1、李 文 武 ,男 ,1967 年 10 月 出 生 ,1991 年 毕 业 于 河 北 煤 炭 建筑 工 程 学 院 ,工 程 师 ,030053 ,山 西 省 太 原 市收 稿 日 期 :2004 - 02 - 27 应 用 技 术汽 车 发 动 机 连 杆 螺 栓 拧 紧 力 矩 和 装 配 工 艺 分 析李 文 武(山 西 焦 煤 集 团 公 司 机 电 总 厂 )摘 要 :文 章 分 析 了 发 动 机 工 作 时 连 杆 螺 栓 所 承 受 的 工 作 载 荷 和 影 响 拧 紧 力 矩 的 因 素 ,提 出 了连 杆 螺 栓 的 装 配 工 艺 要 求 。关 键 词 :发 动 机
2、;连 杆 螺 栓 ;力 矩 ;装 配 工 艺中 图 分 类 号 :TR414. 4 + 4 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1004 - 6429(2004) 04 - 84 - 02在 汽 车 总 成 及 零 部 件 的 联 接 中 ,螺 栓 联 接 以 其 构 造 简 单 ,维 修 拆 装 方 便 ,工 作 安 全 可 靠 ,联 接 强 度 、 刚 度 和 自 锁 性 能 好 等优 点 得 到 广 泛 应 用 ,而 各 个 总 成 和 各 部 零 配 件 的 组 装 联 接 对 螺栓 的 要 求 也 各 有 不 同 。 因 此 ,各 个 汽 车 生 产 厂 家 根 据 其 零
3、部 件的 设 计 要 求 ,都 严 格 规 定 了 各 总 成 部 件 中 主 要 螺 栓 联 接 件 中 拧紧 力 矩 的 大 小 、 拧 紧 方 法 以 及 螺 栓 材 料 、 硬 度 等 方 面 的 技 术 要求 ,并 在 汽 车 维 修 使 用 技 术 说 明 书 中 作 了 明 确 的 规 定 和 说 明 。其 中 连 杆 螺 栓 作 为 发 动 机 总 成 中 的 关 键 联 接 零 件 和 其 特 殊 的工 作 环 境 ,在 材 质 和 装 配 工 艺 上 要 求 格 外 严 格 。 根 据 我 们 的 实践 经 验 ,凡 按 照 厂 家 技 术 规 定 要 求 ,在 螺 栓 的
4、 拧 紧 力 矩 、 拧 紧 方法 等 方 面 严 格 操 作 ,就 能 减 少 失 误 ,保 证 质 量 。 否 则 ,凭 借 维 修工 个 人 经 验 及 传 统 方 法 ,不 按 工 艺 要 求 紧 固 螺 栓 ,不 是 拧 得 过紧 ,就 是 拧 得 太 松 ,或 者 是 不 按 要 求 方 法 紧 固 、 锁 紧 ,都 将 给 发动 机 的 修 理 带 来 严 重 的 事 故 隐 患 ,轻 则 造 成 螺 栓 松 动 、 断 裂 、 瓦盖 松 脱 ,发 动 机 异 响 ,工 作 不 正 常 ;重 则 造 成 连 杆 扭 曲 ,断 轴 杵缸 ,甚 至 发 动 机 报 废 的 严 重 事
5、 故 。1 连 杆 螺 栓 的 受 力 情 况 分 析发 动 机 连 杆 组 的 功 能 是 将 活 塞 的 往 复 运 动 转 变 为 曲 轴 的旋 转 运 动 ,并 把 作 用 在 活 塞 上 气 体 的 作 用 力 传 递 给 曲 轴 ,以 输出 功 率 。 连 杆 组 在 工 作 时 作 平 面 运 动 ,承 受 了 大 小 和 方 向 均 按周 期 性 变 化 的 气 体 作 用 力 和 惯 性 力 的 作 用 ,并 作 往 复 和 摆 动 的复 合 运 动 。 发 动 机 的 连 杆 大 头 与 曲 轴 连 杆 轴 颈 的 联 接 是 靠 连杆 螺 栓 来 实 现 的 ,所 以 连
6、 杆 螺 栓 所 承 受 的 载 荷 是 交 变 载 荷 。 为了 保 证 连 杆 大 头 结 合 面 在 工 作 时 不 分 离 ,连 杆 螺 栓 在 装 配 时 应有 足 够 的 预 紧 力 ( Po) 。 此 力 由 两 个 部 分 组 成 :一 部 分 为 使 连杆 轴 瓦 紧 贴 轴 承 瓦 座 所 需 的 预 紧 力 ;另 一 部 分 为 防 止 连 杆 体 和连 杆 轴 承 瓦 座 结 合 面 在 工 作 载 荷 作 用 下 脱 开 所 需 的 预 紧 力 。这 两 部 分 力 对 连 杆 螺 栓 都 造 成 扭 力 。由 此 可 见 ,在 交 变 拉 伸 载 荷 作 用 下 ,
7、如 作 用 在 连 杆 上 的 最大 拉 伸 载 荷 大 于 连 杆 螺 栓 的 预 紧 力 ( Po) ,连 杆 杆 身 和 大 头 盖接 合 面 就 会 因 不 断 的 分 离 而 相 互 冲 击 ,造 成 连 杆 螺 栓 的 疲 劳 破坏 。 同 时 ,该 载 荷 也 使 轴 瓦 与 轴 径 之 间 的 配 合 时 紧 时 松 ,产 生冲 击 ,造 成 轴 瓦 破 坏 。 由 以 上 分 析 可 知 ,连 杆 螺 栓 预 紧 力 不 能太 小 ,但 也 不 能 太 大 ,否 则 因 连 杆 螺 栓 的 预 紧 力 ( Po) 过 大 而 造成 连 杆 螺 栓 的 拉 伸 变 形 ,甚 至
8、 断 裂 。 为 保 证 螺 栓 联 接 的 可 靠性 ,必 须 在 装 配 连 杆 螺 栓 时 对 预 紧 力 严 加 控 制 ,即 严 格 地 按 照原 厂 所 规 定 的 标 准 拧 紧 力 矩 拧 紧 ,找 不 到 原 厂 相 关 技 术 标 准时 ,可 参 照 表 1 所 示 的 拧 紧 力 矩 拧 紧 。表 1 连 杆 螺 栓 的 拧 紧 力 矩 (N m)螺 栓 材 料 螺 栓 直 径 (mm)钢号硬度 6 8 10 12 14 16 18 203545HB255 2856 818 2332 4255 7090 110140 170200 230280 32040CXHBC33
9、3910 1222 2646 5475 95140 170160 220230 280340 3902 影 响 连 杆 螺 栓 拧 紧 力 矩 的 因 素影 响 连 杆 螺 栓 拧 紧 力 矩 的 因 素 很 多 ,除 了 以 上 分 析 的 连 杆螺 栓 预 紧 力 ( Po) 外 ,还 同 连 杆 螺 栓 本 身 的 材 质 、 长 短 、 粗 细 以及 连 杆 杆 身 和 连 杆 盖 部 位 的 形 状 和 联 接 方 式 等 有 关 ,理 论 计 算中 连 杆 螺 栓 拧 紧 力 矩 ( M)的 近 似 计 算 公 式 为 :M f Po d式 中 : Po 连 杆 螺 栓 的 预 紧
10、 力 ;d 连 杆 螺 栓 的 外 径 mm ;f 连 杆 螺 栓 与 支 座 表 面 间 磨 擦 系 数 (支 座 表 面 不 光滑 、 无 润 滑 油 时 f 0. 2 ,支 座 表 面 光 滑 、 有 润 滑 油 时 f 0. 1) 。由 公 式 可 知 ,连 杆 螺 栓 的 预 紧 力 ( Po)同 拧 紧 力 矩 ( M)成 正比 例 关 系 ,同 磨 擦 系 数 f 和 连 杆 螺 栓 的 外 径 d 成 反 比 例 关 系 。修 理 中 螺 栓 的 外 径 可 以 通 过 测 量 和 探 伤 得 到 有 效 控 制 ,因 此 磨擦 系 数 f 对 预 紧 力 的 影 响 至 关
11、重 要 。 为 在 一 定 的 拧 紧 力 矩 下达 到 需 要 的 预 紧 力 ,在 装 配 工 作 中 ,拧 紧 螺 栓 时 必 须 对 有 关 部位 的 磨 擦 状 况 予 以 考 虑 。磨 擦 系 数 f 是 随 条 件 而 变 化 的 ,它 受 螺 纹 表 面 及 支 承 座 表面 粗 糙 度 、 表 面 间 有 无 润 滑 剂 、 拧 紧 速 度 、 拧 紧 工 具 、 反 复 拧 紧时 的 温 度 等 不 稳 定 因 素 的 影 响 。 因 此 ,在 装 配 连 杆 螺 栓 时 ,必须 综 合 考 虑 上 述 诸 项 不 稳 定 因 素 ,以 求 达 到 需 要 的 预 紧 力
12、。 如装 配 时 ,不 注 意 上 述 问 题 就 可 能 发 生 连 杆 螺 栓 松 动 、 甚 至 断 裂 ,酿 成 整 机 破 坏 的 严 重 事 故 。发 动 机 经 多 次 维 修 之 后 ,由 于 多 次 拆 装 ,一 方 面 连 杆 大 头盖 或 螺 母 垫 支 承 面 会 出 现 严 重 的 损 伤 ,使 得 拧 紧 时 的 磨 擦 阻 力矩 成 倍 增 长 ,特 别 是 当 磨 损 呈 凹 凸 的 曲 面 时 ,因 正 压 力 增 大 ,磨擦 力 的 增 加 更 为 显 著 ;另 一 方 面 连 杆 螺 栓 的 螺 纹 也 可 能 出 现 损伤 和 变 形 ,使 螺 栓 拧
13、紧 时 磨 擦 力 增 大 。 按 照 规 定 拧 紧 力 矩 所 拧紧 的 连 杆 螺 栓 可 能 得 不 到 所 需 要 的 预 紧 力 ,连 杆 杆 身 与 大 头 盖接 合 面 在 正 常 负 载 下 可 能 松 动 。 因 此 装 配 连 杆 (下 转 第 86 页 )482004 年 第 4 期 7 月 5 日 出 版山 西 科 技 SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY程 中 线 路 本 身 要 消 耗 电 能 ,不 过 这 只 是 对 长 距 离 输 电 的 影 响 比较 明 显 ,电 力 网 运 行 时 ,在 电 阻 中 产 生 有 功 功 率 损 耗 ,
14、在 电 感 中产 生 无 功 功 率 损 耗 ,电 能 损 耗 的 计 算 公 式 为 : A = Pt = 3 I2 Rt 10 - 3 ( S/ U) 2 Rt 10 - 3 (kWh)式 中 : P 有 功 功 率 损 耗 。2. 6 功 率 因 数 比 较 低 时 引 起 表 计 量 不 准 甚 至 反 转三 相 三 线 电 能 表 只 有 在 功 率 因 数 cos 015 时 ,表 才 能 正确 计 量 ,若 低 于 015 ,则 会 引 起 表 计 量 不 准 甚 至 反 转 。对 配 电 室 来 说 ,当 其 中 某 一 个 盘 柜 由 于 现 场 所 带 负 荷 大 都是 变
15、 压 器 、 电 动 机 之 类 ,当 负 荷 为 异 步 电 动 机 ,一 旦 异 步 电 动 机超 速 运 行 ,就 会 产 生 有 功 功 率 ,而 使 有 功 电 能 表 倒 转 ,但 此 时 进线 的 表 还 正 转 ,这 样 就 会 造 成 进 线 表 与 分 表 的 计 量 误 差 。(校 对 :安 平 )Analysis on the Errors in the Measurement of Electric Energy ofAluminum ManufacturerJi Tielan , Ning SuozhenABSTRACT :In the light of the b
16、igger difference between the total power supply and total power consumption monthly in the AluminumManufacturer , and connecting with the distribution situation of the electric energy measuring networks and the operation condition of the electric net2work of the Branch Company , this paper analyzes
17、in detail on the causes of the differences , and puts forward some counter measures.KEY WORDS :electric energy measuring ; transformer ; power factor ; difference ; PT secondary wire voltage reduction(上 接 第 84 页 )螺 栓 时 ,首 先 应 保 证 连 杆 螺 栓 的 质 量 可 靠 ,即 标 准 的 外 径 ,其 次无 论 各 有 关 零 件 的 磨 擦 表 面 是 否 已 经 损 伤
18、 ,在 装 配 时 都 应 该 涂抹 润 滑 油 脂 ,以 减 小 连 杆 螺 栓 和 支 座 表 面 间 的 摩 擦 系 数 ,提 高装 配 连 杆 螺 栓 时 的 预 紧 力 ,从 而 保 证 连 杆 螺 栓 的 拧 紧 力 矩 。3 连 杆 螺 栓 装 配 时 的 工 艺 要 求汽 油 机 的 连 杆 大 头 ,一 般 采 用 与 杆 身 轴 线 相 垂 直 的 平 切 口剖 分 面 ,而 柴 油 机 广 泛 采 用 的 是 斜 切 口 剖 分 面 。 为 保 证 连 杆 体和 大 头 盖 之 间 的 安 装 定 位 ,并 在 受 力 时 不 致 互 相 错 位 ,平 切 口连 杆 一
19、般 是 利 用 连 杆 螺 栓 中 部 加 工 的 突 出 圆 柱 体 来 定 位 ;斜 切口 连 杆 常 用 的 定 位 方 法 有 止 口 定 位 、 锯 齿 形 定 位 、 套 筒 定 位 和舌 槽 定 位 。 多 数 发 动 机 连 杆 体 和 大 头 盖 是 用 两 只 螺 栓 联 接 ,但也 有 用 四 只 螺 栓 联 接 的 。 因 此 ,在 装 配 连 杆 螺 栓 时 应 根 据 不 同的 机 型 和 连 杆 螺 栓 的 联 接 方 式 注 意 以 下 几 点 工 艺 求 。3. 1 连 杆 螺 栓 及 螺 母 的 检 测 和 锁 紧 装 置连 杆 螺 栓 、 螺 母 要 进
20、行 探 伤 或 测 量 检 查 ,保 证 连 杆 螺 栓 和螺 母 没 有 滑 扣 、 碰 伤 、 裂 纹 、 变 形 等 缺 陷 。 用 自 锁 螺 母 锁 紧 时 ,其 方 向 不 得 装 反 。 有 些 连 杆 螺 栓 有 一 层 起 自 锁 作 用 的 镀 层 (如135 柴 油 机 螺 栓 是 镀 铜 的 ) ,在 多 次 拆 装 后 镀 层 可 能 损 坏 ,这 时应 更 新 。 用 锁 垫 、 开 口 销 、 制 动 钢 丝 所 作 的 锁 紧 装 置 ,一 定 要 装配 到 位 ,以 保 证 能 起 到 锁 紧 防 松 作 用 。 不 能 用 普 通 铁 丝 替 代 开口 销
21、,以 免 铁 丝 断 裂 ,螺 栓 松 脱 。3. 2 连 杆 螺 栓 的 拧 紧 方 法 和 拧 紧 顺 序连 杆 螺 栓 是 一 个 经 常 承 受 交 变 载 荷 的 重 要 零 件 ,因 此 连 杆大 头 在 安 装 时 ,必 须 紧 固 可 靠 。 在 拧 紧 连 杆 螺 栓 时 ,不 能 用 力过 猛 或 突 然 用 力 ,否 则 ,都 会 使 扭 力 扳 手 的 读 数 不 准 确 ,容 易 造成 连 杆 螺 栓 “ 过 力 ” 的 假 象 。 为 在 装 配 时 不 致 发 生 连 杆 身 与 大头 盖 变 形 错 位 、 歪 斜 和 增 大 附 加 弯 曲 应 力 ,连 杆
22、螺 栓 要 经 过 多次 按 对 称 顺 序 均 匀 拧 紧 。 连 杆 螺 栓 一 般 分 三 次 拧 紧 :第 一 次 随手 依 次 拧 紧 ;第 二 次 按 标 准 力 矩 的 三 分 之 二 拧 紧 ;最 后 一 次 按标 准 力 矩 拧 紧 ,且 要 把 螺 帽 锁 住 以 防 松 动 。3. 3 连 杆 螺 栓 拧 紧 力 矩 的 特 殊 要 求连 杆 螺 栓 一 般 都 较 细 ,抗 扭 曲 的 强 度 都 较 低 。 在 拧 紧 经 多次 修 理 的 发 动 机 连 杆 螺 栓 的 过 程 中 ,当 拧 紧 力 矩 接 近 规 定 的 标准 值 时 ,由 于 螺 纹 之 间 的
23、 摩 擦 力 较 大 ,极 易 发 生 扭 曲 变 形 。 此时 ,连 杆 螺 栓 所 得 到 的 预 紧 力 变 小 ,发 动 机 工 作 时 连 杆 螺 栓 就可 能 松 动 。 为 解 决 这 一 问 题 ,实 践 中 对 经 多 次 维 修 的 连 杆 螺 栓都 用 比 原 厂 所 规 定 的 标 准 力 矩 加 大 5N m 10N m 的 力 矩 拧紧 。 另 外 ,由 于 螺 栓 头 支 承 环 面 之 间 存 在 反 弹 的 趋 势 ,使 连 杆螺 栓 在 发 动 机 工 作 时 发 生 “ 退 扣 ” 现 象 而 导 致 螺 栓 的 预 紧 力 降低 。 为 此 ,当 加 大
24、 拧 紧 力 矩 后 ,可 适 当 将 螺 栓 反 拧 一 下 ,以 使 螺栓 的 反 弹 趋 势 下 降 或 消 失 ,但 反 拧 螺 栓 时 转 动 量 不 可 过 大 ,一般 以 转 动 5 为 宜 。(校 对 :安 平 )Analysis on the Tightening Moment and Assembling Technique of Connecting - robBolts of Automobile EngineLi Wen wuABSTRACT :This paper analyzes on the working load borne by the connectin
25、g - rob bolts when the automobile engine is working and onthe factors influencing the tightening moment , and puts forward some technical requirements for the assembling of the connecting - rob bolts.KEY WORDS :engine ; connecting - rob bolts ; moment ; assembling technique682004 年 第 4 期 7 月 5 日 出 版山 西 科 技 SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY
