飞轮螺栓拧紧机力矩超差问题分析

李绍红

（第一汽车集团公司教育培训中心，吉林长春 130000）

在我厂轿车发动机主装配线上，发动机飞轮拧紧机出现螺栓拧紧力矩超差异常报警的问题。

1 故障分析

1．1 从甲乙两班操作者操作手法上分析

甲乙两班均有报警现象发生，数量无显著差异。排除两班操作者安装飞轮及预紧螺栓等手工操作有差异导致报警发生的可能性。

1．2 拧紧轴与螺栓的同轴度对力矩超差影响分析

调整拧紧轴与螺栓同轴度，调整前后，力矩超差报警数量无明显变化，排除此方面原因。

1．3 从拧紧机拧紧程序分析

（1）拧紧机拧紧步骤

第一阶段:拧紧头转盘在1#位拧紧1、3、5号螺栓由0 N·m至80 N·m;拧紧滑台退回，拧紧头转盘顺时针旋转60°至2#位;第二阶段:拧紧头转盘在2#位拧紧2、4、6号螺栓由0 N·m至112 N·m;拧紧滑台退回，拧紧头转盘逆时针回转60°返回至1#位。第三阶段:拧紧头转盘在1#位二次拧紧1、3、5号螺栓由80 N·m至112 N·m。

（2）现象

力矩超差报警均发生在拧紧头第三阶段拧紧时，即1、3、5号螺栓力矩由80 N·m至112 N·m的拧紧阶段。

（3）分析

第二阶段与第三阶段最终力矩相同却无报警情况，不同点在于第二阶段拧紧时，三根拧紧轴是始终同步拧紧至最终力矩。为了进一步找出故障原因，在第三阶段拧紧程序中增加同步拧紧控制，即修改拧紧程序，螺栓由80 N·m至100 N·m同步112 N·m，结果出现斜率报警。

1．4 从发动机拧紧状态分析

（1）状态

现场故障跟踪过程中，发现飞轮螺栓在1#位第三阶段拧紧至最终力矩112 N·m时，拧紧头转盘有轻微摆动现象。

（2）分析

①第三阶段达最大扭矩时，反作用力Ff造成转盘挡铁与基座上的1#位限位块脱离，转盘摆动，Ff作用在拧紧轴上，导致力矩检测超差报警。

②第二阶段的反作用力Ff由于转盘挡铁受到基座2#位限位块限制，因此转盘位置稳定，没有发生摆动，所以无力矩超差报警。如图1所示。

（3）验证措施

调整拧紧头转盘初始拧紧位置，先从2#位开始拧紧，以验证上述分析的正确性。步骤如下:

第一阶段:拧紧头转盘在2#位拧紧2、4、6号螺栓由0 N·m至80 N·m;拧紧滑台退回，拧紧头转盘逆时针旋转60°至1#位。第二阶段:拧紧头转盘在1#位拧紧1、3、5号螺栓由0 N·m至112 N·m;拧紧滑台退回，拧紧头转盘回转60°返回至2#位。第三阶段:拧紧头转盘在2#位二次拧紧2、4、6号螺栓由80 N·m至112 N·m。

（4）验证结果

拧紧参数相同情况下，力矩超差报警由第三阶段转移至第二阶段，但拧紧位置依然为1#位，证明分析正确。拧紧轴转盘在1#位的位置变化造成力矩超差报警。

2 故障原因与排除

（1）故障原因

通过前面的分析，发现问题点在于拧紧轴转盘在1#位受力较大时位置发生变化。通过图2的分析，找出导致上述问题的真正原因。

（2）排除故障的措施

添加增压阀、储能器、换向阀等相关气动元件，组成增压回路。将增压装置加装到转盘气控回路中，并根据现场实际需要进行调试，转盘气缸工作压力由0.6 MP提升至0.8 MP，满足其平衡拧紧反作用力的工作需要;查找原气动回路的元件样本手册，确认气缸、换向阀等元件额定工作压力范围为0～1 MP，满足增压后的使用要求，增压后不会对元件造成损坏。

加装增压装置后，转盘位置稳定可靠，不再出现力矩超差报警现象。