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扭力扳手在汽車生產(chǎn)中的作用
時(shí)間: 2014-12-08 18:10 瀏覽次數(shù)：
扭力扳手用于機(jī)械裝配已經(jīng)有較長(zhǎng)的歷史。扭力扳手是對(duì)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(rèn)近一二十年來(lái)，由于各種氣動(dòng)扳手，尤其是高精度電動(dòng)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小（如在轎車
扭力扳手用于機(jī)械裝配已經(jīng)有較長(zhǎng)的歷史。扭力扳手是對(duì)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(rèn)近一二十年來(lái)，由于各種氣動(dòng)扳手，尤其是高精度電動(dòng)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小（如在轎車動(dòng)力總成等裝配領(lǐng)域）。但是，扭力扳手鮮明的技術(shù)特點(diǎn)，決定了它們?cè)谥圃鞓I(yè)，特別是汽車制造業(yè)中的存在價(jià)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(gè)中、高檔轎車生產(chǎn)廠為例，在他們才上市就大受消費(fèi)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(lái)，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(duì)螺紋連接裝配質(zhì)量和工作效率的提高起了很大促進(jìn)作用。
新一代數(shù)顯扭力扳手
扭力扳手兼具擰緊工具和檢測(cè)器具的雙重特性，在完成裝配工作的同時(shí)，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(yù)置式”）扭力扳手。這是一種人們已相當(dāng)熟悉的工具，其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，扭矩的產(chǎn)生和改變主要通過(guò)調(diào)整扭矩彈簧實(shí)現(xiàn)，預(yù)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(shí)，手持扳手沿順時(shí)針?lè)较驅(qū)B接螺栓施加一個(gè)平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)矩，此時(shí)扭力扳手內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針?lè)较虻男D(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(dāng)扳手轉(zhuǎn)到某一狀態(tài)時(shí)，會(huì)聽到“咔噠”的機(jī)械響聲，表明已達(dá)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(jiǎn)便直觀、經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)，扭矩控制精度也較高（可達(dá)到±4%），能夠滿足裝配質(zhì)量要求。但有一個(gè)顯著缺點(diǎn)，就是對(duì)操作者有較高要求，整個(gè)擰緊過(guò)程必須十分平穩(wěn)，在即將達(dá)到設(shè)定扭矩值時(shí)，如用力過(guò)猛，將產(chǎn)生很大的誤差。在一典型實(shí)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(shí)用力太猛，最終產(chǎn)生的裝配扭矩達(dá)到23Nm，已大大超差。從圖中可見，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值（17.5Nm）、扳手發(fā)出“咔噠”聲時(shí)，因機(jī)械作用，扳手內(nèi)的反力矩會(huì)有一個(gè)跌落，但因施力過(guò)猛，扭矩值很快回升，并超過(guò)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(jī)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(yīng)變傳感器和信號(hào)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(diǎn)，即當(dāng)擰緊扭矩達(dá)到額定值時(shí)會(huì)發(fā)出“咔噠”聲，因此國(guó)外仍將該產(chǎn)品稱為“
clicking torque wrench”。但是，數(shù)顯扭力扳手已無(wú)需利用儀器進(jìn)行預(yù)置值的設(shè)
定和相應(yīng)調(diào)整。
Ø 在扳手桿部的黑色底版上嵌有3個(gè)醒目的LED（發(fā)光二極管），其開始閃爍的時(shí)間與扳手達(dá)到的扭矩值相對(duì)應(yīng)，也能預(yù)先設(shè)置。具體規(guī)定如下：
（1）操作者手持扳手進(jìn)行擰緊操作時(shí)，當(dāng)產(chǎn)生的裝配扭矩達(dá)到設(shè)定值下限的50%時(shí)（相當(dāng)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(guò)猛。
（2）當(dāng)裝配扭矩達(dá)到設(shè)定值的下限（14Nm）時(shí)，黃燈停止閃爍，右邊的綠燈點(diǎn)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(dá)到設(shè)定值。
（3）如工人因精力不夠集中等原因或用力過(guò)猛，擰緊力矩超過(guò)了設(shè)定值的上限（21Nm），或尚未達(dá)到下限值14Nm就停止擰緊，都會(huì)引起左側(cè)紅燈點(diǎn)亮，表
明此處裝配扭矩不合格，需返工處理。利用無(wú)線通訊技術(shù)，新型數(shù)顯扭力扳手還能將實(shí)際擰緊扭矩值發(fā)送到一個(gè)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(chǔ)數(shù)據(jù)通
過(guò)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(gè)LCD燈泡相對(duì)應(yīng)。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(shí)際擰緊值達(dá)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(wú)需預(yù)先用高精度儀器設(shè)定額定值。該工作站一次
可存儲(chǔ)2000組數(shù)據(jù)（可根據(jù)用戶需要進(jìn)行擴(kuò)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(wú)線通訊功能后，不僅能快速、準(zhǔn)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(jí)為定量控制，乃至
可對(duì)記錄數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析。工作站的作用距離可達(dá)15m，每個(gè)工作站能同時(shí)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(yuǎn)的固定位置，供現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢人員或生產(chǎn)線管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)控裝配工序的運(yùn)行。這種扭力扳手的控制精度比純機(jī)械式定值扭力扳手更高，可達(dá)±1%。
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