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文檔簡(jiǎn)介

1、裝配車(chē)間培訓(xùn)講義-扭矩培訓(xùn),主編:葉水珍 2012年12月第一版,Titel Datum Version- Name,前言,在自動(dòng)化工業(yè)中,螺栓連接是很重要的一種連接方式。 在VW集團(tuán)內(nèi)部,每天有超過(guò)50,000,000個(gè)緊固件被安裝,一輛中型轎車(chē)上大約有2000個(gè)緊固件被安裝。 對(duì)于裝配生產(chǎn)線而言,約60%的工位與螺栓連接有關(guān)。,1,Titel Datum Version- Name,? 現(xiàn)在為什么要調(diào)整擰緊搶的轉(zhuǎn)速? 調(diào)整后,轉(zhuǎn)速變慢,節(jié)拍加長(zhǎng)了,但是最終扭矩卻沒(méi)有變化。,擰緊的目的是什么?,用螺栓連接的部件,必須在任何工作條件下具有足夠高的預(yù)緊力,預(yù)緊力,2,Titel Datum Ve

2、rsion- Name,夾緊力,預(yù)緊力:在連接中,在受到工作載荷之前,為了增強(qiáng)連接的可靠性和緊密型,以防止受到載荷后連接件間出現(xiàn)縫隙或相對(duì)滑移而預(yù)先加的力,在預(yù)緊力的作用下,2個(gè)零件被夾緊在一起,不會(huì)分離,3,Titel Datum Version- Name,摩擦力,在有預(yù)緊力的情況下,通過(guò)2個(gè)零件之間的摩擦,產(chǎn)生一個(gè)摩擦力,以克服由外界因素(FB)產(chǎn)生的2個(gè)零件相對(duì)滑移的趨勢(shì),4,Titel Datum Version- Name,扭矩,目前沒(méi)有一種方法在合理的費(fèi)用下在在批量生產(chǎn)條件下來(lái)測(cè)量裝配時(shí)預(yù)緊力的數(shù)值。只能在個(gè)別情況(實(shí)驗(yàn)室、試驗(yàn)室)下才有可能實(shí)現(xiàn)。,扭矩是使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的力,等于

3、力和力臂的乘積,單位牛頓米(Nm),5,Titel Datum Version- Name,扭矩-預(yù)緊力轉(zhuǎn)換,6,Titel Datum Version- Name,有關(guān)螺紋連接的常用標(biāo)準(zhǔn),TL 1111 非合金熱卷板;材料要求 TL 180 非電解鋅片與黑色面漆涂層,表面保護(hù)要求 VW 01110-1 螺栓連接;設(shè)計(jì)和安裝規(guī)定 VW 01110-2 螺栓連接;裝配和過(guò)程安全 VW 01126-1 連接系統(tǒng);螺栓連接的擰緊扭矩 VW 01126-2 過(guò)彈性螺栓裝配的擰緊扭矩 DIN 267-27 緊固件-第27部分:帶粘附層的鋼制螺釘、螺 栓和螺柱,技術(shù)規(guī)定 DIN 267-28 緊固件-第2

4、8部分:帶鎖定圖層的鋼制螺釘、 螺栓和螺柱,技術(shù)規(guī)定 DIN EN ISO 18265 金屬材料-硬度值的換算 DIN EN ISO 2702 經(jīng)過(guò)熱處理的鋼制自攻螺釘-機(jī)械特性 VDI 2230-1 高負(fù)荷螺栓連接的系統(tǒng)計(jì)算 VDI 2862 緊固系統(tǒng)在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用 等近80項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),7,Titel Datum Version- Name,摩擦系數(shù)極限值,絕對(duì)不允許對(duì)螺栓、被連接件等自行加油!,因?yàn)槟Σ料禂?shù)的因素,擰緊力矩和預(yù)緊力相互影響。摩擦系數(shù)受到材料組合和表面類(lèi)型的影響。為實(shí)現(xiàn)可靠的螺紋連接,摩擦系數(shù)的變化必須在一定限制內(nèi)。,摩擦系數(shù)過(guò)小,會(huì)導(dǎo)致螺紋連接自行松脫,8,Titel Da

5、tum Version- Name,影響摩擦系數(shù)的部分因素,磕碰傷,螺紋尺寸,表面鍍層,表面破壞,10次重復(fù)裝配后,從內(nèi)螺紋中脫落的金屬屑,表面有油,摩擦系數(shù)受到擰緊速度的影響很大:速度快,發(fā)熱量大,影響摩擦力。因此VW 01129標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,旋入階段速度200/min的和最后緊固階段20/min,濕度、溫度,9,Titel Datum Version- Name,螺紋緊固件的標(biāo)識(shí),10,Titel Datum Version- Name,應(yīng)變-應(yīng)力曲線,超過(guò)屈服強(qiáng)度,螺栓從彈性變形進(jìn)入塑性變形; 超過(guò)抗拉強(qiáng)度,螺栓將被拉斷。,11,Titel Datum Version- Name,螺紋緊固件

6、類(lèi)別,EA888發(fā)動(dòng)機(jī)EVO2大部分為B類(lèi),12,Titel Datum Version- Name,擰緊系統(tǒng)的最低要求, 必須根據(jù)規(guī)定的擰緊方法讓所用設(shè)備(擰緊工具)有足夠的空間,并且符合人體工程學(xué), 在選擇檢測(cè)節(jié)奏和工具更換節(jié)奏時(shí),必須考慮機(jī)床能力因磨損而可能過(guò)早變差, 必須保證均衡且充分的能量供給, 首次使用時(shí)或在螺栓擰緊不合格率提高時(shí),必須檢查所使用的連接元件, 在等同的時(shí)間間隔內(nèi),通過(guò)MNA值抽檢已完工的螺栓擰緊狀態(tài), 規(guī)定適宜的措施,以防止遺漏螺栓連接(例如:在定力扳手上做顏色標(biāo)記,視頻監(jiān)控,生產(chǎn)線聯(lián)線控制,合格品報(bào)交計(jì)數(shù))。 只有在顯示不合格信號(hào)時(shí)才能完全擰松。, 人員必須經(jīng)過(guò)充

7、分的培訓(xùn)和指導(dǎo),,13,Titel Datum Version- Name,保證過(guò)程安全的單個(gè)擰緊方式的工序步驟,14,Titel Datum Version- Name,擰緊設(shè)備標(biāo)定,標(biāo)定的目的:保證擰緊系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠,數(shù)據(jù)真實(shí)。 (公平秤,扭矩的傳遞) MQM:SVW的計(jì)量器具管理的專(zhuān)業(yè)部門(mén) B類(lèi)計(jì)量器具:所有的用于擰緊功能的擰緊槍?zhuān)ㄝS)屬于B類(lèi)計(jì)量器具。 B類(lèi)計(jì)量器具標(biāo)定周期:1年 需臨時(shí)標(biāo)定的情況: 更換過(guò)擰緊槍、軸本體; 更換涉及其扭矩精度的部件,如扭矩輸出轉(zhuǎn)換頭、高精度擰緊槍控制器 擰緊設(shè)備經(jīng)過(guò)大修 MNA1值抽檢異?;蚱渌驊岩稍O(shè)備可能有異常,螺栓擰緊系統(tǒng),只有在證實(shí)各控制參數(shù)

8、在達(dá)到機(jī)床能力指數(shù)Cmk1.67情況下才可稱作安全。,15,Titel Datum Version- Name,常見(jiàn)裝配方法 常見(jiàn)裝配方法,根據(jù)VW01110,有3種常見(jiàn)擰緊方法可以選擇: 過(guò)彈性裝配: 轉(zhuǎn)角控制“AW 11” 或者 屈服點(diǎn)以下裝配: 扭矩控制 “AD 18” 轉(zhuǎn)角控制 “AW 12” 所有其他的裝配擰緊方法均源自于這3種擰緊方法。 螺紋連接的尺寸和擰緊方法的類(lèi)型相互依賴。 目前,裝配一線使用了二種擰緊方法:AD18,AW11。,16,Titel Datum Version- Name,常見(jiàn)裝配方法,二、AW11方式: AW11角度擰緊方式(轉(zhuǎn)角控制/扭矩監(jiān)控)。目標(biāo)值是一個(gè)預(yù)

9、先給出的從一個(gè)確定的預(yù)擰緊扭矩(MS)起算的擰緊轉(zhuǎn)角(WA)。通過(guò)在旋入屈服點(diǎn)以下預(yù)緊固和緊接著施加轉(zhuǎn)角,使螺栓連接明確進(jìn)入屈服點(diǎn)。同時(shí),測(cè)定各自的旋入強(qiáng)度和螺距所可獲得的預(yù)加應(yīng)力?,F(xiàn)在不再存在頭部下面的摩擦對(duì)預(yù)加應(yīng)力的影響。 在使用手動(dòng)工具操作的轉(zhuǎn)角控制裝配中建議使用支架。如不使用,則須由負(fù)責(zé)的專(zhuān)業(yè)部門(mén)(規(guī)劃、質(zhì)保和制造部門(mén))保證裝配規(guī)定能夠?qū)崿F(xiàn)(扭矩、角度、彈性、過(guò)彈性)。,一、AD方式: AD18扭矩?cái)Q緊方式(扭矩控制/轉(zhuǎn)角監(jiān)控)。目標(biāo)值是規(guī)定的擰緊扭矩(MA)。,17,Titel Datum Version- Name,常見(jiàn)裝配方法示例,18,Titel Datum Version-

10、Name,轉(zhuǎn)角控制法的優(yōu)點(diǎn),19,Titel Datum Version- Name,轉(zhuǎn)角控制法的優(yōu)點(diǎn),為了獲得同樣的預(yù)緊力,采用轉(zhuǎn)角控制法相對(duì)于扭矩控制法,可以采用直徑較小強(qiáng)度較低的螺栓。,20,Titel Datum Version- Name,螺栓使用次數(shù),AD18是一種位于屈服點(diǎn)以下的裝配方法,通常情況下螺栓可以重復(fù)使用。 AW11是一種過(guò)彈性的裝配方法,擰緊后螺栓被拉長(zhǎng)了,通常情況下螺栓不可以重復(fù)使用(除非PDM圖上有明確使用次數(shù)標(biāo)注)。 另外,帶膠的螺栓也不能重復(fù)使用。 對(duì)于重復(fù)使用的螺栓,必須進(jìn)行外觀、螺紋等檢查。,21,Titel Datum Version- Name,重復(fù)擰

11、緊時(shí)的預(yù)緊力變化,重復(fù)裝配后,從內(nèi)螺紋中脫落的金屬屑,22,Titel Datum Version- Name,AD18擰緊方法控制與監(jiān)控參數(shù),在通常情況下,使用AD18擰緊方法在施加的擰緊扭矩實(shí)際值(MI)散射較小時(shí),由于摩擦散射來(lái)調(diào)整一個(gè)大的預(yù)加應(yīng)力散射。 在旋入系統(tǒng)受到監(jiān)控情況下,可以將施加的擰緊轉(zhuǎn)角(WI)考慮為預(yù)加應(yīng)力散射的控制點(diǎn)。,水泵總成螺栓: 9Nm15% MA = 9Nm MS =30%-50% MA WI15,23,Titel Datum Version- Name,AW11擰緊方法控制與監(jiān)控參數(shù),使用AW擰緊方法在終端扭矩(MI)形成較大散射的同時(shí),出現(xiàn)一種小的預(yù)加應(yīng)力散

12、射。通過(guò)記錄扭矩特征曲線 / 轉(zhuǎn)角特征曲線,可以最簡(jiǎn)便地檢查這種方法。在扭矩曲線 / 轉(zhuǎn)角曲線上面部分,超過(guò)屈服點(diǎn)。以一根演變成平坦的曲線來(lái)表示這種情況。,主軸承蓋螺栓:65Nm15%+9015 MS =65Nm WA = 90,24,Titel Datum Version- Name,MNA(MNA1、MNA2)檢驗(yàn),螺栓擰緊系統(tǒng),只有在證實(shí)各控制參數(shù)在達(dá)到機(jī)床能力指數(shù)Cmk1.67情況下才可稱作安全。 該指數(shù)基于瞬時(shí)接收的數(shù)據(jù)結(jié)果,因此不可能推斷長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性。 MQM的標(biāo)定周期為1年,1年內(nèi)的設(shè)備穩(wěn)定性如何檢驗(yàn)?,MNA檢驗(yàn),25,Titel Datum Version- Name,MN

13、A(MNA1、MNA2)檢驗(yàn),直接在裝配之后的再擰緊扭矩,被稱為MNA1,應(yīng)該在裝配后的30分鐘內(nèi)測(cè)定這些數(shù)值。而在連接部位已進(jìn)行過(guò)動(dòng)態(tài)載荷或者熱應(yīng)力(安裝)后的再擰緊扭矩則被稱之為MNA2。,熱試后進(jìn)行 MNA1有意義嗎?,MNA值就是在螺栓(亦或螺母)進(jìn)一步擰緊時(shí)在較小角度(最大為10)周?chē)鷾y(cè)得的最小扭矩,MNA1測(cè)量頻率須能夠保證無(wú)有缺陷的成品出現(xiàn)在用戶面前。當(dāng)通過(guò)其他措施能夠保證批量過(guò)程的安全時(shí)可以降低檢測(cè)頻率。,出現(xiàn)新的零件時(shí),必須在試裝時(shí)進(jìn)行的MNA1檢測(cè),并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的判斷。,26,Titel Datum Version- Name,回顧,1、用螺栓連接的部件,必須在任何工作條件下

14、具有足夠高的夾緊力(預(yù)加應(yīng)力)2、一般只有8-16%的扭矩轉(zhuǎn)換為預(yù)緊力 3、VW 01110-2:螺栓連接;裝配和過(guò)程安全 4、摩擦系數(shù)過(guò)小,會(huì)導(dǎo)致螺紋連接自行松脫;絕對(duì)不允許對(duì)螺栓、被連接件等自行加油! 5、VW 01129標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,旋入階段速度200/min的和最后緊固階段20/min 6、螺栓種類(lèi)必須按VDI2862標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)歸類(lèi): A螺栓安裝、B螺栓安裝、C螺栓安裝。EA888發(fā)動(dòng)機(jī)大部分為B類(lèi)安裝(與功能有關(guān),即失效會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)拋錨),7、螺栓擰緊系統(tǒng),只有在各控制參數(shù)在達(dá)到機(jī)床能力指數(shù)Cmk1.67情況下才可稱作安全。螺栓擰緊系統(tǒng)需定期標(biāo)定,周期1年。,8、根據(jù)VW01110,有3種擰緊方法可以選擇:過(guò)彈性裝配的轉(zhuǎn)角控制“AW 11”,屈服點(diǎn)以下裝配的扭矩控制“AD 18”和轉(zhuǎn)角控制 “AW 12” 9、目前,裝配一線使用了二種擰緊方法:AD18,AW11。AD18是一種位于屈服點(diǎn)以下的裝配方法,通常情況下螺

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