1、 硕士学位论文 (工程硕士) 汽车装配线扭矩控制的研究与改进 Torque Control Research and Improvement of Auto Assembly Line 许承岩 哈尔滨工业大学 2011 年 6 月 国内图书分类号： U469.72 学校代码： 10213 国际图书分类号： 629 密级：公开 硕士学位论文 (工程硕士 ) 汽车装配线扭矩控制的研究与改进 硕士研究生 ： 许承岩 导 师 ： 赵桂范 教授 申请学位 ： 工程硕士 学科： 车辆工程 所 在 单 位 ： 哈尔滨工业大学 答 辩 日 期 ： 2011 年 6 月 授予学位单位 ： 哈尔滨工业大学 Cla
2、ssified Index: U469.72 U.D.C: 629 Dissertation for the Master Degree in Engineering Torque Control Research and Improvement of Auto Assembly Line Candidate： Xu Chengyan Supervisor： Prof.Zhao Guifan Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Automobile Engineering Affiliation： Sch
3、ool of Automobile Engineering Date of Defence： June, 2011 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 I 摘 要 汽车工业的迅速发展对于整车及零部件的生产制造过程有了新的要求，重点体现在过程能力控制、生产效率、产品质量等方面，制造过程中装配工具的选择及紧固件的扭矩控制是一个非常重要的过程。在通常的汽车生产制造过程中，紧固件控制精度相对较低，直接作用于紧固件的扭力工具控制精度无相应的监测，采取二次扭矩校验的方式控制扭矩，相对控制
4、运营成本较高。本文对扭矩控制工具的选择和使用及扭矩控制的方法进行了研究，针对过程中紧固件的实际情况合理选择拧紧工具及扭矩控制方式，解决因工具选择不当或扭矩控制方式不合理造成的效率降低，成本增加及质量水平下降等问题，以实现汽车生产制造过程中扭矩控制的最佳方案。 本文在国内外汽车工业扭矩控制研究现状的基础上，简要分析了汽车装配线常用各类动力工具的特点及使用情况，指出各类扭矩控制的动力工具存在的缺点与不足。通过对现有动力工具的研究，合理选择最佳控制工具，以实现过程扭矩控制的高精度，低运营成本等方面的目标。 其次，对现有生产过程的扭矩控制方法进行研究和分析，总结了扭矩控制及实施过程中的重点及难点。介绍
5、了现有生产过程的控制情况及存在问题。并根据原因及实际情况进行分析，制定相应的改进措施，进而选择最佳的紧固件扭矩控制方案。 最后，通过对实际过程中的案例进行了系统的分析，找出问题的根本原因及潜在失效模式，制定相应的控制措施。结合案例介绍了转角监控系统实施过程的数据采集、数据分析计算及系统调试等诸多方面的过程方法。并总结了生产过程中常用扭矩控制方法，以实现通过正确的扭矩控制方式达到有效提高过程控制能力的目的。 关键词： 汽车装配线；紧固件；动力工具；扭矩控制；转角监控 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 II Abstract A higher requirement is needed for th
6、e manufacturing process of the vehicle and parts with the rapid development of automobile industry .The focus is reflected in the ability to process control, production efficiency, product quality, particularly in the choice of assembly tools and the fastener torque control during the manufacturing
7、process. During the usual automobile manufacturing process, fasteners control accuracy is relatively low, and torque control accuracy directly on the fastener can not be monitored. The control operating costs are relatively higher using methods of the second torque check. In this paper, the choice o
8、f torque control tools and the method of torque control are studied. For the actual situation, choose the right tightening tool and torque control methods, addressing the irrational efficiency, increased costs and decreased quality caused by the inappropriate choice of tools and fasteners torque con
9、trol in order to achieve the best torque control during the automobile manufacturing process. Firstly, the characteristics and use situation of the common power tools have been studied based on a brief analysis of the domestic auto industry, and the paper points out that the shortcomings and inadequ
10、acies of various types of torque-controlled power tools. Through the study of existing power tools, select and use the best control tool in order to achieve high-precision, low operating costs and other goals. Secondly, the existing production process control has been researched and analyzed, summin
11、g up the focus of the torque control and the implementation process. The control situation and problems of the existing production process are described. And depending on the cause and the analysis of the actual situation, develop appropriate measures for improvement, and then select the best fasten
12、er torque control scheme. Finally, the root cause of the problem and potential failure modes are identified through a systematic analysis for the actual case process, and the appropriate control measures are developed. Corner monitor control approaches are introduced such as data collection, data an
13、alysis and system debugging calculations during the system implementation. And the paper summarizes the most common torque control method to effectively improve process control ability through the correct way. Keywords: Auto assembly line, tightening parts, power tools, torque control, corner monito
14、r哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 目 录 摘 要 I Abstract II 第 1 章 绪 论 .1 1.1 课题背景及研究的目的和意义 1 1.2 国内外扭矩控制的研究 2 1.3 扭矩控制的研究 3 1.4 本文主要研究内容 5 第 2 章 汽车装配线扭矩控制工具 6 2.1 常用动力工具介绍 6 2.2 气动定扭工具 8 2.3 电子控制气动定扭工具 9 2.4 电动工具 10 2.5 各类工具控制精度等级 11 2.6 本章小结 12 第 3 章 汽车装配线的扭矩控制 14 3.1 扭矩类型及测量 14 3.1.1 扭矩的类型 14 3.1.2 扭矩的测量 15 3.1.3 连接方式
15、对扭矩测量值的影响 16 3.2 生产过程的保证 18 3.2.1 KPC控制原理 18 3.2.2 KPC控制图 19 3.3 生产过程中扭矩控制种类 22 3.4 本章小结 24 第 4 章 关键紧固件的扭矩控制转角监控 .25 4.1 引言 25 4.2 扭矩控制过程的失效模式分析 26 4.3 生产过程中扭矩控制法的选择 30 4.3.1 扭矩控制法 31 - III - 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 - IV - 4.3.2 角度控制法 32 4.3.3 扭矩控制角度监控的过程分析 32 4.4 扭矩控制角度监控的数据分析 36 4.4.1 前座椅螺栓扭矩控制角度监控程序设置 36
16、 4.4.2 发动机右弹性支架紧固增加角度监控 43 4.4.3 紧固驾驶员、后座椅安全带螺栓 46 4.4.4 变速箱支架螺栓角度监控 49 4.4.5 弹性支架角度监控 50 4.5 其他拧紧技术 53 4.6 本章小结 54 结 论 55 参考文献 57 哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明 61 致 谢 62 个人简历 63 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 1章 绪 论 第1.1 课题背景及研究的目的和意义 凤凰汽车讯，继 2010 年 3 月初， 日产 因燃油表及制动踏板召回 54 万辆问题车后，之后又传来消息， 日产 宣布召回 4038 辆 2010 款 Frontier
17、， Xterra和 Pathfinder。此次召回的原因是固定前乘 客安全气囊以及转速柱的紧固件有松动的可能。这两个缺陷会导致不同的 问题，但根源均为制造过程中施加的扭矩规范不当所致。固定乘客前安全气 囊模块的紧固件以及固定转向轴定位支架的紧固件可能没有紧固至正确的扭 矩规范。报道称已调查过这两个紧固件紧固不当所带来的潜在问题。汽车在 行驶过程中意外发生碰撞时，前乘客安全气囊膨开轨迹可能受到影响。而另 一个紧固件有可能伸出转向柱定位支架之外，导致发生事故可能性增大。 日产计划通过经销商网络检查涉及车辆，更换或拧紧所有丢失 /松动的紧固件。 上述情况的根本原因就是在汽车制造过 程中扭矩控制不当所
18、造成的潜在或直接失效。所带来的后果不仅仅是对 制造企业的一定损失，个别问题将直接影响使用用户。 在大多汽车制造装配过程中，紧固件的 装配存在着经验控制，或是使用的控制工具，控制方法不正确，没有可靠的控制 工艺和规范，没有监测手段，所以装配质量无法保证，紧固件的失效 ，对客户安全，整车质量等多方面都是非常严重的威胁。而引起失效的原因很复杂。 1. 对紧固件装配的重视不足，没 有意识到紧固件扭矩控制，质量监测对 产品可靠性，性能稳定及使用 安全方面的重要影响。 2. 忽视了紧固件装配所受的制约因素， 紧固件的装配必须考虑扭矩控制 方式，联接副材料，强度，表面质量， 连接方式，控制精度，被紧固件的材
19、料硬度，表面粗糙度，表面摩擦系数， 被紧固件的结构等方面的影响。 3. 缺少合适的扭矩控制工具，扭 矩控制方式及精确的扭矩监测系统。 汽车制造业中涵盖了新技术，新设备， 新的管理方法和理念，在制造过程中包含很多关键性的技术和环节，有 很多关键控制点，其中对紧固件的扭矩控制是生产过程控制的关键点之一。 紧固件的扭矩控制作为汽车制造过程尤为关键的控制方面，直接关系到生产 效率、整车质量、运营成本、用户安全等多个方面，如何有效的进行紧固件 的扭矩控制就成为各汽车制造企业日- 1 - 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 常工作的重点。 本课题主要对生产线紧固件扭矩控制的 工具，扭矩种类，扭矩控制原理及实际
20、生产过程中扭矩控制的类型进行 分析和总结。结合生产过程中发生的典型案例进行分析，利用过程失效模式 分析工具找出潜在失效模式和失效的原因机理，从最根本上制定控制措施。 利用工具特性及控制系统，通过扭矩及角度数据的收集分析计算，结合 KPC(Key Point Control)控制理论，实现低成本、高精度的扭矩控制方式。 同时本课题的意义在于： 汽车制造过程由于工程发布标准，扭矩 控制工具，扭矩控制精度等方面的影响，对于低精度要求的紧固件，普 遍采用一般气动工具拧紧，而对于高精度的紧固件，使用带传感器的工具进 行拧紧并使用扭矩扳手二次紧固，然后采取静态扭矩的监测。但对于次关键 紧固件，一般采取工具
21、紧固后使用扭矩扳手二次紧固，对操作者劳动强度， 生产效率，产品质量等方面都存在一定的影响，而且没有充分发挥工具的特 性。通过本课题的研究，将工具种类进行归纳，筛选出可以适用提供扭矩控 制精度的工具，结合扭矩控制策略，寻找一种可以在现有适用工具的基础上 提高扭矩控制精度，降低生产工时，降低操作者劳动强度的，低成本的扭矩 控制方式，并将推广在生产装配线。 通过对汽车制造过程中基本动力工具的 选择，利用工具本身的特性结合紧固件实际情况，适当选择动力工具， 深入开发工具的能力特性，满足生产过程中对工具的要求。对紧固件的扭矩 类型，实际测量方法及不同连接方式之间的扭矩差异进行分析，根据实际生 产情况，总
22、结紧固件扭矩控制比较常用和基本的控制方式。结合实际案例， 深入分析扭矩的控制方案及控制方案存在的潜在失效模式，基于工具特性， 根据紧固件扭矩控制精度要求，适当选择扭矩控制方案，以提高生产制造过 程中的过程控制能力，降低生产运营成本，实现汽车制造过程的精益化。 1.2 国内外扭矩控制的研究 在螺纹紧固件的装配使用中，应用的较广泛的是螺栓螺母联接副的形式，应用较多的是有预紧力的连接方式， 预紧力的连接可以提高螺栓的疲劳强度、螺栓连接的可靠性和防松能力，并且能 增强螺纹连接体的紧密性和刚度。在螺纹紧固件的连接使用中，没有预紧力 或预紧力不够时，达不到真正的紧固作用，一般称之为欠拧；但过高的预紧 力或
23、者拧紧过程中不可避免的最终扭- 2 - 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 矩过大也会导致螺纹连接的失效。螺纹 连接的可靠性是由联接副的预紧力来设计和判断的，除在实验室可以测量外， 在装配现场一般是不易直观的测量。螺纹紧固件的预紧力则多是采用力矩或 转角的手段来达到的。因此，当设计确定了预紧力之后，安装时采用何种控 制方法，如何规定拧紧力矩的标准则成为关键重要问题1。 螺纹紧固件扭拉关系，不仅涉及到扭 矩系数、摩擦系数，其中包含螺纹摩擦系数和支撑面摩擦系数、屈服紧 固轴力、屈服紧固扭矩和极限紧固轴力等以一系列螺纹联接副的紧固特性的测试及计算方法2。还涉及到螺纹紧固件的应力截面积和承载面积的计算方
24、法等基础的术语、符号的规定。并且也还必须给出螺纹紧固件紧固的基本规则、 主要关系式以及典型的拧紧方法。 国内外实践表明，螺纹紧固件的紧固， 并不是简单的用扳手拧紧。螺纹紧固的方式方法很多，但是最简单的、最常用的还是使用手动工具进行拧紧，这种紧固手段虽然容易操作，但对于高 强度或者重要的连接紧固中是不可行的。因为使用手动工具进行拧紧的方法 是无法控制轴向预紧力的，也会影响螺纹连接体的可靠性，甚至会直接影响产品的性能和质量3。因此，在螺纹紧固件的连接设计中应该明确提出确切 的初始预紧力的标准要求，在装配工艺或控制规范中，根据设计要求，应制 订切实可行的方案，采用合适的拧紧方法，准确控制，来确保设计
25、目标在制 造过程中的实施及有效控制。汽车行业在技术引进中，通过吸收消化过程， 也广泛地采用了国际先进技术，在这方面做了很多基础研究工作。目前，汽 车制造过程中无论是在螺纹紧固件连接紧固的连接理论、检测试验、还是现 场装配使用研究工作都引起了足够的重视4。 选择螺纹连接的拧紧方法，应该在充分了解各种拧紧方法特性的基础上，按照设计对初始预紧力离散程度的要求 、预紧力的大小、使用条件等因素来合理选择拧紧方法5。其中对初始预紧力离散程度的要求，通常用紧固系数(Q)来表示，一般也称之初始预紧力离散度。虽然拧紧工具以及精度的不同，所对应的初始预紧力离散度也是不同的 ，但是，由于拧紧方法的不同，在拧紧时对应
26、的初始预紧力离散度更是不同 的，因此，紧固系数是选择螺纹拧紧方法的一个重要条件6。 1.3 扭矩控制的研究 目前在汽车制造过程中，紧固 件扭矩的控制方式通常有以下几种。 - 3 - 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 1. 扭矩法：扭矩法就是利用扭矩与 预紧力的线性关系在弹性区进行紧固控制的一种方法。该方法在拧紧时，只 对一个确定的紧固扭矩进行控制，该方法操作简便，是一种一般常规的拧紧方法7。但是，由于紧固扭矩的 90左右作用于螺纹摩擦和支承面摩擦的消 耗，真正作用在轴向预紧力方面仅 10左右，初始预紧力的离散度是随着拧 紧过程中摩擦等因素的控制程度而变化的，因而该拧紧方法的离散度较大，适 合一般
27、零件的紧固，不适合重要的、关键的零件的连接8。 2. 转角法：转角法就是在拧紧时 将螺栓于螺母相对转动一个角度，称之为紧固转角，把一个确定的紧固转角作 为指标来对初始预紧力进行控制的一种方法9。该拧紧方法可在弹性区和塑性区使用。 Q-F曲线斜率急剧变化时，随着紧固转角的设定误差，预紧力的离 散度也会变大。因此，在被连接件和螺栓的刚性较高的场合，对弹性区的紧 固是不利的；对塑性区的紧固时，初始预紧力的离散度主要取决于螺栓的屈 服点，而转角误差对其影响不大，故该紧固方法具有可最大限度地 利用螺栓强度的优点， 即可获得较高的预紧力。 应该注意的是该拧紧方法在塑性区拧紧 时会使螺栓的杆部以及螺纹杆部发
28、生塑性变形，因此，对螺栓塑性差的 以及螺栓反复使用的场合应考虑其适用性。另外，对预紧力过大，会造成被 连接件受损的情况时，则必须对螺栓的屈服点及抗拉强度的上限值进行规定10。 3. 扭矩斜率法：扭矩斜率法是以 Q-F曲线中的扭矩斜率值的变化作为指标对初始预紧力进行控制的一种方法。 该拧紧方法通常把螺栓的屈服紧固轴力作为控制初始预紧力的目标值11。该拧紧方法一般在螺栓初始预紧力离散度要求较小并且可最大限度地利用螺栓 强度的情况下使用。但是由于该拧紧方法对初始预紧力的控制与塑性区的转 角法基本相同，所以需要对螺栓的屈服点进行严格的控制12。该拧紧方法与塑性区的转角法相比，螺栓的塑性即反复使用等方面
29、出现的问题较少，有一 定的优势，但是紧固工具比较复杂，成本较高。 扭矩控制的使用方法非常普遍，也非常 重要，从过程失效模式分析中可以看出，扭矩控制存在多种失效模式和 后果。制定合理的措施避免扭矩的失效模式发生，更好的利用过程失效模式 分析工具提高产品质量，成为扭矩工作的重点。过程失效模式分析中对扭矩 失效的原因机理的分析仅为操作工失误和设备故障，不够明确。含糊的原因 机理分析不能制定有效的控制措施，现场出现问题后不能有效使用过程失效 模式分析工具。通过对动力工具进行分析，传统的气动扳手、手动扭矩扳手 是靠弹性的机械装置来保证扭矩的，- 4 - 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 并不能监测紧固过程
30、中的角度，只有高 精度的电动拧紧工具可以预设角度，对拧紧过程进行控制13。 根据扭矩控制的对象，扭矩控制策略有 以下几种：扭矩控制、扭矩控制与角度控制、扭矩控制或角度控制、扭 矩控制角度监控、角度控制扭矩监控和角度正反转等。角度监控与角度控制 的区别在于角度的来源，及其在拧紧过程中的重要性14。用于角度控制的角度上下控制限来自工程释放，并使其成为标准，而用于角度监控的角度上下 控制限来自于实际生产过程中的数据收集，是一个经验值，可以随着零件状态、程序设定的改变而改变。 1.4 本文主要研究内容 根据上述分析，结合现行扭矩控制要求 ，本文所研究的一种新的控制方法，扭矩控制角度监控，即在拧紧过程
31、中，采取扭矩控制的同时，基于工程发布的扭矩标准，设定工具预紧的扭矩 ，通过数据收集计算，利用扭矩数据趋势分析方法，寻找一个合适的角度范 围，按照此角度范围对紧固件的紧固过程进行监控，以达到工具结 合系统实现报警、防错防漏的目的。 从实际案例出发，对紧固件扭矩失效模 式，失效后果，潜在失效原因机理逐一进行了深入的分析。通过一系列 的数据收集，分析计算，参数调整，数据曲线对比，实际情况监测，监测数 据趋势分析等工作，基本有效的确定了扭矩控制转角监控的各项参数，为转 角监控方法的推广打下了基础。 - 5 - 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 2章 汽车装配线扭矩控制工具 第2.1 常用动力工具介绍 目
32、前各汽车生产工厂采用的紧固工具产 品厂家及类别各有不同，但就工具的稳定性，精度，使用寿命周期，安全性几个方面看， Atlas 品牌在动力工具行业是比较优秀的工具。在汽车制造 厂，尤其是高端品牌制造企业在生产过程中使用较为广泛。 Atlas 工具按照以下形式可以进行分类： 驱动类型：气动工具。 工业用电池驱动工具。 直流电控制工具。 工作形式：冲击式。 脉冲式。 直接驱动式。 工位条件：弯头式。 直柄式。 枪式。 各类工具扭矩控制范围：如图 2-1 所示。 图 2-1 各种工具扭矩控制范围 按照分类，每种工具都具有不同的特点 ，可以根据紧固件、扭矩控制、- 6 - 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
33、 操作形式等情况进行适当选择，下面是 结合实际生产使用过程中总结出来的各类工具各自的特点： 冲击扳手 (LMS/LTS)： 快速拧紧和拆卸。 重量轻。 扭矩范围广。 无须润滑 (LMS/LTS)。 平衡良好的冲击机构减少了振动。 扭矩设置可调整 (LTS)。 油压脉冲扳手 (PT/-PTS)： 快速且精确地拧紧。 可靠性高。 尺寸小 /输出功率大。 低的噪音与振动等级。 无反作用力。 无须润滑。 有自动断气 (-PT,-PTS)和打滑式 (-C,-X,XS)两个系列。 离合器工具： 非常高的精度。 快速离合器，反作用力低。 耐受度和可靠性更好。 人机工程学合理。 对于传统的气动工具及手动工具来
34、说， 气动定扭工具是新的工具类型。每个新生事物的出现都有它的必然性， 有客户的需求工厂才会开发新型的工具。最初在制造业对于零件的装配使用 的是手动工具，但手动工具的最大缺点是装配效率低，操作者易疲劳，随着 对生产效率的要求越来越高，出现了气动工具。气动工具采用压缩空气作动 力源，它大大提高了作业效率，同时也减轻了操作者的劳动强度15。 但随着时代的发展， 装配理念也在不断更新，对于装配的精度要求越来越高。传统的 气动工具由于无法精确控制扭矩，满足不了高精度装配的要求，而手动定扭 工具虽然可以保证扭矩精度，但摆脱不了生产效率低的局限性。此时客户需 要一种既能高效率生产又有高精度扭矩的工具，因而气
35、动定扭工具应运而生。 - 7 - 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 2.2 气动定扭工具 根据工作原理的不同，气动定扭工具有三种类型： 1. 机械式，结合定扭杆和断气阀的工具， 扭矩控制通过预设到定扭杆的目标扭矩获得。当达到扭矩时定扭杆会 反弹触动断气阀切断气源。特点是噪音、振动较大，重量重，同时定扭杆容 易断裂，扭矩的精度不如油压脉冲工具。 2. 离合器式，主要形式为弯头扳手， 具有断气式离合器，当达到设定扭矩时断气阀启动切断气源。特点为扭矩 精度高，但有明显的反作用力，工具较长，使用不方便，成本及价格皆较高。 3. 油压脉冲式，以上两种工具皆为纯机械 式气动工具，而油压脉冲气动定扭工具结合了
36、液压和机械技术，甚至 结合了微电子技术，是目前世界上应用最广泛，技术含量最高的气动定扭工 具，可以认为是一种具有革命性的螺栓连接拧紧工具。对于油压脉冲扳手来 说，扭矩通过油压系统的一系列脉冲来传递，同时扭矩的调节通过 改变油压回路中的通径大小来实现。 气动定扭工具具有以下特点： 1. 高精度扭矩，目前气动定扭 工具扭矩普遍精度在正负 10，有些类型达到正负 5，而手动定扭工具的精度按照 ISO 标准及中国标准为正负 4，可以看到气动定扭工具达到了相当高的精度。 2. 高作业效率，气动定扭工具的 旋转速度一般在每分钟 5000 转以上，和普通冲击扳手比较不相上下 ，这样可以保证高的作业效率。 3
37、. 无错操作，传统的冲击式扳手 ，打击的时间越长，输出的扭矩越大，这样几乎无法控制扭矩，极易导致错误 的连接或损坏螺栓。在现代工业中，一个错误的连接有可能导致由索赔引发 的巨额损失和公司信誉受损。而气动定扭工具的输出扭矩只与设定值有关， 当达到设定扭矩后再延长操作时间对扭矩无任何影响，同时在达到扭矩时会 感觉到某种信号，比如断气的信号，使操作者知道已经达到规定扭矩了。这 样就有效避免了锁紧时扭矩不足或过大的弊端了，保证了装配的质量，而且 无论是熟练工人或新手均可轻松自如地工作，实现无错作业。随着装配理念 的更新，目前在国外，尤其是汽车制造和发动机制造，有用油压脉冲定扭工具代替传统冲击工具的趋势
38、。 4. 低噪音、低振动，传统的冲击 式工具，由于采用金属与金属相互冲击的原理来传递扭矩，不可避免地导致产 生较高的噪音和振动，一般冲击扳手的作业噪音达到 95 分贝，而振动达到 1 2 m/s 振动加速度。长时间在高噪- 8 - 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 音环境下工作会对人的听觉产生不良影 响，并且长时间操作高振动工具可能会导致手或手腕的疾病。而油压脉冲气 动定扭工具由于采用低压缩性的液压油作介质，推进平缓，从而大幅度降低 了工具的噪音和振动，一般油压脉冲工具的噪音在 80 分贝以下，振动在 0.5 m/s 以下，这些指标非常低，从而有效保护了操作者，使操作者作 业更舒适并可避免职业病
39、的发生。 5. 长使用寿命，普通的冲击式工具由于采用冲击的工作原理，因而打击机构的寿命较短，打击机构的主要零件 如打击锤，打击轴等极易磨损或超过疲劳寿命而损坏。而油压脉冲工具采用 的是非机械冲击式结构，减少了工具零件的磨损，使之使用寿命特别长。 气动定扭工具的应用场合，如今气动定 扭工具在生产装配线上得到了广泛应用，尤其是对扭矩精度、噪音、振 动、使用寿命有较高要求的场合，它比传统的冲击式工具具备更大的优势。 目前在国内外的汽车总装线、发动机装配线、航空航天装配线等领域，气动 定扭工具应用比较普遍。为确保装配质量，有些装配线的传统工艺为先使用 气动冲击工具拧紧螺栓，再使用手动扭矩扳手保证扭矩，
40、但此工艺的缺陷一 是生产效率低，二是只能保证不低于要求扭矩的下限而无法保证上限。而气 动定扭工具可以同时取代上述冲击式和手动工具，既可以大幅度提高工具效 率，又可同时确保扭矩在要求扭矩的上下限范围内，从而实现了高 质量、高效率的装配目的。 2.3 电子控制气动定扭工具 随着微电子、电脑技术的发展，电子控 制定扭油压脉冲工具也广泛应用到各中扭矩控制的场合。此型工具结合 了机械、液压、微电子、电脑技术为一体，目前是世界上最先进的气动定扭工具。 电子控制气动扭矩的工作原理，该型工 具机体内集成有传感器及微处理器，同时内置断气阀及显示屏，有些型 号是外接的显示屏。当油压脉冲机构产生的扭矩达到预设定扭矩
41、值时，传 感器将此扭矩值转换为电信号，CPU 读出此信号，经过程序计算处理 来达到控制扭矩的目的16。 电子控制气动工具具有以下特点： 1. 显示锁紧结果，每次锁紧的扭矩值直接显示在 LCD 液晶屏幕上。 2. 具备错误报警功能，如果锁紧时出现错 误，包括两次锁紧、扭矩不足或过大、螺栓损坏等故障， CPU 能自动侦错出并且显示屏亮红灯表示不合格，同时喇叭发出报警声。当然如果一切正 常，显示屏亮绿灯表示合格。从以上- 9 - 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 两点可以看出 FET 系列工具可以确保每一次的螺栓拧紧都是正确的，也就是万无一失，达到了最高精度的装配要求。 3. 可以存储锁紧数据，最多可以存储 999999 次锁紧次数，有利于对装配的扭矩值进行统计分析。 4. 可以存储锁紧次数，当工具第一次开始使用后， CPU 就自动累加锁紧次数，并可以随时调出查看，这样非常 有利于工具的维护保养，对工具的状态了如指掌。 5. 具有自动归零功能，每次锁紧结束后显示屏自动归零，方便下一次操作。 6. 具有网络功能，如果配合网络
