发动机几种不同需求螺栓紧固方法

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螺栓紧固作为最重要的机械连接依据之一,在发动机组装领域被广泛采用,几乎所有配合件的组装都运用到螺栓紧固。螺栓紧固水平的优劣,对发动机的功性能、耐久、NV H水平以及量产一致性水平保证都具有非常重要的影响。本文介绍几种不同需求螺栓紧固依据,并对紧固控制差异进行论述,对发动机精密制造工作具有一定的指导意义。

1概况

1.1螺栓紧固“轴力”介绍

对螺栓施加周向力矩时,螺栓在紧固物体时工件受到的轴向加紧力叫轴力。轴力直接体现了被紧固件的结合品质,是螺栓紧固质量判断的直接依据。但机会轴力的测量及评价依据复杂性性、成本较高,还后能 对螺栓进行直接的轴力管理,还后能 后能 通过其它间接的设计、工艺、品质等依据保证。

1.2发动机轴力的重要性

螺栓轴力关系到一台发动机的单品结合及整机动态表现品质,不仅对局部价值形式强度、疲劳耐久、辅件防松、缸体密封带、震动模态等直接关联,还对主轴颈、连杆颈等运动副配合间隙起到间接控制的作用。

2、螺栓紧固变量分析

2.1螺栓摩擦系数分配

螺栓紧固过程中,紧固力矩的分配主要分为三偏离 (图1):

一偏离 克服螺帽与支承面间摩擦扭矩(200%),

一偏离 克服内外螺纹配合面之间摩擦扭矩(40%),

剩余偏离 克服螺纹升程时的切向力矩(10%),即还后能 后能 10%左右的扭矩是作为有效扭矩被利用到。

机会螺栓个体润滑、杂质、磕碰,以及配合内螺纹的公差极限配合,各位置摩擦系数的分配常处在不可控情况汇报,还后能 后能 采用一定的品质管理手法缩小偏差范围。后来,最终体现在轴力上的有效扭矩比例是以10%为中值的公差带。

2.2螺栓弹性系数差异

根据螺栓强度等级以及紧固设计目的的不同,螺栓具有不同的强度度系数,以及使用目标弹性区域机会塑性区域。不同的强度系数和、不同的目标区域具有不同的紧固变化价值形式(图2)。在不同的价值形式区域,扭矩与紧固结果不成正比例关系,还后能 后能 在特定的目标区域,如屈服点刚刚,朋友才还还后能 后能 把扭矩与轴力看做线性关系。

紧固过程中螺栓除了轴力、摩擦系数和拉伸价值形式区域的变动外,扭矩、转角也是跟随着紧固程度的变化量,后来还还后能 后能 被简单实时地测量控制。后来还还后能 后能 通过哪此间接变量的控制达到轴力控制的目的。

3、紧固控制依据介绍

3.1扭矩控制法

紧固扭矩法是指紧固扭矩达到设定的控制扭矩时,立即停止的控制依据。机会管控快速、简单、经济,是并有的是最常见、最简单的轴力控制法。适用于紧固要求不高,轴力不大,对防松有一定要求和有一定一致性管理要求的紧固。

发动机上70%的螺栓紧固依然采用這個 管理。该依据利用的是螺栓在一定的拉伸价值形式区域,扭矩与轴力会呈现一定的线性关系。对同一螺栓拧紧过程,只还后能 后能 各结合部位摩擦系数固定,扭力系数k值就会一定,轴力F会与扭矩T会呈固定比例F=kT的选折 关系(图3),后来具有一定的再现性。只还后能 后能 做好摩擦系数质量控制,轴力在一定程度上得到控制。

弹性螺栓与塑性螺栓轴力偏差图

根据紧固轴力的还后能 后能 可选折 离米 的弹性螺栓机会塑性螺栓,一般情况汇报弹性螺栓较塑性螺栓轴力偏差大。但机会该控制依据控制精度低,轴力偏差范围±25%,不适合重要部位的管理。

3.2扭矩-转角控制法

先对螺栓进行小力矩预拧,再拧有有有一个规定深度的控制依据。该依据利用了扭矩控制与深度控制每每个人的优势(如图4):小力矩预拧后能 保证螺栓后能 删改落座,后来较小的轴力初始差距;深度控制后能 保证螺栓具有固定的形变拉伸量,相较于同并有的是螺栓,拉伸量一定,螺栓轴力具有比较高的一致性,从而保证了轴力变化的一致性。相较于传统扭矩法,该依据后能 将精度控制在±15%内,轴力控制改善效果较好,后来管理控制成本在可接受范围之内。

图深度法轴力变化

发动机主轴承螺栓、连杆螺栓、缸盖螺栓等对价值形式的强度耐久、间隙的要求、整机的平衡等都具有较高水平的要求,一般适宜采用该种控制依据。后来该种控制依据容易实现生产线的自动化管理控制,后来我做好设备调教,紧固轴力会具有较高的离散性,便于生产控制。

3.3屈服点控制法

把螺栓拧紧到屈服点后停止拧紧的依据。还后能 后能 对扭矩和转角曲线斜率进行动态监控计算,当达到变动斜率区设定斜率值时(图5),停止作动。该拧紧法一般要求使用塑性螺栓以及专用的拧紧设备,对使用依据以及设备维保人员的能力有的是较高的要求。轴力精度可控制到±8%以内,还后能 后能 极少数对紧固要求非常高的零件采用。

图塑性螺栓斜率变化

4、多个螺栓的紧固管理

当还后能 后能 对多个螺栓进行紧固时,朋友一般还后能 后能 对拧紧过程进行均匀化控制,保证变形尽机会的均匀一致。通常采用以下几种依据机会几种依据结合控制:

4.1一齐紧固法

一般采用多轴拧紧机,适宜流水线批量生产,可降低螺栓之间的紧固变形干扰。

4.2锯齿状紧固法

拧紧顺序一般采用对角线对称作业,尽量使受力变形均匀的并有的是依据,适宜手工作业等小批量生产。

4.3分步紧固法

均匀增加拧紧力矩,降低每次施加的紧固力,可有效降低变形差异,优化拧紧品质的依据。

4.4返松紧固法

在拧紧刚刚先对螺栓进行预拧后来反松,可有效降低毛刺等影响,稳定摩擦系数。

5结论

螺栓紧固依据的选折 ,应综合考量产品的目标精度、螺栓价值形式、设备能力、经济性等综合因素。选折 离米 的拧紧依据,可有效提高工件配合品质和联 产强度。

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