装配钳工技师论文

技师论文

工种：装配钳工

题目：浅谈柴油机气缸盖螺栓拧紧力矩在

实际生产过程中的控制方法

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浅谈柴油机气缸盖螺栓拧紧力矩在

实际生产过程中的控制方法

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摘要：本文主要阐述了实际生产过程中一些能合理、有效控制柴油机气缸盖螺栓拧紧力

矩稳定达到工艺要求，且保证各螺栓拧紧力矩均匀、稳定的一些的控制手段和方法。并通过工艺试验的方法，确定出气缸盖螺栓的拧紧顺序、拧紧方法，从而减少因气缸盖螺栓拧紧力矩达不到工艺要求或各螺栓拧紧力矩不均匀造成的柴油机“三漏”装试故障，减少柴油机因气缸盖螺栓拧紧力矩不合格造成的返工及“三包”维修费用的增加。

关键词： 柴油机气缸盖螺栓拧紧力矩控制方法。 论文主体 ：

气缸盖是柴油机中结构最复杂、机械负荷和热负荷最高的零件之一 ，它集供油系统、配气系统、燃烧系统、水道及进排气道组成。柴油机气缸盖与缸体连接用气缸盖螺栓拧紧力矩如果不能稳定达到工艺要求，且各螺栓拧紧力矩不均匀，将直接导致气缸盖与缸体连接处不能有效密封，降低压缩比导致柴油机在气缸盖垫片处出现漏气、漏水、漏油等“三漏”问题，从而降低柴油机整体性能，使得柴油机的动力性、经济性、工作可靠性下降。

柴油机“三漏”的危害性很大：一是增加了油料消耗，浪费能源，增加作业成本；二是加速了机械零件磨损，技术状态恶化，功率下降；三是缩短了机械零件的使用寿命，加大修理费用；四是容易发生事故；五是影响车容车貌和机器整洁；六是污染环境，甚至出现整机报废的恶果。

我公司生产100、102系列柴油机的气缸盖均为整体式结构，气缸盖螺栓螺纹为M14×2具有高强度的普通螺纹，强度等级为10.9～12.9，材料牌号为40Cr 钢，硬度为32～38HRC，金相组织要求1～3级（JB/T8837-2000），抗拉强度1103Mpa以上, 采用先热处理后碾制螺纹，螺纹表面有压应力疲劳强度好，螺纹精度高。因其特殊的结构缸盖螺栓在装配时属死拧紧不加任何弹性锁紧装置，而是依靠其自锁功能、锪孔与螺栓肩面的磨檫力及涂螺纹紧固胶（化学方法）来进行防松。缸盖螺栓共有三种规格：173×M14×2（四颗）、

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125×M14×2（十颗）、111×M14×2（四颗），每台共计有18颗。因现行工艺水平及实际生产现状，目前我公司还没能实现18颗螺栓一起拧紧，如何能保证18颗螺栓拧紧力矩能稳定达到工艺要求范围且均匀性较好，一直是我们追求和探索的目标。

现在我们从工艺、实际操作过程、检验手段等方面阐述一下控制气缸盖拧紧力矩的方法和手段。

气缸盖螺栓拧紧力矩主要指气缸盖和缸体连接螺栓的拧紧顺序和拧紧力矩。拧紧气缸盖各螺栓时，应分数次逐步拧紧到规定的力矩,并按先中间、后两边、对角交叉的原则进行。

目前我公司气缸盖螺栓拧紧工序工艺要求为：各气缸盖螺栓按规格放入相应的装配位置时，先人工导向预拧1～2牙，然后用四头缸盖螺栓定扭矩拧紧机按下图拧紧顺序分五次拧紧全部共18颗螺栓，其拧紧顺序为：㈠ 1、2、4、5 ㈡ 3、6、7、10 ㈢9、8、12、13 ㈣ 11、14、15、16 ㈤ 17、18。因装配工艺需要，此次装配拧紧时3、5、11、13处必须同时装配专用的工艺摇臂和气缸盖螺栓Ⅰ各4件，气缸盖螺栓全部拧紧到工艺力矩后，需拆除工艺螺栓和工艺摇臂，然后装配相应的摇臂部件和4件气缸盖螺栓Ⅰ，最后用二头缸盖螺栓定扭矩拧紧机按㈠ 3、5 ㈡11 ㈢13的拧紧顺序分三次拧紧4颗气缸盖螺栓Ⅰ到工艺力矩要求。缸盖螺栓拧紧顺序如下图所示：

原我公司气缸盖螺栓拧紧时为人工先用气扳机按1～18工艺拧紧顺序

预紧，再用指针式扭力扳手按顺序复紧到拧紧力矩160～200N.m。这种拧紧

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方式螺栓拧紧力矩全靠操作者人为控制，人为影响因素较大，时常出现漏拧紧、漏复紧、螺栓拧紧力矩不能稳定达到工艺要求、装配质量波动较大等问题，即使操作者能认真严格按工艺要求操作，但因复紧、检验用的扭力扳手均为老式指针式扳手，复紧、检验时全凭操作者、检验员在操作过程中的手眼协调能力和操作技巧，各螺栓拧紧力矩即使能达到工艺要求范围，因其均匀性不稳定，且操作者劳动强度较大，也无法在整个劳动时间内保持拧紧力矩的稳定性。

为进一步提高气缸盖螺栓拧紧力矩质量，并且提高气缸盖螺栓拧紧工

序的工作节拍，减轻操作人员的劳动强度，我公司后来在流水线上购置了两台电脑控制的气缸盖螺栓拧紧机，设立了两个工位拧紧气缸盖螺栓，其中一台为四头缸盖螺栓定扭矩拧紧机，另一台为二头缸盖螺栓定扭矩拧紧机，二台拧紧机的拧紧方式均为扭矩控制转角监控，先预紧再终紧到规定力矩。同时购置了两种新式的定值扭力扳手分别用于人工复紧和检验，电脑控制的定扭矩拧紧机的引入，大大提高了气缸盖螺栓拧紧力矩的稳定性，气缸盖螺栓拧紧质量得到大幅提升，而新的检验用定值扳手的投入使用也提高了检验的有效性，柴油机试车过程及“三包”反馈因气缸盖螺栓拧紧力矩达不到要求或拧紧力矩不均匀造成的故障率大幅下降。

但在实际装配过程中，因拧紧机与扭力扳手的偏差、拧紧机垂直拧紧

与倾斜拧紧的拧紧值有明显变化、拧紧机的第四轴的套筒与缸盖有磨擦等现象，以及检验抽检测量方法的选用，这些因素都会造成气缸盖在装配过程中出现拧紧力矩的不均衡，因而产生了相应的装配质量隐患。

经测量，装配中定扭矩拧紧机的显示值与校验拧紧机的标定仪显示值间的误差仅在3%之间，而在实际检验过程中，采用相同的检验工具，使用不用的检测方法，测量人不一样，其测量结果却相差较大。就如同一个人，采用同一把指针式扭矩扳手进行检验时发现，若采用一般的“拧紧检测法”，则气缸盖螺栓拧紧力矩测量值与拧紧机电脑显示值误差一般在20～30 N.m，若采用“转角检测法”，则气缸盖螺栓拧紧力矩测量值与拧紧机电脑显示值误差一般在10～15N.m。

检验过程中我们还发现用电脑控制的气缸盖螺栓拧紧机第一次拧紧的一组螺栓中（四颗），除第一道气缸盖螺栓（第一次拧紧时仅作为工艺螺栓）外，

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