[发明专利]曲轴总成螺栓预紧力控制方法

说明书

本发明公开一种曲轴总成螺栓预紧力控制方法，将所需螺栓有效牙型螺纹浸蘸在机油内，然后在沥干架上沥干24‑30分钟，保证螺栓有效牙型螺纹形成一层薄薄的机油油膜，起到良好的润滑作用；套筒落入螺栓帽；螺栓高速扭紧至15N.M和30N.M；螺栓中速扭紧至120N.M；螺栓低速扭紧至目标力矩；螺栓反转3—4圈；螺栓低速扭紧至目标力矩；螺栓反转3—4圈；螺栓低速扭紧至目标力矩；套筒脱离螺栓帽。本发明的优点是：通过曲轴总成螺栓预紧力控制方法，有效地消除螺栓扭紧过程中存在的假扭矩现象。

技术领域

本发明涉及机械领域，具体说是一种螺栓预紧力控制方法。

背景技术

曲轴是发动机中最重要的5大核心部件之一，它所承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出，并驱动发动机上其它附属件工作；曲轴质量的好坏直接影响着发动机的耐久性和寿命。曲轴一般分为整体式曲轴和分体式曲轴，整体式曲轴是指曲轴与曲柄臂是一体的，直接由锻造设备加工出来的。分体式曲轴是指没有曲柄臂的曲轴，一般在曲轴成品加工后采用连接螺栓将平衡重(平衡重的作用是为了平衡旋转离心力及其力矩，有时也可平衡往复惯性力及其力矩)与曲轴连接起来，即曲轴总成。对于发动机而言，其所用曲轴总成的装配方法尤其重要。国内现行大多数企业的曲轴总成装配方法，是采用机械式扭力扳手，人工设置目标扭矩，手动的将连接螺栓扭紧至目标扭矩，使平衡重与曲轴紧密地结合在一起。上述装配方法，从质量控制角度存在着平衡重脱落飞出造成发动机失效的质量风险，同时也忽略了螺栓预紧力的概念，不能有效地规避在扭紧过程中出现假扭矩的现象，而单单从目标扭矩数值又无法判断装配是否稳定可靠，是否存在质量风险。因此需要进一步研究螺栓扭紧过程中的操作步骤及工艺参数设定，来有效保证曲轴总成装配质量的稳定性。同时还需要导入螺栓预紧力，螺栓预紧力就是扭紧螺栓过程中扭紧力矩作用下的螺栓与被连接件之间产生的沿螺栓轴心线方向的预紧力。该预紧力可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度，增强连接的紧密性和刚性。

通过螺栓预紧力的测试进一步证明螺栓扭紧过程的操作步骤及工艺参数设定的可行性，从而更稳妥地保障曲轴总成的装配稳定性，消除发动机失效风险，减少成本损失。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种曲轴总成螺栓预紧力控制方法，步骤如下：将所需螺栓有效牙型螺纹浸蘸在机油内，然后在沥干架上沥干24-30分钟，保证螺栓有效牙型螺纹形成一层薄薄的机油油膜，起到良好的润滑作用；套筒落入螺栓帽；螺栓高速扭紧至15N.M和30N.M；螺栓中速扭紧至120N.M；螺栓低速扭紧至目标力矩；螺栓反转3—4圈；螺栓低速扭紧至目标力矩；螺栓反转3—4圈；螺栓低速扭紧至目标力矩；套筒脱离螺栓帽；每次均保证螺栓最终承受的目标力矩A±5N.M范围内，然后使用螺栓预紧力测试设备对螺栓扭紧后的伸长量进行测试记录，与初始长度进行比较，并根据螺栓扭紧后长度尺寸的伸长量计算得出螺栓的预紧力数据，评判所测数据是否满足目标预紧力B±30％K.N的要求，然后再抽样至少50个数据，对螺栓预紧力的过程能力CPK和PPK进行测算，保证数值≥1.67。

所述高速是指曲轴总成螺栓两轴自动扭紧机的主轴转速67转/分-88转/分；所述中速是指曲轴总成螺栓两轴自动扭紧机的主轴转速19转/分；所述低速是指曲轴总成螺栓两轴自动扭紧机的主轴转速9转/分。

本发明的优点是：

1.曲轴总成螺栓预紧力控制方法实现了自动化操作，与原来采用机械式扭力扳手2名操作人员节省了1名操作者；

2.通过螺栓浸蘸机油润滑预处理步骤，在装配过程中起到了良好润滑，对消除假扭矩现象起到了辅助作用；

3.通过曲轴总成螺栓预紧力控制方法，有效地消除螺栓扭紧过程中存在的假扭矩现象；

4.通过曲轴总成螺栓预紧力控制方法，有效保证曲轴总成装配质量CPK数值和PPK数值≥1.67，使过程质量稳定受控；

5.通过螺栓预紧力的定期监测和控制，有效地与生产实际控制方法形成质量闭环；