發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接及擰緊工具應(yīng)用技術(shù)

1、    發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接及擰緊工具應(yīng)用技術(shù)    黃星+王麗芳+程磊摘 要：在工業(yè)生產(chǎn)尤其是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中，廣泛運(yùn)用了螺紋連接，在每一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中，螺紋緊固件的數(shù)量往往在一千到兩千件，而品種數(shù)量也常常多達(dá)一百多種，并且其與發(fā)動(dòng)機(jī)以及車(chē)輛的安全性之間有著緊密關(guān)系，特別是用于連接螺釘與螺栓的產(chǎn)品一旦發(fā)生損壞，將引發(fā)一系列的嚴(yán)重后果，因此發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接與擰緊工藝也成為社會(huì)大眾廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。本文將在此背景之下，簡(jiǎn)單介紹發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓的軟硬連接以及幾種常見(jiàn)的擰緊方法，并針對(duì)當(dāng)前使用的普通擰緊工具以及電動(dòng)擰緊機(jī)器進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；螺栓；擰緊工具；應(yīng)用重慶

2、市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局科研項(xiàng)目：項(xiàng)目名稱(chēng)： 動(dòng)態(tài)多軸擰緊機(jī)校檢裝置的研究 項(xiàng)目編號(hào)：cqzjky2014036引言：筆者發(fā)現(xiàn)在近些年來(lái)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的故障原因當(dāng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋螺栓和主軸承連接的故障問(wèn)題是其中一大關(guān)鍵原因，并且由于螺釘、螺栓等自身的經(jīng)濟(jì)價(jià)值比較低，因此長(zhǎng)久以來(lái)并未得到人們的充分重視。但事實(shí)上由于發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓的連接問(wèn)題屢屢出現(xiàn)各種事故和故障，因此研究發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接以及擰緊工具的應(yīng)用對(duì)工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。一、發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接及擰緊方法概述（一）螺栓硬、軟連接發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接主要有三種形式，分別為硬性連接、軟性連接以及介于軟、硬之間的連接。假設(shè)將螺栓的聯(lián)接特性用一條刻度表進(jìn)行表示，

3、那么在刻度表的兩端則分別為硬性連接和軟性連接，但在二者之間還存在著眾多不同程度的螺栓連接1。具體來(lái)說(shuō)，硬性聯(lián)接指的就是直接使用短螺釘或螺栓連接剛性較大且接觸面平整的金屬件。而在螺栓達(dá)到連接面之前只需要使用極小的力矩即可轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓，而一旦螺栓到達(dá)連接面之后，也僅僅只需要低于三十度的位移即可使得螺栓母準(zhǔn)確達(dá)到預(yù)定力矩，并獲取其實(shí)際需要的壓緊力。而軟性連接則顧名思義，具備一定的柔性，也就是說(shuō)螺栓在到達(dá)連接面后，往往需要較大的角位移，才能夠達(dá)到預(yù)定的力矩，不僅如此，在達(dá)到預(yù)定扭矩后，螺栓的慣性非常小幾乎可以忽略不計(jì)，這也使得其扭矩過(guò)沖也非常微小。（二）螺栓擰緊控制法絕大部分發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接的根本目的在于使

4、得聯(lián)接件與被聯(lián)接件之間能夠形成一定的壓緊力。但鑒于現(xiàn)階段在裝配線當(dāng)中還沒(méi)有一種行之有效且方便快捷的方法，能夠?qū)壕o力進(jìn)行直接測(cè)量，因此通常情況下擰緊控制發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓需要使用間接的方法。目前比較常用的擰緊控制法主要有控制扭矩或轉(zhuǎn)角法、控制屈服點(diǎn)法以及控制落座點(diǎn)、轉(zhuǎn)角法和超聲波控制法。以扭矩控制法為例，該方法主要是利用發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接過(guò)程中，壓緊力同擰緊螺栓時(shí)施加的力矩成成比例關(guān)系，而螺紋與接觸面之間的摩擦值則為具體的比例系數(shù)。但實(shí)際上在擰緊螺栓時(shí)所施加的力矩，近乎九成被用于克服摩擦阻力，因此不斷變化的摩擦阻力也會(huì)在很大程度上影響到其獲得的壓緊力2。二、擰緊工具的應(yīng)用介紹（一）普通擰緊工具用于擰緊發(fā)動(dòng)

5、機(jī)螺栓的普通擰緊工具主要有手動(dòng)扳手和氣動(dòng)扳手兩種。其中最為傳統(tǒng)且使用范圍最廣的就是手動(dòng)扳手，此種擰緊工具完全由使用人員的肌肉決定扭矩，因此其勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，且費(fèi)工費(fèi)時(shí)，擰緊的精確度也普遍偏低。運(yùn)用在扭矩校準(zhǔn)過(guò)程中的指針式扳手、定扭扳手等也存在類(lèi)似問(wèn)題。氣動(dòng)扳手同樣也是被廣泛運(yùn)用在我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)當(dāng)中的一項(xiàng)擰緊工具，其在擰緊螺栓或是螺母的過(guò)程當(dāng)中主要依靠葉片馬達(dá)驅(qū)動(dòng)一套沖擊結(jié)構(gòu)，因此氣動(dòng)扳手與手動(dòng)扳手相比擰緊的節(jié)拍比較快，通常在兩到三秒即可擰緊螺栓和螺母，并且勞動(dòng)強(qiáng)度比較小。但其也存在一定的缺陷，譬如說(shuō)使用壽命比較短、需要消耗較大的氣量并且在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)較大的噪音和震動(dòng)力，損壞零件需要及時(shí)更

6、換否則無(wú)法確保扭矩的精確性，與此同時(shí)還需要使用指針式扳手等進(jìn)行最終復(fù)緊。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，當(dāng)前出現(xiàn)了一種全新的氣動(dòng)扳手被看做是傳統(tǒng)氣動(dòng)扳手的發(fā)展與升級(jí)。新的氣動(dòng)扳手使用液壓沖擊結(jié)構(gòu)以及傳感器，在中間沖擊當(dāng)中利用高級(jí)潤(rùn)滑油作為介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)液壓對(duì)剛性沖擊3。也就是借助氣動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力，使得油壓可以急速上升，之后將產(chǎn)生的高壓傳遞至扳軸用于完成擰緊螺栓與螺母。與傳統(tǒng)的氣動(dòng)扳手相比，新的氣動(dòng)扳手使用壽命更長(zhǎng)，在使用過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的噪音與震動(dòng)力也得以有效降低。（二）電動(dòng)擰緊機(jī)器在計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展之下，人們通過(guò)將其運(yùn)用在發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接當(dāng)中，能夠有效滿(mǎn)足高質(zhì)量的連接要求。早在上個(gè)世紀(jì)七十年代末

7、期就已經(jīng)使用計(jì)算機(jī)控制擰緊螺栓的技術(shù)，隨著近些年來(lái)計(jì)算機(jī)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，這一技術(shù)也在慢慢完善當(dāng)中。使用計(jì)算機(jī)控制的電動(dòng)螺栓擰緊機(jī)，是將電子信息技術(shù)與機(jī)械技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合之后形成的產(chǎn)物。其主要由操作體和控制系統(tǒng)這兩大部分組合而成，操作體作為一項(xiàng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要用于完成擰緊螺栓和螺母的動(dòng)作，因此其即可以為單軸，也同樣可以為多軸。而控制系統(tǒng)則主要用于對(duì)擰緊螺栓和螺母的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視與控制，其在負(fù)責(zé)完成有效控制擰緊過(guò)程施行良動(dòng)的同時(shí)，也能夠統(tǒng)計(jì)和分析最終的擰緊結(jié)果。由計(jì)算機(jī)控制的電動(dòng)擰緊工具能夠有效彌補(bǔ)手動(dòng)扳手和氣動(dòng)扳手的各項(xiàng)缺點(diǎn)，不僅具備良好的精確度，同時(shí)還能夠有效降低噪音與勞動(dòng)強(qiáng)度，提升勞動(dòng)生產(chǎn)率，因此也被廣泛運(yùn)用在汽車(chē)制造行業(yè)當(dāng)中。結(jié)束語(yǔ)：總而言之，工程技術(shù)人員通過(guò)使用發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接以及擰緊工具應(yīng)用技術(shù)，能夠選擇正確的切削參數(shù)，從而在有效確保產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)之上明顯提升螺紋連接的安全性與可靠性，將原本高昂的售后成本大大降低，進(jìn)一步提升企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，幫助其在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中占據(jù)有利位置。參考文獻(xiàn)1張啟慶，張震華，佘運(yùn)義，李林峰，趙旺增. 淺談汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中螺栓的擰緊j. 汽車(chē)電器，2015，02：48-51.2袁付貴，楊濤，劉云飛. 一種可變位螺