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最火用承压面成像方法分析连杆螺栓拉伸问题

发布时间:2021-09-29 21:03:53 阅读: 来源:餐边柜厂家

用承压面成像方法分析连杆螺栓拉伸问题

螺栓在拧紧过程山现拉伸,是发动机装配过程的常见故障。螺栓山现拉伸,表明其已经发生塑性变形,强度降低。发动机在运行过程中,螺栓会因为强烈的振动而断裂。主轴承螺栓、连杆螺栓、缸盖螺栓这3种紧固件的扭矩控制,被称为三大扭矩控制,是发动机最重要的扭矩控制。一旦这3种紧固件扭矩山现问题,将导致发动机报废。

三大扭矩控制使用的螺栓,均为高强度螺不过在到达同等保温性能情况下栓,很少山现因为螺栓抗拉强度不满足要求而导致螺栓拉伸。针对这类问题,一般情兑下通过改进拧紧工艺,来解决螺栓拉伸的问题。例如修改电枪转速、优化拧紧步骤、使用转角法代替力矩法。但目前拧紧机精度较高,紧固件产生的轴向预紧力同样可以控制在较小的范围内,因此很难从拧紧工艺上找到突破口。

拧紧故障分析的对象,不能只局限于紧固件本身。对于连杆螺栓拉伸问题,不能只分析螺栓、螺母,还要结合连杆组件一起。

本文用万工显和平而侦测仪这两个设备,来进行承压而的成像,发现连杆盖承压而摩擦痕迹应加以调剂或清洗不合理,同时摩擦深度不均匀,进一步分析发现连杆盖有两处尺寸超差,是导致该问题发生的主要原因。

1 连杆组件拧紧过程装配及拧紧过程分为3步:

(1)把连杆盖装到连杆体上:

(2)装螺母,手工拧入2牙以上:

(3)用拧紧枪拧紧螺母。

连杆盖过钉孔与螺栓螺纹部分,为间隙配合,与杆部为过盈配合,所以连杆盖在拧紧前无法紧贴连杆体。只有在拧紧螺母过程中,依靠螺母产生的轴向力克服连杆盖与螺栓的摩擦力,将连杆盖压紧在连杆体匕.

2 螺栓拉伸情况分析

拉伸部位为与螺母啮合之外的螺纹部分,见图2国内部分,拉伸部位变细,与螺母啮合的螺纹山现破损。

3 承压而放人成像

是用普通相机拍山的效果,黑色的部分为螺母与连杆盖摩擦后留下的痕迹。从摩擦痕迹可以看山,整个承压而受力不均匀,承压而靠“1035”期间外而区域受力较大,呈现山条形压痕,见图中区域1所指位置。

所使用的设备是万工显,该设备既能将局部区域放大,还能进行尺寸测量。图4是用万工显将连杆盖区域2的承压而放大后的效果图,绿色区域为背景,深篮色区域为承压而,绿色和深篮色之间的黑色区域为阴影。图中区域3和区域4相比其他区域受到摩擦力较大,压痕比较明显。但同时,区域4的压痕比区域3明显,并且宽度比区域3宽。

3.2原因分析根据图4中区域3和区域4的对比得山,螺母拧紧过程中,从连杆盖承压而的宽度在区域3较小可知:螺母边缘部分已经超山连杆盖,处于悬宁状态。为证明这点,对连杆盖承压而尺寸进行测量。

4 压痕深度成像

4.1深度成像说明

这种成像方法选用的设备为平而侦测仪,原理是选择成像的区域,计算山参考零点,用不同颜色表示山各个区域压痕的深浅。压痕按照红、黄、绿、篮、黑川页序逐渐变深。压痕越深,受力越大。剧围一圈黑色为阴影,不表示压痕深浅。

4.2成像分析

为了更好说明连杆盖承压而受力情7兑,用结构类似的主轴承盖来做对比分析。从图5和图6可知,连杆盖呈现规律性的局部受力,主要受力而积较小。

主轴承盖则受力分布均匀。根据压痕深度把承压而受力情7兑分为三个级别:受力较大、受力中等、受力较小,计算山分别所占的比例。

针对这两个方而的原因,分别测量了螺栓直径和连杆盖承压而平而度、粗糙度及其过钉孔的直径,结果只有连杆盖过钉孔直径不合格,比8.4±O.25的技术要求小O.20。由于连杆盖与螺栓配合过紧,在拧紧过程中连杆盖的过钉孔与其中一个螺栓山现卡滞,会造成连杆盖于连杆体贴合不同步,两个承压而处于倾斜状态,这样的受力过程止好呈现图5的受力情7兑。连杆盖在拧紧过程中倾斜,有可能导致轴向受力过大,进而山现螺纹破损和螺栓拉伸问题。

4.3验证情7兑

挑选连杆盖过钉孔直径超下公差的连杆组件,按止常工艺装配在3台发动机上,拧紧后将连杆组件拆解发现,其中2台的连杆螺栓螺纹山现破损,图9是用万工显放大后的效果图。右上方的方框内为止常螺纹,止下方的方框为破损的螺纹,破损处表而材料已被磨

掉,成像时山现反光。螺栓杆部表而有刮伤痕迹,刮山的铁屑被压紧在连杆体的承压而。

经检测,发现螺栓在原基础上拉伸0.1 mm。同时,螺栓与螺母啮合的螺纹山现明显破损,表明拧紧过程螺纹承受载荷,大于其本身所能承受载荷的上限。

5 结束语

承压而承受的摩擦力,占拧紧扭矩的50%,其摩擦拉伸:最大力、拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量等痕迹可以反映山紧固件的受力情7兑。止常的摩擦痕迹,应该是均匀分布在整个承压的圆环而,压痕的深浅一致。本文通过对连杆盖压痕进行成像分析,发现压痕存在_片常,对零件相关尺寸进行排查后,找到

了导致压痕_片常的原因:连杆盖承压而宽度不合格过钉孔直径超山下公差。

对于螺栓被拉伸的问题,承压而成像只能说明紧固件在局部受力过大,无法测山螺栓轴向所承受的实际载荷,也不能证明轴向力大于螺栓屈服极限。因此,要彻底解决螺栓拉伸问题,还需要在螺栓轴向预紧力测量上做进一步分析。

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