淺談轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊和輪轂回轉(zhuǎn)力矩檢測方法

王東鑫 王理想 張亮

摘 要：轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊力矩較大，對于擰緊機(jī)的要求較高，采用擰緊速度快、精度高、可靠性好的擰緊軸，擰緊力矩應(yīng)滿足力矩范圍及調(diào)整需要，要求擰緊扭矩應(yīng)有充分的裕量。輪轂回轉(zhuǎn)力矩較小，通過變頻電機(jī)、伺服電機(jī)，擰緊軸等作為驅(qū)動動力驅(qū)動輪轂分度圓上的螺栓，勻速轉(zhuǎn)動輪轂，檢測時通過力矩傳感器記錄下輪轂回轉(zhuǎn)力矩大小是否在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向節(jié)螺母；回轉(zhuǎn)力矩

一、轉(zhuǎn)向節(jié)鎖緊螺母與輪轂回轉(zhuǎn)力矩的關(guān)系

轉(zhuǎn)向節(jié)螺母鎖緊在錐軸承的外圈，螺母的擰緊力矩大小間接影響到輪轂的回轉(zhuǎn)力矩大小，在擰緊螺母時壓緊軸承外圈，軸承外圈鎖緊在輪轂外部，擰緊力矩越大，錐軸承的外圈向轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)部位移變大，輪轂被壓的越緊，對應(yīng)的輪轂回轉(zhuǎn)力矩越大；擰緊力矩越小，錐軸承的外圈向轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)部位移變小，對應(yīng)的輪轂回轉(zhuǎn)力矩越小。在前橋裝配線如下圖1表示

前橋裝配線上轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊與輪轂回轉(zhuǎn)力矩檢測設(shè)備是重要的擰緊檢測設(shè)備，對于產(chǎn)品的出廠質(zhì)量有重要影響，不同廠家對于螺母擰緊機(jī)和輪轂回轉(zhuǎn)力矩檢測的檢測要求不同，設(shè)備擰緊和回轉(zhuǎn)力矩檢測的方式也不同。如圖1

二、轉(zhuǎn)向節(jié)鎖緊螺母與輪轂回轉(zhuǎn)力矩檢測的實(shí)施方式

裝配好前橋輪轂和轉(zhuǎn)向節(jié)螺母，應(yīng)用在前橋裝配線上的轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊機(jī)和輪轂回轉(zhuǎn)力矩的檢測設(shè)計(jì)擰緊測試方式：螺母擰緊機(jī)和輪轂回轉(zhuǎn)力矩集成在同一設(shè)備上，擰緊軸按照設(shè)定的固定轉(zhuǎn)速擰緊螺母，轉(zhuǎn)向節(jié)擰緊軸擰緊螺母，使螺母沿著轉(zhuǎn)向節(jié)螺紋壓緊錐軸承外圈——與此同時測量輪轂的回轉(zhuǎn)力矩；隨著螺母擰緊機(jī)擰緊力矩持續(xù)變大，輪轂的回轉(zhuǎn)力矩也隨著持續(xù)變大，當(dāng)螺母擰緊機(jī)力矩和回轉(zhuǎn)力矩檢測機(jī)達(dá)到合格值，設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)——設(shè)備自動記錄螺母擰緊力矩豎直和輪轂回轉(zhuǎn)力矩檢測值——每次自動擰緊循環(huán)過程中， 系統(tǒng)會在扭矩-時間框圖內(nèi)畫出扭矩-時間曲線；

轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊和輪轂回轉(zhuǎn)力矩檢測是一個連續(xù)相關(guān)聯(lián)的過程；轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊的過程是連續(xù)的，實(shí)時監(jiān)測擰緊軸輸出的力矩；與此同時輪轂回轉(zhuǎn)力矩的檢測也是連續(xù)的過程；

轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊過程和輪轂回轉(zhuǎn)力矩檢測過程是兩個變量，在這個過程中需對兩個變量同時進(jìn)行監(jiān)控，對應(yīng)的有兩個數(shù)值：轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊力矩值，輪轂回轉(zhuǎn)力矩檢測值；這兩個數(shù)值是密切相關(guān)的，理論上兩種監(jiān)控力矩交互的區(qū)域是最佳的控制區(qū)域；

螺母擰緊力矩值上下限值與輪轂回轉(zhuǎn)力矩值上下限交互的區(qū)域如圖2，ABCD圍成的方形區(qū)域，理論上取得最佳螺母擰緊力矩值和輪轂回轉(zhuǎn)力矩值在ABCD區(qū)域內(nèi)，并且在直線BD上；

檢測的結(jié)果最準(zhǔn)確的，會很容易獲得生產(chǎn)需要的檢測值，因?yàn)闄z測過程是連續(xù)可監(jiān)控的，得到數(shù)據(jù)是最真實(shí)反映轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊力矩與輪轂回轉(zhuǎn)力矩的關(guān)系，方便分析處理；另外，由于檢測過程是連續(xù)的對于零部件的一致性要求不是很高，只要轉(zhuǎn)配的零部件在質(zhì)量合格范圍內(nèi)就可以得到比較理想的配合值。

具體的實(shí)施方式有兩種：

第一種是以回轉(zhuǎn)力矩為最終出廠檢測值，當(dāng)回轉(zhuǎn)力矩達(dá)到要求時，轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊立即停止，這種方式回轉(zhuǎn)力矩在設(shè)備內(nèi)設(shè)定固定值，上下偏差規(guī)定一個很小的范圍，可以認(rèn)為是一條直線段，那么螺母擰緊力矩是一個范圍；如下圖表示

具體實(shí)施時：

1、輪轂回轉(zhuǎn)力矩最佳值為設(shè)定值；

2、在X軸上為E點(diǎn)；

3、設(shè)定螺母擰緊力矩的上限值為D點(diǎn)；

4、設(shè)定螺母擰緊力矩的下限值為C點(diǎn)；

5、過C，D，E分別做垂線，E與D交于A點(diǎn)，C與E交于B點(diǎn)；

6、形成直線AD和BC，那么線段AB就是得到的回轉(zhuǎn)力矩和轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊獲得的最佳值，這個值限定在轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊上下限內(nèi)；

這種實(shí)施方式要反復(fù)試驗(yàn)，使轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊的上下限范圍盡量減小，理論上最理想的值應(yīng)該是A與B無限接近且與E的交點(diǎn)；在實(shí)際生產(chǎn)中嚴(yán)格規(guī)定轉(zhuǎn)向節(jié)軸承的質(zhì)量要求，不斷提升轉(zhuǎn)向節(jié)和螺母質(zhì)量，可以將A點(diǎn)與B點(diǎn)無限接近，使產(chǎn)品的質(zhì)量不斷提升；

第二種是以螺母回?cái)Q緊力矩為關(guān)注點(diǎn)，當(dāng)擰緊力矩達(dá)到一定要求時，回轉(zhuǎn)力矩停止，這種方式回轉(zhuǎn)力矩控制在要求的范圍內(nèi)，螺母回轉(zhuǎn)力矩是一個范圍值；如下圖所

具體實(shí)施時：

1、轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊力矩最佳值為設(shè)定值；

2、在Y軸上為E點(diǎn)；

3、設(shè)定回轉(zhuǎn)力矩的值為下限D(zhuǎn)點(diǎn)；

4、設(shè)定回轉(zhuǎn)力矩的上限值為C點(diǎn)；

5、過C，D，E分別做垂線，E與D交于A點(diǎn)，C與E交于B點(diǎn)；

6、形成直線AD和BC，那么線段AB就是得到的回轉(zhuǎn)力矩和轉(zhuǎn)向節(jié)螺母擰緊獲得的最佳值，這個值限定在回轉(zhuǎn)力矩上下限內(nèi)；

這種實(shí)施方式也要反復(fù)試驗(yàn)，使回轉(zhuǎn)力矩的上下限范圍盡量減小，理論上最理想的值應(yīng)該是A與B無限接近且與E的交點(diǎn)；在實(shí)際生產(chǎn)中嚴(yán)格規(guī)定轉(zhuǎn)向節(jié)的質(zhì)量要求，不斷提升軸承的質(zhì)量，可以將A點(diǎn)與B點(diǎn)無限接近，使產(chǎn)品的質(zhì)量不斷提升；

三、結(jié)語

在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)不同廠家零部件的質(zhì)量情況，選擇兩種不同的實(shí)施方式，可以使測量的數(shù)值準(zhǔn)確可靠，并且可以持續(xù)不斷的改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量，使提升產(chǎn)品的質(zhì)量的方向，方式，方法有據(jù)可依。