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柴油发电机组连杆螺栓装配预紧力矩数据分析

时间:2018-01-12 点击: 580 次
  它是一次性对康明斯起驱动力连杆螺柱测试数据解析预紧力的数据解析解析,的目的是筛出连杆螺柱在研发线上支付总时发现装配工拉开的愿意,并使用牢靠性计算出,进行确认了ATLAS上紧机的把控最大扭矩阶段目标值。

  1.引 言
  东风汽车公司引进美国康明斯发动机连杆螺栓的螺纹为M11×1.25,材料性能等级为12.9级,要求硬度范围为HRC38~44,屈服下限为1100N/mm2,抗拉强度下限为1220N/mm2。在装配线上采用瑞典ATLAS拧紧机装配连杆螺栓,采用力矩转角法拧紧,其装配工艺为拧(60±5)Nm再转(60±5)°,螺栓理论伸长0.254mm,预紧力为65.67kN,接近了连杆螺栓的屈服区。因此,在此种状态下,康明斯连杆螺栓在装配过程中拉长现象时常发生,个别甚至发生颈缩,严重影响了连杆螺栓的装配质量和速度,并直接影响到发动机的质量。经检验分析,现有的装配工艺实际施加预紧力过高是导致装配事故发生的主要原因,故而有必要重新确定连杆螺栓预紧力矩的大小。

  2.连杆螺栓实际预紧力高于理论值的原因
  表1为用美国GSE超声波伸长仪在柴油发电机组装配现场实测的连杆螺栓的预紧力数据。用这些数据与前面预紧力比较,可看出实测值大部分超过了理论值。

表1测试加装线下连杆联接预紧力信息(kN)
螺栓标准号 起行为号
9433005 9433018 9433029 9433036 9433048
1 66.66 70.84 69.90 70.13 70.44
2 70.57 72.67 69.35 71.56 68.08
3 72.06 70.33 64.91 66.96 70.36
4 69.03 69.48 67.44 68.29 71.19
5 62.59 69.23 71.23 70.18 65.94
6 74.10 69.19 71.09 66.81 69.43
7 71.86 67.71 71.29 72.67 69.39
8 70.94 70.88 70.55 67.53 70.81
9 71.97 65.30 68.42 66.94 68.96
10 67.93 67.88 69.90 71.42 70.68
11 70.33 72.63 69.89 68.71
12 67.46 69.54 66.96 72.61
  用高误差功率仪对ATLAS旋紧机功率掌握误差展开产品检验检侧。产品检验检侧用到的测试仪器为瑞典GSE2062型功率感应器器,误差为±1%;瑞典GSE229-D型加数式峰峰值技巧器,误差为±5%。ATLAS旋紧机掌握功率最终目标值一般选择60Nm,监测网功率领域为(60±5)Nm,对多组螺丝预紧功率检侧最后如表2如下。
缸号 ATLAS联机印刷值 GSE229-D评测扭力值
1轴 2轴 1轴 2轴
1 61.0 61.5 63 61
2 60.8 61.5 63 62
3 61.3 60.8 62 63
4 61.0 61.0 63 63
5 61.3 62.0 60 62
6 61.0 61.5 63 63

  从表2中可看出,用GSE229-D测得的实际扭矩的确高于ATLAS联机的打印值,说明ATLAS拧紧系统控制扭矩时出现系统偏差,因此有必要重新确定其控制扭矩目标值,消除系统偏差对实际扭矩的影响,使得实际扭矩符合螺栓强度的要求。
  3.连杆螺栓联接实际预紧力可靠性分析
  (1)连杆螺栓实际预紧力分布状态
  以表1测得的实际预紧力数据按大小排序列于表3中,并计算其中位秩F(xi)

     (1)

  式中,i为次序号;n为样版发热量。


  将表3中的预紧力xi对应的中位秩依次点到概率纸上,其分布函数F(xi)呈线性分布,说明实际预紧力数据是正态分布。测得概率为0.5时,预紧力为均值μs=69.29kN;概率为0.1587时,预紧力值为67.69kN,故其标准差σs=69.29-67.69=1.6kN。
  螺栓拉伸应力σ与预紧力F′之间存在如下关系[1]

      (2)

  式中,d1为螺栓螺母螺孔小道。 表3地脚螺栓预紧力数剧及中非曲直位秩

顺序号
i

xi
/kN

中位秩
F(xi)

顺序号
i

xi
/kN

中位秩
F(xi)

顺序号
i

xi
/kN

中位秩
F(xi)

顺序号
i

xi
/kN

中位秩
F(xi)

1 62.59 0.012 16 68.08 0.269 31 69.90 0.521 46 71.19 0.783
2 64.91 0.029 17 68.29 0.286 32 70.13 0.543 47 71.23 0.800
3 65.30 0.046 18 68.42 0.303 33 70.18 0.560 48 71.29 0.817
4 65.94 0.063 19 68.71 0.320 34 70.33 0.577 49 71.42 0.834
5 66.66 0.081 20 68.96 0.337 35 70.33 0.594 50 71.56 0.851
6 66.81 0.098 21 69.03 0.355 36 70.36 0.611 51 71.86 0.868
7 66.94 0.115 22 69.19 0.372 37 70.44 0.628 52 71.97 0.885
8 66.96 0.132 23 69.23 0.389 38 70.55 0.646 53 72.06 0.902
9 66.96 0.149 24 69.35 0.406 39 70.57 0.658 54 72.61 0.920
10 67.44 0.166 25 69.39 0.423 40 70.68 0.680 55 72.63 0.937
11 67.46 0.183 26 69.43 0.440 41 70.81 0.697 56 72.67 0.954
12 65.53 0.200 27 69.48 0.457 42 70.84 0.714 57 72.67 0.971
13 67.71 0.218 28 59.54 0.474 43 70.88 0.731 58 74.10 0.988
14 67.88 0.235 29 69.89 0.491 44 70.94 0.748
15 67.93 0.252 30 69.90 0.509 45 71.09 0.765
表2螺母预紧扭距查测效果(Nm)   其他动态数据文件请到澳湳能逛网企业网站://tn-photography.net [澳湳动力]
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