油压脉冲拧紧工具在汽车总装配中的应用分析

摘 要：油压脉冲拧紧工具具有扭矩精度较高、噪声低、振动小、反力极小等优点，在汽车总装配中得到了较为广泛的运用。本文结合实际使用情况，详细介绍了油压脉冲拧紧工具的分类和主要性能、标定方式、选型及使用和维护保养等内容，为工程技术人员对油压脉冲拧紧工具的选型提供参考。

关键词：分类;性能;标定;选型;使用和维护保养

0 引言

油压脉冲拧紧工具是一种利用马达通过油压脉冲单元实现脉冲式扭力输出的拧紧扳手，主要由脉冲单元、马达、输出轴等核心部件组成，因其优异的性能在汽车总装配中得到较为广泛运用。

1 分类和主要性能

（1）气動油压脉冲拧紧工具。气动油压脉冲拧紧工具由压缩空气提供动力源，压缩空气对工具输出扭矩、拧紧速度及使用寿命等影响大。

1）失速式气动油压脉冲拧紧工具。失速式气动油压脉冲拧紧工具在拧紧时连续产生脉冲式扭矩，直至释放板机后才停止。该类型工具为非定扭工具，可替换普通风枪用于要求较低噪声和较低振动的工作场合。2）断气式气动油压脉冲拧紧工具。断气式气动油压脉冲拧紧工具在拧紧扭矩达到预设扭矩时自动断气停止输出扭矩，实现定扭控制。扭矩精度为±15%，适用于扭矩精度要求不高的岗位。3）气动油压脉冲系统拧紧工具。气动油压脉冲系统拧紧工具含有控制器和扭矩反馈系统，输出扭矩达到预设扭矩后，自动断气停止输出扭矩，扭矩精度最高可达±10%。可预设多组扭矩，每次调节预设扭矩后，需重新进行线上扭矩适应性调节并经工艺主管部门确认后才能继续使用。建议固定岗位、固定工件、固定气源使用。

（2）电动油压脉冲拧紧工具。1）普通电动油压脉冲拧紧工具。普通电动油压脉冲拧紧工具在拧紧扭矩达到预设扭矩时自动断电停止输出扭矩，扭矩精度为±10%。可通过扭矩调节螺栓调节预设扭矩，仅有一种预设扭矩，建议固定岗位、固定工件使用。2）电动油压脉冲系统拧紧工具。电动油压脉冲系统拧紧工具含有控制器和扭矩反馈系统，输出扭矩值达到预设扭矩后，自动断电，停止输出扭矩，扭矩精度可达±7.5%。适用于对扭矩精度要求高的重保岗位。

2 标定

（1）线下静态扭矩标定。使用油压脉冲拧紧工具拧紧同一工件的连接螺栓或螺母或者模拟螺栓，通过检测静态扭矩确定工具扭矩精度。每拧紧一次，须目视检查螺栓或螺母是否有变形、螺纹磨损等缺陷，如没有缺陷可继续使用，否则须更换新螺栓或螺母或者模拟螺栓。线下静态扭矩标定时，同一组静态扭矩必须由同一人使用同一把静态扭矩检测工具检测。使用油压脉冲拧紧工具连续正常拧紧10次以上，检测每次拧紧的静态扭矩，工具扭矩精度为静态扭矩最大偏差与静态扭矩平均值的百分比。

（2）线上扭矩适应性调节。工具静态扭矩精度标定合格后，将工具转入线上拧紧实际工件连接螺栓，检测螺栓的静态扭矩以确定静态扭矩是否符合该工件螺栓的工艺扭矩要求。如符合工艺扭矩要求，则由工艺扭矩负责部门完成确认后正式使用，否则，需对工具进行扭矩调整，直至静态扭矩符合工艺扭矩要求。

3 选型

选型时要综合考虑工艺扭矩要求、功能要求、工具扭矩范围、扭矩精度、工件连接特性、工具重量、拧紧速度、噪音、作业空间、现场使用条件及成本等多方面因素。一般油压脉冲拧紧工具扭矩越大，速度越慢，重量越重。气动油压脉冲工具扭矩越大，耗气量越多，噪音越大。

工具预设扭矩一般在工具最大扭矩的30%—80%范围内。根据工件不同连接特性和工艺扭矩要求选择不同规格的工具，工件连接特性按照拧紧对象（螺栓或者螺栓和螺母）从拧紧对象与工件贴合且扭矩开始逐渐增大的角位置（也称紧配位）开始至拧紧对象被拧紧至最终扭矩这一过程中拧紧对象旋转的角位移进行分类，分为硬性连接、软性连接和中性连接。不同连接特性工具预设扭矩参考值如下：

硬性连接：工具预设扭矩为工具最大扭矩的70%-80%;

中性连接：工具预设扭矩为工具最大扭矩的50%-70%;

软性连接：工具预设扭矩为工具最大扭矩的30%-50%。

4 使用与维护保养

为了让油压脉冲拧紧工具达到良好的使用效果，减少故障，提高使用寿命，应编制相应的作业指导书，建立油维护保养机制。

（1）油压脉冲拧紧工具的使用。油压脉冲拧紧工具应固定岗位、固定工件、固定气源使用，必须保证压缩空气能够满足工具的使用要求。

1）足够的动态气压，至少保证工具能自动断气。一般动态气压越大，拧紧速度越快，油压脉冲拧紧工具理想的动态气压值为0.63MPa-0.7MPa。通过试验对比发现，动态气压为0.63MPa的拧紧速度是动态气压为0.43MPa的拧紧速度的5倍。

2）气压稳定。气压波动越大，扭矩波动越大，拧紧速度变化越大。根据工具耗气量配置相应的稳压装置，如三联件和储气筒等。

3）必须经过过滤和润滑，以减少杂质堵塞气路系统、污染液压油，给马达及轴承等充分润滑，要求配置相应的三联件。

还应该定期对工具进行扭矩标定，制定扭矩的抽检制度等。

（2）油压脉冲拧紧工具的维护保养。油压脉冲拧紧工具需要定期维护保养，主要有工具换油、清洗零配件、调试、标定、检查和更换密封圈、叶片、弹簧、轴承、马达等磨损零部件。不同品牌工具保养周期不同，主要根据拧紧次数来确定保养周期，一般3个月进行一次常规保养，1年进行全面保养。实际使用中，应根据使用频次、空气质量、拧紧时间、扭矩变化等因素调整保养周期。可通过建立工具使用和维护保养档案，经过数据统计分析，确定最优保养方案。

5 结语

油压脉冲拧紧工具种类全面，性能各异。应结合装配工艺要求，具体分析实际工位情况，从工具成本、工具结构适应情况、性能满足情况、标定条件、压缩空气条件及后期的维护保养机制等各方面进行详细分析，从而选择合适的油压脉冲拧紧工具。

参考文献：

[1]胡利杰.汽车总装配气动油压脉冲拧紧工具介绍[J].汽车电器，2013（10）.

[2]李爽.可控扭矩油压脉冲扳手拧紧性能研究[D].吉林：吉林大学，2016（05）.

作者简介：黄勇（1991-），男，壮族，广西崇左人，本科，助理工程师，主要从事汽车工艺装备方面工作。