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拧紧机原理及自动拧紧机研制.doc

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拧紧机原理及自动拧紧机研制.doc

一汽轿车公司冯德富[摘要]本文简要地点击了美国INGERSOLL-RAND公司20世纪70年代自动拧紧机所存在的主要问题,对其工作原理进行分析和探讨,并给出了原理框图。重点是针对这些问题,参照其基本原理,应用当代新技术提出的研制方案,给出了研制成功的拧紧机的结构原理框图,并对框图中各环节的功能做了简要介绍。最后给出了自动拧紧机主控单元控制系统的程序流程图。关键词:扭矩伺服电机主控单元轴控单元驱动器1前言螺栓的拧紧应用于机械行业的装配是一个普遍现象,以前人们只是考虑在装配时,把螺栓(或螺母,下同)拧到最紧的程度。后来人们才发现,这个“最紧”不过是一个非常模糊的概念,它是因人而异的。一台机器有几十,以至成百上千个零件采用螺栓紧固的方法装配,在大生产中又是由多数人在不同的时间里完成的。而且每天又要装配几十或几百台机器,这个“最紧”的离散度将是可想而知的。另外,还有些零件(如汽车发动机中的连杆大头孔),在生产车间需要用螺栓把瓦盖装配起来进行加工,而到了装配车间进行整机组装时,又先要松开螺栓,拆下瓦盖,套到曲轴上后再重新拧紧,如用这个“最紧”来进行,可想而知,其结果将是非常危险的。因而,如何有效的控制“拧紧”,并使其达到“最佳”,也就成为了机械行业十分关注的课题。自动拧紧机就是作为有效的控制“拧紧”,并使其达到“最佳”的装配工具。2我厂自动拧紧机的原状自动拧紧机是集机械传动、电气传动、电子技术、自动检测于一体的机电一体化设备。一汽第二发动机厂建厂初期,用于自动生产线上的自动拧紧机有7台,其中有2台为美国INGERSOLL-RAND公司20世纪70年代的产品。拧紧的驱动部件为气动马达,控制气动马达的执行部件是快速截止阀。该快速截止阀受控于扭矩检测控制单元(因每轴一个,故称之为轴控单元),该阀平时常通,得电迅速断开,并自动保持到断开该阀的气源。其基本结构框图如图1所示。图1该两台拧紧机由于机械件磨损严重,控制单元的电器元件老化,加之海损等原因,使其控制和测量精度低下,故障率高,稳定性差。且有些主要电子元件在当时已为淘汰品,无处购买,损坏无以更换。而且既无图纸,又无使用说明书,给维修造成了极大的困难。故而,严重地影响了产品的质量和生产的顺利进行。针对上述问题,开始我们曾对其轴控单元进行了测绘,结合其工艺过程进行分析和研究,在弄通其检测和控制原理的基础上(通过测绘、分析、研究所得的系

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