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DK智能拧紧工具改善变速箱螺栓扭矩衰减
2020-10-14 13:40:00

在变速箱装配过程中,多采用螺栓对各零件进行连接。在拧紧过程中通过对螺栓的拉伸,从而产生夹紧力,将工件紧固连接在一起,而随着时间效应,材料弹性松弛会使夹紧力衰减。而夹紧力衰减的现场检查和控制通常通过扭矩。扭矩衰减:拧紧工序完成后发生在螺栓上的扭矩降低现象即为扭矩衰减,衰减后的扭矩低于目标值,通常在拧紧工序完成后,30 ms内会衰减60%以上的扭矩。

 

对于任何连接,随着时间的推移,都会有一定程度的扭矩衰减,一般发生在以下两种情况中:

(1)粗糙的表面配合时造成的衰减;

(2)软连接中的扭矩衰减。

 

扭矩的衰减控制是拧紧控制的重要问题,如果失效会造成重大的质量问题。扭矩衰减的原因和硬件及工艺均有关系。硬件也就是工具相关方面,包括:工具型号,工具运转不正常,工具混用,连接件连接状态,连接表面异物,连接件错位等。工艺方面,包括:操作手法不当,拧紧时间,拧紧顺序等。

 

采用电动拧紧枪对变速箱侧盖螺栓(M8*1.25)拧紧,螺栓扭矩30Nm(25—35Nm)。原来的拧紧工艺为:智能拧紧工具先拧紧螺栓至6Nm,再拧紧至设定扭矩35Nm(由于在人工检测时出现了扭矩值小于25Nm的情况,因此把设备的设定值由开始的30Nm调整为35Nm),即一次拧紧工艺法。

 

设备自动拧紧后,变速箱侧盖螺栓的即行检测扭矩出现衰减,扭矩值衰减幅度为18%,超过10%。拆解侧盖后发现,螺栓扭矩衰减明显的侧盖上螺栓头部压痕面积较小且不连续,而螺栓扭矩变化不明显的位置如三号变速箱的6、7、9和1 1号螺栓压痕连续均匀,面积较大。

 

由此可见,螺栓端面摩擦对扭矩衰减产生了显著的影响:接触面积小且不均匀的接触面,导致螺栓扭矩衰减的幅度大,而接触面大且平整对扭矩衰减的影响要小。

 

研究表明螺栓扭矩的10%转换为夹紧力,90%被摩擦力所消耗,其中的50%为螺栓头部环形端面与支承面间的摩擦阻力,40%消耗在螺纹副中,这就是所谓的50-40-10规则。在50-40-10规则里,另一个影响螺栓扭矩的因素是螺纹副。虽然直观检查螺栓拧紧后螺纹副的情况比较困难,但电动拧紧枪在拧紧螺栓时有快有慢在一定程度上说明了螺纹副因素(如杂质、毛刺等)对螺栓拧紧的影响。

 

DK智能拧紧工具能够很好的解决变速箱螺栓扭矩衰减,其采用两步拧紧策略,全程扭矩准确控制,实时反馈相关数据并提供数据追溯功能;用DK智能拧紧工具拧紧变速箱侧盖螺栓:首先拧紧机先自动拧紧到7Nm,再拧紧至扭矩20Nm,然后反转360度松开,其次再依次拧紧螺栓至7Nm和30Nm ,侧盖螺栓采用二次拧紧后,即行检测扭矩衰减明显降低(平均为-3.3%),个别螺栓的即行检测扭矩甚至比设备设定值还要大,侧盖上螺栓头部的压痕更加明显,出现磨削痕迹。

 

DK智能拧紧工具改善变速箱螺栓扭矩衰减

 

应用表明:二次拧紧中的一次拧紧能够一定程度上去除螺纹副的毛刺和杂质,消除侧盖上与螺栓头部接触面的高点,明显改善螺栓扭矩的衰减情况。

 

目前,DK智能拧紧工具在变速箱侧盖螺栓的二次拧紧工艺中已经开始应用,跟踪效果良好,DK智能拧紧工具可提升变速箱装配可靠性,提高螺栓使用率,使联接结构紧凑,实现降本增效。