技師論文工種：裝配鉗工論文題目：淺談柴油機(jī)氣缸蓋螺栓擰緊力矩在實(shí)際生產(chǎn)過程中的控制方法 班 級(jí)：14裝修技師姓 名：侯則名 等 級(jí)：技師 準(zhǔn)考證號(hào)： 指導(dǎo)老師：陳博范學(xué)院系部：淄博市技師學(xué)院機(jī)械工程系日 期：2015年10月4號(hào) 目錄目錄––––––––––––––––––––––––2摘要––––––––––––––––––––––––3關(guān)鍵詞–––––––––––––––––––––––3論文主體––––––––––––––––––––––3一、 存在的問題–––––––––––––––––––31、 柴油機(jī)的“三漏”––––––––––––––––32、 存在的問題–––––––––––––––––––3二、 改進(jìn)––––––––––––––––––––––6三、 改進(jìn)后的效果––––––––––––––––––6四、 改進(jìn)的在使用中應(yīng)注意事項(xiàng)––––––––––––8五、 結(jié)束語(yǔ)–––––––––––––––––––––9六、 致謝––––––––––––––––––––––9參考文獻(xiàn)–––––––––––––––––––––––9 1淺談柴油機(jī)氣缸蓋螺栓擰緊力矩在實(shí)際生產(chǎn)過程中的控制方法摘要：本文主要闡述了實(shí)際生產(chǎn)過程中一些能合理、有效控制柴油機(jī)氣缸蓋螺栓擰緊力矩穩(wěn)定達(dá)到工藝要求，且保證各螺栓擰緊力矩均勻、穩(wěn)定的一些的控制手段和方法。

并通過工藝試驗(yàn)的方法，確定出氣缸蓋螺栓的擰緊順序、擰緊方法，從而減少因氣缸蓋螺栓擰緊力矩達(dá)不到工藝要求或各螺栓擰緊力矩不均勻造成的柴油機(jī)“三漏”裝試故障，減少柴油機(jī)因氣缸蓋螺栓擰緊力矩不合格造成的返工及“三包”維修費(fèi)用的增加關(guān)鍵詞： 柴油機(jī)氣缸蓋螺栓擰緊力矩控制方法論文主體 ：一、存在的問題1、柴油機(jī)“三漏”氣缸蓋是柴油機(jī)中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷最高的零件之一 ，它集供油系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、水道及進(jìn)排氣道組成柴油機(jī)氣缸蓋與缸體連接用氣缸蓋螺栓擰緊力矩如果不能穩(wěn)定達(dá)到工藝要求，且各螺栓擰緊力矩不均勻，將直接導(dǎo)致氣缸蓋與缸體連接處不能有效密封，降低壓縮比導(dǎo)致柴油機(jī)在氣缸蓋墊片處出現(xiàn)漏氣、漏水、漏油等“三漏”問題，從而降低柴油機(jī)整體性能，使得柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、工作可靠性下降2、存在的問題柴油機(jī)“三漏”的危害性很大：一是增加了油料消耗，浪費(fèi)能源，增加作業(yè)成本；二是加速了機(jī)械零件磨損，技術(shù)狀態(tài)惡化，功率下降；三是縮短了機(jī)械零件的使用壽命，加大修理費(fèi)用；四是容易發(fā)生事故；五是影響車容車貌和機(jī)器整潔；六是污染環(huán)境，甚至出現(xiàn)整機(jī)報(bào)廢的惡果我公司生產(chǎn)100、102系列柴油機(jī)的氣缸蓋均為整體式結(jié)構(gòu)，氣缸蓋螺栓螺紋為M14×2具有高強(qiáng)度的普通螺紋，強(qiáng)度等級(jí)為10.9～12.9，材料牌號(hào)為40Cr 鋼，硬度為32～38HRC，金相組織要求1～3級(jí)（JB/T8837-2000），抗拉強(qiáng)度1103Mpa以上, 采用先熱處理后碾制螺紋，螺紋表面有壓應(yīng)力疲勞強(qiáng)度好，螺紋精度高。

因其特殊的結(jié)構(gòu)缸蓋螺栓在裝配時(shí)屬死擰緊不加任何彈性鎖緊裝置，而是依靠其自鎖功能、锪孔與螺栓肩面的磨檫力及涂螺紋緊固膠（化學(xué)方法）來進(jìn)行防松缸蓋螺栓共有三種規(guī)格：173×M14×2（四顆）、125×M14×2（十顆）、111×M14×2（四顆），每臺(tái)共計(jì)有18顆因現(xiàn)行工藝水平及實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀，目前我公司還沒能實(shí)現(xiàn)18顆螺栓一起擰緊，如何能保證18顆螺栓擰緊力矩能穩(wěn)定達(dá)到工藝要求范圍且均勻性較好，一直是我們追求和探索的目標(biāo)現(xiàn)在我們從工藝、實(shí)際操作過程、檢驗(yàn)手段等方面闡述一下控制氣缸蓋擰緊力矩的方法和手段氣缸蓋螺栓擰緊力矩主要指氣缸蓋和缸體連接螺栓的擰緊順序和擰緊力矩?cái)Q緊氣缸蓋各螺栓時(shí)，應(yīng)分?jǐn)?shù)次逐步擰緊到規(guī)定的力矩,并按先中間、后兩邊、對(duì)角交叉的原則進(jìn)行目前我公司氣缸蓋螺栓擰緊工序工藝要求為：各氣缸蓋螺栓按規(guī)格放入相應(yīng)的裝配位置時(shí)，先人工導(dǎo)向預(yù)擰1～2牙，然后用四頭缸蓋螺栓定扭矩?cái)Q緊機(jī)按下圖擰緊順序分五次擰緊全部共18顆螺栓，其擰緊順序?yàn)椋孩?1、2、4、5 ㈡ 3、6、7、10 ㈢9、8、12、13 ㈣ 11、14、15、16 ㈤ 17、18因裝配工藝需要，此次裝配擰緊時(shí)3、5、11、13處必須同時(shí)裝配專用的工藝搖臂和氣缸蓋螺栓Ⅰ各4件，氣缸蓋螺栓全部擰緊到工藝力矩后，需拆除工藝螺栓和工藝搖臂，然后裝配相應(yīng)的搖臂部件和4件氣缸蓋螺栓Ⅰ，最后用二頭缸蓋螺栓定扭矩?cái)Q緊機(jī)按㈠ 3、5 ㈡11 ㈢13的擰緊順序分三次擰緊4顆氣缸蓋螺栓Ⅰ到工藝力矩要求。

缸蓋螺栓擰緊順序如下圖所示：原我公司氣缸蓋螺栓擰緊時(shí)為人工先用氣扳機(jī)按1～18工藝擰緊順序預(yù)緊，再用指針式扭力扳手按順序復(fù)緊到擰緊力矩160～200N.m這種擰緊方式螺栓擰緊力矩全靠操作者人為控制，人為影響因素較大，時(shí)常出現(xiàn)漏擰緊、漏復(fù)緊、螺栓擰緊力矩不能穩(wěn)定達(dá)到工藝要求、裝配質(zhì)量波動(dòng)較大等問題，即使操作者能認(rèn)真嚴(yán)格按工藝要求操作，但因復(fù)緊、檢驗(yàn)用的扭力扳手均為老式指針式扳手，復(fù)緊、檢驗(yàn)時(shí)全憑操作者、檢驗(yàn)員在操作過程中的手眼協(xié)調(diào)能力和操作技巧，各螺栓擰緊力矩即使能達(dá)到工藝要求范圍，因其均勻性不穩(wěn)定，且操作者勞動(dòng)強(qiáng)度較大，也無法在整個(gè)勞動(dòng)時(shí)間內(nèi)保持?jǐn)Q緊力矩的穩(wěn)定性為進(jìn)一步提高氣缸蓋螺栓擰緊力矩質(zhì)量，并且提高氣缸蓋螺栓擰緊工序的工作節(jié)拍，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，我公司后來在流水線上購(gòu)置了兩臺(tái)電腦控制的氣缸蓋螺栓擰緊機(jī)，設(shè)立了兩個(gè)工位擰緊氣缸蓋螺栓，其中一臺(tái)為四頭缸蓋螺栓定扭矩?cái)Q緊機(jī)，另一臺(tái)為二頭缸蓋螺栓定扭矩?cái)Q緊機(jī)，二臺(tái)擰緊機(jī)的擰緊方式均為扭矩控制轉(zhuǎn)角監(jiān)控，先預(yù)緊再終緊到規(guī)定力矩同時(shí)購(gòu)置了兩種新式的定值扭力扳手分別用于人工復(fù)緊和檢驗(yàn)，電腦控制的定扭矩?cái)Q緊機(jī)的引入，大大提高了氣缸蓋螺栓擰緊力矩的穩(wěn)定性，氣缸蓋螺栓擰緊質(zhì)量得到大幅提升，而新的檢驗(yàn)用定值扳手的投入使用也提高了檢驗(yàn)的有效性，柴油機(jī)試車過程及“三包”反饋因氣缸蓋螺栓擰緊力矩達(dá)不到要求或擰緊力矩不均勻造成的故障率大幅下降。

但在實(shí)際裝配過程中，因擰緊機(jī)與扭力扳手的偏差、擰緊機(jī)垂直擰緊與傾斜擰緊的擰緊值有明顯變化、擰緊機(jī)的第四軸的套筒與缸蓋有磨擦等現(xiàn)象，以及檢驗(yàn)抽檢測(cè)量方法的選用，這些因素都會(huì)造成氣缸蓋在裝配過程中出現(xiàn)擰緊力矩的不均衡，因而產(chǎn)生了相應(yīng)的裝配質(zhì)量隱患經(jīng)測(cè)量，裝配中定扭矩?cái)Q緊機(jī)的顯示值與校驗(yàn)擰緊機(jī)的標(biāo)定儀顯示值間的誤差僅在3%之間，而在實(shí)際檢驗(yàn)過程中，采用相同的檢驗(yàn)工具，使用不用的檢測(cè)方法，測(cè)量人不一樣，其測(cè)量結(jié)果卻相差較大就如同一個(gè)人，采用同一把指針式扭矩扳手進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，若采用一般的“擰緊檢測(cè)法”，則氣缸蓋螺栓擰緊力矩測(cè)量值與擰緊機(jī)電腦顯示值誤差一般在20～30 N.m，若采用“轉(zhuǎn)角檢測(cè)法”，則氣缸蓋螺栓擰緊力矩測(cè)量值與擰緊機(jī)電腦顯示值誤差一般在10～15N.m檢驗(yàn)過程中我們還發(fā)現(xiàn)用電腦控制的氣缸蓋螺栓擰緊機(jī)第一次擰緊的一組螺栓中（四顆），除第一道氣缸蓋螺栓（第一次擰緊時(shí)僅作為工藝螺栓）外，其余三顆螺栓均出現(xiàn)不同程度的回松現(xiàn)象，特別是第四軸因擰緊套筒與缸蓋間有摩擦，螺栓擰緊力矩回松現(xiàn)象更明顯產(chǎn)生這一現(xiàn)象主要原因是在實(shí)際工作中因氣缸蓋螺栓不是全部螺栓一次擰緊，而是多次擰緊，由于氣缸蓋與缸體間的氣缸蓋墊片在外力作用下的彈性變形，造成先擰緊的螺栓有回松現(xiàn)象。

為保證柴油機(jī)整機(jī)裝配質(zhì)量，在發(fā)現(xiàn)這一問題時(shí)，車間及時(shí)提出處理辦法，即在用電腦控制的氣缸蓋螺栓擰緊機(jī)將氣缸蓋螺栓全部擰緊完畢后，再用定值扭力扳手人工復(fù)緊最先擰緊一組氣缸蓋螺栓中出現(xiàn)回松的其余三顆螺栓，此措施經(jīng)公司技術(shù)部門認(rèn)可，列入工藝要求二、改進(jìn)隨著公司整機(jī)質(zhì)量的提升要求，技術(shù)部門又先后對(duì)氣缸蓋墊片的各氣道、水道、缸孔的材質(zhì)等進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，特別是隨著硅膠密封圈氣缸蓋墊片及增壓機(jī)、中冷機(jī)專用不銹鋼缸孔氣缸蓋墊片的相繼批量投入使用，氣缸蓋螺栓擰緊力矩的穩(wěn)定性也隨之出現(xiàn)了波動(dòng)，特別是2007年上半年，在公司內(nèi)部整機(jī)裝配質(zhì)量抽查過程中發(fā)現(xiàn)在擰緊機(jī)正常工作狀態(tài)下，出現(xiàn)了部分螺栓擰緊力矩低于工藝要求值，最低甚至出現(xiàn)145N.m，公司責(zé)成車間對(duì)此情況進(jìn)行質(zhì)量追溯產(chǎn)生的返工，造成大量人力、物力浪費(fèi)，而這一時(shí)期“三包”反饋因缸蓋螺栓擰緊力矩不均衡造成的沖氣缸床、漏水、漏氣、漏油等故障也逐漸增多三、改進(jìn)后的效果公司對(duì)此問題非常重視，組織設(shè)備、質(zhì)檢、技術(shù)、車間等多方人員從裝機(jī)零件、設(shè)備、擰緊方法、測(cè)量方法等方面展開工作，分別進(jìn)行工藝摸底試驗(yàn)，逐個(gè)排查，以便找出問題所在，尋求最佳解決辦法，以下為工藝試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)結(jié)果： 2007年5月19日與6月30日各部門聯(lián)合工藝試驗(yàn)結(jié)果：1、分別測(cè)試數(shù)據(jù)檢測(cè)結(jié)果顯示，擰緊機(jī)的顯示值與標(biāo)定儀的標(biāo)定值的偏差在-0.2--+5N.m之間，兩者的波動(dòng)均在工藝規(guī)定的范圍之內(nèi)，所以根據(jù)此結(jié)果認(rèn)為擰緊機(jī)的顯示值是穩(wěn)定、正確的（具體數(shù)值及曲線見附1“裝配車間擰緊機(jī)穩(wěn)定性試驗(yàn)表”）。

2．為了驗(yàn)證擰緊機(jī)與扭力扳手的偏差，安排了扭力扳手與擰緊機(jī)的對(duì)比性試驗(yàn)，根據(jù)本次試驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合附1、附3中的試驗(yàn)值表明，扭力扳手的擰緊值普遍大于擰緊機(jī)顯示值且數(shù)顯扭力扳手要比指針扭力扳手工作更穩(wěn)定（具體數(shù)值見附1及附2“裝配車間扭力扳手對(duì)比試驗(yàn)表”）3．針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作者反映垂直擰緊與傾斜擰緊的擰緊值有明顯變化的問題，專門在缸蓋四軸擰緊機(jī)上進(jìn)行了擰緊機(jī)的垂直擰緊與傾斜擰緊試驗(yàn)（傾斜擰緊方式比正常工作時(shí)更加傾斜）結(jié)果表明，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行擰緊工作時(shí)，操作者擰緊姿勢(shì)的輕微不同對(duì)擰緊結(jié)果基本無影響（具體數(shù)值見附3“裝配車間擰緊機(jī)垂直性擰緊值試驗(yàn)表”）4．對(duì)主軸承蓋兩軸擰緊機(jī)的試驗(yàn)表明，其單軸校驗(yàn)值與兩軸擰緊值均在工藝范圍之內(nèi)且正負(fù)偏差較小，扭力扳手值普遍大于擰緊機(jī)顯示值（具體數(shù)值見附4“主軸承蓋兩軸擰緊機(jī)穩(wěn)定性試驗(yàn)表”及“裝配車間主軸承蓋兩軸擰緊機(jī)均勻性試驗(yàn)表”）5．在6月30日試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)擰緊機(jī)的第四軸的套筒與缸蓋有磨擦現(xiàn)象后，扭力扳手復(fù)檢值明顯下移（見附1、附4），針對(duì)這一現(xiàn)象，于7月8日安排了磨擦性試驗(yàn)，但現(xiàn)場(chǎng)缸蓋只有一個(gè)孔（第二顆）有明顯擦痕，結(jié)果表明磨擦對(duì)擰緊結(jié)果有影響（具體數(shù)值見附5“裝配車間缸蓋四軸擰緊機(jī)磨擦性試驗(yàn)表”及附1“裝配車間擰緊機(jī)穩(wěn)定性試驗(yàn)表”）。

6． 針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)反映的缸蓋四軸擰緊機(jī)在四軸聯(lián)動(dòng)工作時(shí)其擰緊值不穩(wěn)定的情況，對(duì)缸蓋四軸擰緊機(jī)進(jìn)行了四軸聯(lián)動(dòng)的重復(fù)性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：（1）在不加氣缸墊片的情況下，擰緊機(jī)的兩次重復(fù)擰緊無明顯變化，用扭力扳手復(fù)緊值大多高于擰緊機(jī)顯示值2）加氣缸墊片后［見附6.2擰緊機(jī)重復(fù)性試驗(yàn)表（加氣缸墊片）］，可得如下結(jié)論：a)第一次全部螺栓擰緊后，復(fù)檢普遍有回松現(xiàn)象（第二軸除外，因第二軸是工藝搖臂，用扭力扳手復(fù)檢誤差波動(dòng)較大）規(guī)律是先緊的回松得多，如第三軸第一次復(fù)檢，要求195N.m，復(fù)檢值161.3N.m，相差33.7N.m，結(jié)合結(jié)論2分析，其實(shí)際值己低于160N.mb)不換氣缸床第二次擰緊后，回松情況大為緩解，其回松差值最大為14.2N.m根據(jù)以上情況，分析認(rèn)為在實(shí)際工作中因不是全部螺栓一次擰緊，由于氣缸床彈性變形的影響，在擰緊機(jī)依次把全部螺栓擰緊后，先擰緊的螺栓有回松現(xiàn)象且回松值可達(dá)30N.m左右7．根據(jù)附2、附6.1、附6.2分析，不論是否加氣缸墊片，兩次復(fù)檢的偏差有同趨勢(shì)的趨勢(shì)向，懷疑與缸體缸蓋的結(jié)構(gòu)有關(guān)四、改進(jìn)后在使用中應(yīng)注意事項(xiàng)根據(jù)以上工藝試驗(yàn)結(jié)果，現(xiàn)技術(shù)部門重新修訂工藝，要求氣缸蓋螺栓在用二頭和四頭缸蓋螺栓定扭矩?cái)Q緊機(jī)擰緊完畢后需用定扭力扳手對(duì)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ道缸蓋螺栓按擰緊順序要求手工復(fù)緊一遍，復(fù)緊力矩190 N.m。