【編者按】本文主要是介紹了當(dāng)前對于擰緊機(jī)擰緊后的擰緊效果檢測所廣泛使用的方法磨涵，并以發(fā)動機(jī)零部件的擰緊機(jī)為實(shí)際案例分析了復(fù)緊法檢測所遇到的實(shí)際問題鸦难。

　　汽車是由多種零部件組裝起來的痴坦，螺栓連接是其中最常用的一種矗赔。由于采用人工螺栓擰緊贤丐，其擰緊的程度會因人與工具的不同而異，難以確保裝配的質(zhì)量坦浦。而擰緊機(jī)完全可以控制擰緊的程度辙求，確保裝配的質(zhì)量，故在汽車制造過程中的應(yīng)用日益廣泛怔赤，尤其在轎車發(fā)動機(jī)制造中的重要零部件的裝配達(dá)到了普遍的應(yīng)用弟诲。

　　當(dāng)前，國內(nèi)外各正規(guī)廠家生產(chǎn)的擰緊機(jī)分较，無論是精度還是穩(wěn)定性都比較高徘伯，故螺栓擰緊完成后，擰緊機(jī)上顯示的轉(zhuǎn)矩值基本上是可以信任的南垦，但再好的設(shè)備或儀器也不可能不出問題就考。因此，為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量跛鸵，非常有必要對擰緊效果進(jìn)行檢測贯卦。

　　本文主要是介紹了當(dāng)前對于擰緊機(jī)擰緊后的擰緊效果檢測所廣泛使用的方法，并以發(fā)動機(jī)零部件的擰緊機(jī)為實(shí)際案例分析了復(fù)緊法檢測所遇到的實(shí)際問題恒傻。

　　擰緊效果的檢測

　　1.擰緊效果常用的檢測方法

　　當(dāng)前國內(nèi)外的擰緊機(jī)脸侥，較為廣泛使用的控制方法主要是轉(zhuǎn)矩控制法與轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)角控制法建邓。但不論采用哪種控制法的擰緊機(jī)，對于其擰緊效果的檢測睁枕，通常只是對其擰緊后的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行檢測官边，而其所采用的方法也均是復(fù)緊法與傳感器串入法。其中外遇，復(fù)緊法是對擰緊后螺栓（或螺母）采用高精度轉(zhuǎn)矩扳手注簿，沿螺栓的擰緊方向再施加一個(gè)逐漸增大的轉(zhuǎn)矩，直至螺栓再一次產(chǎn)生擰緊運(yùn)動為止跳仿，并讀出此時(shí)的瞬時(shí)值诡渴，作為擰緊后的最終轉(zhuǎn)矩值。而傳感器串入法則是在擰緊軸的輸出軸與套筒之間串入高精度的轉(zhuǎn)矩傳感器菲语，當(dāng)擰緊結(jié)束后妄辩，在與該轉(zhuǎn)矩傳感器相連接的儀表上即可讀出擰緊的最終轉(zhuǎn)矩值。

　　2.復(fù)緊法的轉(zhuǎn)矩誤差與應(yīng)用

　　復(fù)緊法實(shí)際上是一種靜態(tài)檢測方法山上，操作使用比較簡便伟蕾，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，易于實(shí)施（有高精度的轉(zhuǎn)矩扳手即可）畦肉，因而得到生產(chǎn)和質(zhì)檢部門在日常檢測中的普遍應(yīng)用配昼。但此種方法在使用中，由于操作人員掌握程度礁姿、用力大小和感覺的偏差等如癌，均會造成不同程度的偏差，而且在旋動螺栓的瞬間所產(chǎn)生的摩擦阻力不同于擰緊過程中的摩擦阻力（前者為靜摩擦菱区，后者為動摩擦）顿墨，所以誤差較大。

　　采用復(fù)緊法檢測状奴，對于通常的緊固件（非軟性連接件）怨耸，其轉(zhuǎn)矩偏差為實(shí)際轉(zhuǎn)矩的－5%～25%，而且該方法適用于擰緊后不超過30min的螺栓轉(zhuǎn)矩的檢測耗憨。若是軟性連接件乘颖，通常其轉(zhuǎn)矩偏差則為實(shí)際轉(zhuǎn)矩的－20%～－5%。鑒于此眷篇，采用復(fù)緊法所得到的轉(zhuǎn)矩值只能作為日常檢測的參考萎河，而絕不能作為最終實(shí)際轉(zhuǎn)矩的檢測值。

　　3.傳感器串入法的轉(zhuǎn)矩誤差與應(yīng)用

　　傳感器串入法實(shí)際上是一種動態(tài)檢測方法蕉饼，由于檢測時(shí)需要在擰緊軸與套筒間串入高精度的轉(zhuǎn)矩傳感器虐杯，且還需要配置一個(gè)與該傳感器相匹配的高精度的轉(zhuǎn)矩儀，較復(fù)緊法其操作使用比較麻煩昧港，且經(jīng)濟(jì)性較差擎椰。但此種方法是在擰緊過程中串聯(lián)在擰緊軸中進(jìn)行檢測的支子，故其誤差很小（通常只計(jì)傳感器與儀表的誤差）达舒，其檢測值完全可以作為最終實(shí)際轉(zhuǎn)矩的檢測值值朋。傳感器串入法通常用于對擰緊軸擰緊轉(zhuǎn)矩的校準(zhǔn)與鑒定。

　　擰緊工作中出現(xiàn)的問題分析

　　把筆者在日常工作中所遇到的擰緊機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)的一些問題（擰緊機(jī)工作正常巩搏、顯示準(zhǔn)確昨登，檢驗(yàn)所用的扳手準(zhǔn)確為前提）匯集在一起，大體上分為以下幾類贯底，并予以分析丰辣。

　　1.人工檢測的轉(zhuǎn)矩值與機(jī)器顯示值不符

　　（1）人工檢測的轉(zhuǎn)矩值大于機(jī)器顯示值 當(dāng)前較為廣泛使用的人工檢測轉(zhuǎn)矩的方法基本上均為復(fù)緊法挽后。其檢測的轉(zhuǎn)矩值可能是機(jī)器顯示值的25%滥港，尤其在采用指針式扳手時(shí)，除了扳手本身的固有誤差外魏桅，可能還會混有零點(diǎn)定位誤差博遵、操作人員的視覺誤差等，都會增大誤差值钳葬。

　　（2）人工檢測的轉(zhuǎn)矩值小于機(jī)器顯示值 采用復(fù)緊法檢測赂品，其誤差也有－5%的可能性翩腹。但對于硬性連接件，在擰緊后即行檢測誓豺，其轉(zhuǎn)矩值的負(fù)值誤差的機(jī)率極少刷裂。而若是軟性連接，誤差還可能達(dá)到－20%吏恃。

　　根據(jù)筆者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)米萝，出現(xiàn)人工檢測的轉(zhuǎn)矩值小于機(jī)器顯示值有以下兩種情況：一種是擰緊后時(shí)間較長（超過30min），尤其是上午擰完下午檢測的情況代虾。實(shí)踐證明进肯，這種情況的檢測誤差，非軟性連接有可能達(dá)到－10%左右棉磨，軟性連接還有可能高達(dá)近－30%江掩。另一種是工件本身有問題。如筆者在對缸蓋瓦蓋擰緊機(jī)進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)乘瓤，擰緊軸擰緊后立即人工檢測环形，其轉(zhuǎn)矩值較擰緊機(jī)顯示值低較多，經(jīng)過多次試驗(yàn)及檢查衙傀，是瓦蓋凸肩略小所導(dǎo)致的抬吟。

　　2.擰緊轉(zhuǎn)矩達(dá)上限值萨咕，而轉(zhuǎn)角未達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)值

　　這種情況主要針對于采用轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)角控制法的擰緊機(jī)，是由以下幾個(gè)方面造成的：

　』鸨尽（1）工件 工件的螺紋不好或螺孔內(nèi)有異物任洞，使螺紋接觸面摩擦阻力增大所致。

　》⑶帧（2）墊片 尤其是帶有彈簧墊片或帶定位點(diǎn)的平墊片對其影響較大交掏，擰緊靠座后，彈簧墊片（或帶定位點(diǎn)的平墊片）可能會隨螺栓旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦阻力增大所致闲招。

　【稀（3）螺栓 螺紋不好，還有一點(diǎn)就是螺栓未按規(guī)定處理（如蘸油）蒿疲，或把本來涂的油給清洗掉了犯暮，也會出現(xiàn)此現(xiàn)象。

　∶薏！（4）其他原因 進(jìn)行了兩次以上的擰緊也會導(dǎo)致此現(xiàn)象泣储。

　　3.擰緊轉(zhuǎn)矩低于下限值，而轉(zhuǎn)角已達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)值

　　擰緊轉(zhuǎn)矩低于下限值坝亿，而轉(zhuǎn)角已達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)值屋廓，其主要原因是螺栓的屈服強(qiáng)度較低。當(dāng)然灰囤，工件的螺孔攻大或螺栓螺紋直徑偏小也會出現(xiàn)這種情況属诀，但在實(shí)際生產(chǎn)中，這種情況出現(xiàn)的機(jī)率極小锐拟。

　　4.其他應(yīng)當(dāng)商討的問題

　”恕（1）通常所認(rèn)為的“擰緊轉(zhuǎn)矩值偏小”是否真正偏小 筆者原來所在單位有一臺缸體主軸承瓦蓋擰緊機(jī)，剛從美國引進(jìn)時(shí)的工藝規(guī)定為：擰至41N·m再轉(zhuǎn)90°调限，其最終轉(zhuǎn)矩上限不超過140N·m,下限不低于78N·m舟陆。單位對其工藝更改為：擰至41N·m再轉(zhuǎn)90°，其最終轉(zhuǎn)矩的上限不超過130N·m耻矮，下限不低于90N·m秦躯。而有一段時(shí)間內(nèi)，工藝部門又把轉(zhuǎn)矩的下限值修定為不低于100N·m和105N·m淘钟。在此后的期間內(nèi)宦赠，時(shí)而出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩值偏小情況，即最終轉(zhuǎn)矩達(dá)不到100N·m和105N·m米母。顯然勾扭，這是工藝不合理所致，而不是轉(zhuǎn)矩值真正偏小。對此妙色，要特別強(qiáng)調(diào)以下幾個(gè)問題桅滋。

　　首先，擰緊實(shí)際上是要使被連接體間具備有足夠的壓緊力身辨，反映到被擰緊的螺栓上就是它的軸向預(yù)緊力推妈。而不論是兩被連接體間的壓緊力，還是螺栓上的軸向預(yù)緊力滩扩，在工作現(xiàn)場均很難檢測显哨，也就很難予以直接控制。因而槽顶，采取上述所提到的轉(zhuǎn)矩控制法和轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)角控制法予以間接控制篙绎。

　　其次，擰緊的轉(zhuǎn)矩雖然與壓緊力成正比昭淋，但其比例系數(shù)會隨摩擦系數(shù)的不同而變化亿隔，離散度較大。即轉(zhuǎn)矩的大小并不能準(zhǔn)確地反映出壓緊力的大小墓枝，由于摩擦系數(shù)的影響乃蔬，以至同一狀況的連接體，其轉(zhuǎn)矩相差很大容且，而壓緊力卻可能相差不大刁夺；而不同狀況的連接體，可能轉(zhuǎn)矩較大的一方庶艾，壓緊力反而較小袁余。如果螺栓和被連接體螺紋的螺距精度可以保證，擰緊的轉(zhuǎn)角精度就可以保證壓緊力的精度咱揍。因此，作為轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)角控制法棚饵，只要確保起始轉(zhuǎn)矩和控制轉(zhuǎn)角精度就可以了煤裙，轉(zhuǎn)矩則主要作為監(jiān)控的一個(gè)參考值。

　　另外噪漾，轉(zhuǎn)矩上下限的范圍不宜太小硼砰，否則，本來沒有問題的擰緊也被當(dāng)做有問題的看待了（如前面提到的缸體主軸承瓦蓋擰緊機(jī)）欣硼。所以题翰，在轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)角控制法中，過于看重或提高下限轉(zhuǎn)矩的實(shí)際意義不大诈胜。對于日常所認(rèn)為的“轉(zhuǎn)矩值偏小”問題豹障，希望大家廣泛討論，深入探討，踴躍提出寶貴意見称侣。

　∴诎ぁ（2）不同型號的同種工件，轉(zhuǎn)矩的擰緊機(jī)顯示值相同赁挚，人工檢測值卻相差較大 對于不同型號的同種工件逮弛，在同一臺擰緊機(jī)上擰緊，擰緊機(jī)上顯示的轉(zhuǎn)矩相同照腐，而人工檢測卻相差較大鞋会。這也是筆者工作過程中遇到的問題，突出表現(xiàn)在發(fā)動機(jī)上罩蓋的擰緊機(jī)上贿册。發(fā)動機(jī)上罩蓋材料分為兩種填杀，一種為鑄造鋁合金，另一種為鋼板焦伸。其擰緊機(jī)共九個(gè)擰緊軸坑匆，在混流生產(chǎn)過程中，先裝配50臺鋁合金上罩蓋服筋，其中兩個(gè)擰緊軸（標(biāo)記為4#跌褂、5#）顯示的轉(zhuǎn)矩為12N·m，而人工檢測值為14～16N·m午磁，其他七個(gè)擰緊軸的轉(zhuǎn)矩均與人工檢測值基本相符尝抖。經(jīng)過轉(zhuǎn)矩校準(zhǔn)儀校準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，九個(gè)擰緊軸的轉(zhuǎn)矩均相符迅皇，即擰緊機(jī)沒有問題昧辽。而當(dāng)這50臺發(fā)動機(jī)裝配完成后，恢復(fù)使用原來的鋼板上罩蓋登颓，4#搅荞、5#擰緊軸的轉(zhuǎn)矩顯示值又與人工檢測值基本相符了。

　　經(jīng)檢查框咙，4#咕痛、5#擰緊軸所擰的螺栓及其在鋁合金罩蓋上的摩擦痕跡如圖1所示，其他螺栓及其在鋁合金罩蓋上的摩擦痕跡均如圖2所示喇嘱。

圖 1                                         圖 2

　　1.罩蓋上的摩擦痕跡 2. 螺栓桿 3. 平墊片 4. 螺栓頭

　　對比圖1與圖2可見茉贡，4#、5#軸擰緊的摩擦痕跡是面者铜，而其他軸是點(diǎn)腔丧。擰緊過程產(chǎn)生動摩擦，4#绵颅、5#軸的摩擦阻力與其他軸相比差值不大曹胚，而人工檢測時(shí)為靜摩擦玲禾，其摩擦阻力比其他軸大的較多，轉(zhuǎn)矩之差就顯現(xiàn)出來了芽贫。然而藤瞪，用鋼板罩蓋時(shí)4#、5#軸的轉(zhuǎn)矩為什么相差不大呢吴爵？其原因是鋼板罩蓋表面有一層漆媳把，光滑的漆表面使其靜摩擦阻力與其他軸也相差不大了。

　　從上述分析來看错猬，在擰鋁合金罩蓋時(shí)俏妆，4#、5#軸在人工檢測時(shí)标炭，轉(zhuǎn)矩雖然偏大失欢，但并不是擰緊機(jī)的問題，也不應(yīng)當(dāng)按人工檢測的結(jié)果來認(rèn)定擰緊最終的轉(zhuǎn)矩值斑卤。

（馮德富）

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