用航空航天领域的两种典型楔形锁紧螺母作为试验对象,通过拧紧试验进一步验证理论公式的可靠性。最后系统研究了螺栓螺母材料、被压件材料、螺纹规格、螺母结构形式、拧紧次数等因素对楔形锁紧螺母扭矩系数和重复拧紧性能的影响规律。     

发动机螺栓联接装配质量控制

在现代汽车制造业中,为了确保产品的装配质量,必须对零部件和总成的螺栓联接实施有效控制。文章指出：在作为装配作业主要手段的自动、半自动电动拧紧枪通过验证的前提下,还需要确认拧紧工序具有足够的过程能力,以及电动拧紧枪已设置了合理的监控窗口。最后,则必须采取正确的事后检验方法对螺栓联接部位进行扭矩测试。     

高强度镀锌螺栓扭矩衰减控制技术分析

为了探究高强度镀锌螺栓扭矩衰减机理,进行扭矩衰减控制分析。以高强度镀锌螺栓为研究对象,对螺栓进行受力分析,建立判定扭矩衰减失效的数学模型;针对软连接装配,基于扭矩衰减控制方法即降低拧紧转速或分步拧紧,利用ATLAS电动拧紧系统,采用不同装配方法对螺栓进行拧紧对比试验,经过耐久试验结果表明扭矩失效准则能够有效判断装配连接的可靠性。因此,在软连接实际装配过程中,改变拧紧策略对保证螺栓联接可靠性具有重要意义。     

变矩三轴螺栓拧紧机的设计

介绍了一种大型球阀机械密封锁定螺栓拧紧与松卸的自动化改造设计方案。大型球阀广泛用于水力发电厂发电机组叶轮蜗壳前端。叶轮检修时需将球阀关闭,同时对阀体内部机械密封。均布于法兰盘上连接螺栓内侧的三十个螺栓拧紧时对球阀密封,松卸至规定位置时解封。设计采用三轴拧紧机变矩拧紧方案解决球阀机械密封螺栓的自动化投退问题,设备由转动轨道装置、拧紧机、自动控制系统构成,具有自动定位、自动套进螺栓、扭矩值及行程自动控制功能。拧紧及松卸的质量可靠,提高了生产效率,避免了工人高空作业。     

高强度自攻螺栓紧固扭矩异常的控制方法

针对发动机上的自攻螺栓在拧紧过程中连接件出现黏着磨损问题,结合力学和摩擦学分析,发现过高的拧紧转速是导致螺纹副发生黏着磨损和连接件紧固失效的主要原因.在拧紧过程中,不同阶段的拧紧转速不同,贴合阶段应采取200 r/min的转速,以降低自攻螺栓攻入过程的发热量,从而消除连接件材料受高温软化而导致的黏着磨损;在拧紧阶段,应采取较低转速来保证拧紧的精度.结果表明,采用降低拧紧转速和分步拧紧的方法,可以解决连接副的黏着磨损问题,紧固扭矩稳定,满足技术要求.     

高强度自攻螺栓紧固扭矩异常的控制方法

针对发动机上的自攻螺栓在拧紧过程中连接件出现黏着磨损问题,结合力学和摩擦学分析,发现过高的拧紧转速是导致螺纹副发生黏着磨损和连接件紧固失效的主要原因.在拧紧过程中,不同阶段的拧紧转速不同,贴合阶段应采取200 r/min的转速,以降低自攻螺栓攻入过程的发热量,从而消除连接件材料受高温软化而导致的黏着磨损;在拧紧阶段,应采取较低转速来保证拧紧的精度.结果表明,采用降低拧紧转速和分步拧紧的方法,可以解决连接副的黏着磨损问题,紧固扭矩稳定,满足技术要求.     

基于机器视觉的机车齿轮毂全自动双轴拧紧机的设计和应用

设计了基于机器视觉的机车齿轮毂全自动双轴拧紧机,根据拧紧工艺和扭矩控制原理实现对螺栓拧紧力矩的控制;通过丝杠变径机构,实现不同规格齿轮毂螺栓拧紧;利用机器视觉实现螺栓位置的识别以及初始位置的确定;讨论了自动拧紧机控制系统的硬件组成和软件系统配置,并介绍了防错、防漏功能的设计流程。螺栓自动拧紧机可提高装配精度和操作效率,降低工人的劳动强度。     

拧紧转速对螺栓联接可靠性分析

为了探究不同拧紧转速对螺栓联接效果的影响,利用螺栓多功能紧固分析系统对螺栓在转速为20 r/min、30 r/min、40 r/min、50 r/min、60 r/min、70 r/min的条件下进行扭矩—夹紧力试验,并对螺栓摩擦面进行温度监测。结果表明:在干摩擦条件下,随着拧紧转速的增加,螺栓的摩擦系数逐渐降低;同时引起摩擦面温度逐渐升高,摩擦系数减小。摩擦系数降低导致扭矩系数减小,则扭矩转化的轴向夹紧力较大,充分发挥了螺栓的使用效能。因此,在螺栓的实际装配过程中,适当提高拧紧转速对于保证螺栓联接可靠性具有重要意义。     

裂解连杆螺栓装配机床的动力学仿真及试验

由于传统的螺栓拧紧方法不能满足裂解加工要求,本文开发研究了裂解连杆螺栓装配机床并进行了仿真试验。介绍了螺栓拧紧机床的基本结构和自动螺栓装配过程,建立了该机床的虚拟样机模型,对装配螺栓过程进行了动态仿真;进行了机床的扭矩/转角试验,确定了某轿车连杆的螺栓拧紧工艺参数为20N.m+95°,采用该工艺能满足该连杆的螺栓装配要求;最后,讨论了定扭矩装配螺栓工序可能出现的质量缺陷,并提出了相应缺陷的解决方案。仿真结果表明,螺栓能准确穿入到连杆螺栓孔内并装配到连杆上。扭矩/转角试验表明,根据螺栓在装配过程中的伸长变形量可判断螺栓装配的轴向力是否符合要求,进而可确定连杆的定扭矩装配工艺。该项研究对螺栓拧紧机床的工程设计和裂解连杆工艺有指导意义。     

[装配技术]九级盘装配连接螺栓预紧力评估与分析

为探明航空发动机九级盘装配中螺栓重复使用有效预紧力范围,以螺纹摩擦试验机为测试手段,搭建九级盘连接模拟装配环境,研究航空发动机螺栓重复拧紧预紧力大小及其变化规律。开展了重复15次拧紧扭拉关系试验,试验设置了充分润滑、局部润滑与无润滑对比组,分析不同润滑条件下重复拧紧对螺栓预紧力变化规律及目标载荷的影响。试验结果表明,润滑对减小接触面的摩擦因数值并提高摩擦因数的稳定性具有积极意义,进而能够提高扭矩转化为预紧力的效率和稳定性;重复拧紧会改变预紧力的转化效率及稳定性,且不同的润滑条件下所表现出的规律也不尽相同。研究结果为九级盘螺栓重复使用预紧力评估提供一定参考。