扭力扳手在汽車生產(chǎn)中的作用
時間: 2014-12-08 18:10 瀏覽次數(shù):
扭力扳手用于機械裝配已經(jīng)有較長的歷史。扭力扳手是對控制螺紋副的連接質(zhì)量尤其是批量生產(chǎn)的裝配作業(yè)發(fā)揮了很大作用。不可否認近一二十年來,由于各種氣動扳手,尤其是高精度電動擰緊扭力扳手的不斷發(fā)展和推廣作用,扭力扳手的使用覆蓋面已有所減。ㄈ缭谵I車
扭力扳手用于機械裝配已經(jīng)有較長的歷史。扭力扳手是對控制螺紋副的連接質(zhì)量尤其是批量生產(chǎn)的裝配作業(yè)發(fā)揮了很大作用。不可否認近一二十年來,由于各種氣動扳手,尤其是高精度電動擰緊扭力扳手的不斷發(fā)展和推廣作用,扭力扳手的使用覆蓋面已有所減。ㄈ缭谵I車動力總成等裝配領(lǐng)域)。但是,扭力扳手鮮明的技術(shù)特點,決定了它們在制造業(yè),特別是汽車制造業(yè)中的存在價值。以分別位于北京和上海、不久前剛投入批量生產(chǎn)的兩個中、高檔轎車生產(chǎn)廠為例,在他們才上市就大受消費者青睞的轎車總裝線上,扭力扳手占了裝配擰緊工具的很大比例,包括在一些比較重要的連接部位裝配中使用。
近年來,隨著新技術(shù)的不斷引入,扭力扳手(尤其是電子扭力扳手)的功能得到了很大提升和拓展,對螺紋連接裝配質(zhì)量和工作效率的提高起了很大促進作用。
扭力扳手兼具擰緊工具和檢測器具的雙重特性,在完成裝配工作的同時,還將擰緊扭矩控制在規(guī)定范圍內(nèi)。在扭力扳手的眾多品種中,大批量生產(chǎn)行業(yè)(如汽車、摩托車、空調(diào)等)的裝配工位作用最多的是定值式(又名“預置式”)扭力扳手。這是一種人們已相當熟悉的工具,其結(jié)構(gòu)較簡單,扭矩的產(chǎn)生和改變主要通過調(diào)整扭矩彈簧實現(xiàn),預置的扭矩值必須由專人將扳手放入相關(guān)儀
器才能調(diào)出。操作時,手持扳手沿順時針方向?qū)B接螺栓施加一個平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)矩,此時扭力扳手內(nèi)部會產(chǎn)生一個逆時針方向的旋轉(zhuǎn)力矩,從而引起包括扭矩彈簧在內(nèi)的有關(guān)部件的位移。當扳手轉(zhuǎn)到某一狀態(tài)時,會聽到“咔噠”的機械響聲,表明已達到設(shè)定的裝配扭矩值。
此類扭力扳手具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便直觀、經(jīng)久耐用等優(yōu)點,扭矩控制精度也較高(可達到±4%),能夠滿足裝配質(zhì)量要求。但有一個顯著缺點,就是對操作者有較高要求,整個擰緊過程必須十分平穩(wěn),在即將達到設(shè)定扭矩值時,如用力過猛,將產(chǎn)生很大的誤差。在一典型實例中,裝配扭矩設(shè)定值為17.5Nm,控制范圍為±3.5Nm。由于擰緊時用力太猛,最終產(chǎn)生的裝配扭矩達到23Nm,已大大超差。從圖中可見,當達到設(shè)定值(17.5Nm)、扳手發(fā)出“咔噠”聲時,因機械作用,扳手內(nèi)的反力矩會有一個跌落,但因施力過猛,扭矩值很快回升,并超過額定上限值21Nm。扭力扳手在汽車生產(chǎn)中的作用
新一代數(shù)顯扭力扳手仍采用傳統(tǒng)產(chǎn)品純機械結(jié)構(gòu)的工作原理,但由于增加了成熟的扭力軸/電阻應變傳感器和信號控制環(huán)節(jié),可徹底消除原有定值扳手的技術(shù)缺陷。需要指出,這種新產(chǎn)品仍然保留了傳統(tǒng)定值扳手的主要特點,即當擰緊扭矩達到額定值時會發(fā)出“咔噠”聲,因此國外仍將該產(chǎn)品稱為“
clicking torque wrench”。但是,數(shù)顯扭力扳手已無需利用儀器進行預置值的設(shè)
定和相應調(diào)整。
Ø 在扳手桿部的黑色底版上嵌有3個醒目的LED(發(fā)光二極管),其開始閃爍的時間與扳手達到的扭矩值相對應,也能預先設(shè)置。具體規(guī)定如下:
(1)操作者手持扳手進行擰緊操作時,當產(chǎn)生的裝配扭矩達到設(shè)定值下限的50%時(相當于7Nm),中間的黃色LCD開始閃爍,提示工人要更平緩地施加力
矩,不可用力過猛。
(2)當裝配扭矩達到設(shè)定值的下限(14Nm)時,黃燈停止閃爍,右邊的綠燈點亮,此后操作者只需稍加施力,即可聽到扳手發(fā)出“喀噠”聲,表示擰緊力
矩達到設(shè)定值。
(3)如工人因精力不夠集中等原因或用力過猛,擰緊力矩超過了設(shè)定值的上限(21Nm),或尚未達到下限值14Nm就停止擰緊,都會引起左側(cè)紅燈點亮,表
明此處裝配扭矩不合格,需返工處理。利用無線通訊技術(shù),新型數(shù)顯扭力扳手還能將實際擰緊扭矩值發(fā)送到一個工作站。中間的模塊用于顯示和編程;左側(cè)模塊是一適配器,可將存儲數(shù)據(jù)通
過RS232接口輸出;右側(cè)的三色燈柱自上而下分別為紅色、黃色和綠色,與扭矩扳手上3個LCD燈泡相對應。圖3b是工作站居中模塊的頂視圖,其顯示狀態(tài)設(shè)
定扭矩值為17.5Nm,而實際擰緊值達到23Nm;顯示屏周圍的按鈕用于編程和設(shè)置。藉此,這種定值扳手已無需預先用高精度儀器設(shè)定額定值。該工作站一次
可存儲2000組數(shù)據(jù)(可根據(jù)用戶需要進行擴展),并在輸出、刷新后繼續(xù)下一輪工作。
由此可見,數(shù)顯扭力扳手增加了無線通訊功能后,不僅能快速、準確、方便地執(zhí)行螺紋副連接裝配作業(yè),而且可由定性質(zhì)量控制升級為定量控制,乃至
可對記錄數(shù)據(jù)做進一步分析。工作站的作用距離可達15m,每個工作站能同時監(jiān)控5把扳手,根據(jù)不同用戶的需要,它既可放置在裝配工位附近,為操作者
提供更清晰的提示,也可放置在較遠的固定位置,供現(xiàn)場質(zhì)檢人員或生產(chǎn)線管理人員實時監(jiān)控裝配工序的運行。這種扭力扳手的控制精度比純機械式定值扭力扳手更高,可達±1%。