发动机皮带张紧力的检测.docx

发动机皮带张紧力的检测孙艳罗宏亮长 春 水 利 电 力 高 等 专 科 学 校第一汽车集团公司质量管理监督处【摘要】通过对发动机皮带张紧力的分析 , 得出通过测量发动机皮带受力产生的挠度来测量发动机皮带张紧力的方法 ,并应用在发动机装配过程中 。【abstract】based on theanal ysi s of the belt tension of engi ne , a measure of belt tension by measuri ngthe camber of theengi ne s belt bent i s found . thi s measure can be used i n the assembl y of the engi ne .叙词 : 皮带张紧力检测跨度raleted terms :belttensionchecks pan2 -24 fn1 引言tan=则n做跨度与挠度分析图如图 1c ,得出 :调整发动机皮带张紧力是发动机装配过程中的重要工序 。发动机风扇和发电机一起由曲轴皮带轮 通过三角皮带驱动 , 通常将发电机的支架作成可移 动式的 , 以便调节皮带的紧度 , 皮带过松 , 将引起皮带相对皮带轮打滑 ,使风扇的扇风量减少 ,发动机过 热 ;皮带过紧 ,将增加轴承的磨损 。发动机皮带张紧 力调整得是否准确将直接影响到整车质量 。为保证 能够准确调整发动机皮带张紧力 , 必须准确测量出 发动机皮带张紧力的力值范围 , 因此发动机皮带张紧力的检测工作对保证整车质量非常重要 。l= tan2 h根据以上推导可得出 : l n ( 1)h =24 f2 -n2l(a)( b)ff2 检测装置目前 ,在发动机生产和装配过程中 ,有两种皮带张紧力检测装置 : 一种是检测 ca488 发动机皮带张 紧力的美国生产的皮带张紧力检查仪 , 是进口的专用检测工具 , 价格很高 ; 另一种是检测 ca6110 发动 机皮带张紧力的测力检具 24 - 14658 ,是根据实际使 用情况自行研制的 。下面对这两种检测装置的性 能 、结构及使用情况作一对比分析如下 。2. 1 检测原理要检测发动机皮带张紧力 , 首先要了解发动机 皮带张紧力的构成 , 让我们对发动机皮带张紧力做 一下力值分析 。如图 1a 所示 ,两皮带轮跨度为 l , 在 跨度中点加力 n , 产生挠度 h , 此时皮带张紧力为f 如图中所示 , f 与 n 所成夹角为 。 做力值分析如图 1 b , 得出 :( c)图 1 发动机皮带张紧力分析由此可以看出 , 发动机皮带张紧力 f 与挠度 h之间具有一定的函数关系 ( 非线性) 。当外力 n 为定 值时 , 对于被检皮带来说 , 跨度 l 为定值 , 所以当皮 带张紧力 f 为某一定值时 , 挠度 h 值也是一定值 ,且当皮带张紧力 f 增大时 , 挠度 h 减小 ; 反之 , 当皮 带张紧力 f 减小时 , 挠度 h 增大 。所以 , 通过测量发 动机皮带的挠度 h 值 , 就可得到皮带张紧力 f 值 。 根据以上分析可以看出 , 检测发动机皮带张紧力有两种检测方法 :一种是直接检测发动机皮带张紧力 , 这种方法需在皮带上串联一个测力装置进行测量 , 但需破坏皮带才能测量 ,只能用来做实验装置 ,却不 n 2 f = cos1999 年第 6 期 39 hlf n fh孙 艳等 : 发动机皮带张紧力的检测能用做装配检具 ; 另一种方法是通过测量发动机皮带挠度 h 来测量发动机皮带张紧力 , 因挠度 h 是长 度参数 (可以很精确地测出) , 所以在发动机装配过 程中得到广泛应用 。如前所述 , 当外力 n 为定值时 , 发动机皮带张紧力 f 与挠度 h 之间的函数关系如式 ( 1) , 但在现 有的发动机皮带张紧力的检验装置中 , 外力 n 一般 不是定值 , 而是由弹性系数 k 为定值的弹性元件产生的弹力 , 此时力 n = k ( h0 - h) , 式中 h0 为弹 性元件初始位置的挠度 , h 为弹性元件受皮带反力12. 27 mm、12. 8 mm、12. 5 mm , 则该检具属合格状态 。用此检具检测 ca6110 发动机的皮带张紧力时 , 将检具放置在皮带上 ,用力压紧 ,此时百分表读数应 在 + 0. 23 mm - 0. 3 mm 之间 , 则发动机的皮带张紧力在合格范围 ( 45. 124. 5 n) 内 。检测 ca488 发动机皮带张紧力的检具为按美国 专利号 2996914 生产的皮带张紧力检查仪 , 其结构 简图如图 3 。支架和压缩后的挠度 ,h0 - h 为弹性元件受皮带反力压缩传动齿后的行程 ,将其代入式 ( 1) ,整理后得 :2f = k (h0 - h ) l+ 1( 2)4 h22式 ( 2) 中 h0、l 、k 均为定值 。由式 ( 2) 可以看出当 h 增大时 f 减小 , h 减小时 f 增大 , 皮带张紧力f 与挠度 h 值成非线性函数关系 , 发动机皮带张紧 力 f 值与挠度 h 值不能按一定的传动比得到 。所 以 , 皮带张紧力检测装置的读数机构不是成比例的 , 而 是 采 用 按 标 准 f 力 值 对 应 的 挠 度 h 值 进 行 读 数 。以上两种皮带张紧力检测装置的检测原理都是 通过测量皮带挠度从而测出皮带张紧力 。2. 2 结构及使用方法检 测 ca6110 发 动 机 皮 带 张 紧 力 的 检 具 24 -14658 结构简图如图 2。百分表a图 3 皮带张紧力检查仪在支架中有一弹性系数为定值的弹簧向测量杆 施加向上的弹性力 ,向下推动手柄压缩弹簧 ,测量杆 通过固定销带动传动齿条向下运动 , 传动齿条带动表盘齿轮转动 ,使表盘转动 ,通过表盘上的刻度与支 架上的箭头之间的相对位置来读数 。当测量杆的钩形测头与支架的两支承面在同一 平面上时 , 皮带张力最大 , 皮带挠度为 0 ; 当支架中 的弹簧处于自由状态时 ,皮带挠度最大 ,皮带张力为0 。表盘上的刻度是用标准力值砝码标定后刻上的 ,需定期检定 。2. 3 标定方法以上两种皮带张紧力检测装置的检测原理都是 通过测量皮带挠度从而测出皮带张紧力 , 检具 24 -14658 先用标准砝码标定 :将检具倒置 ,在“0”加挂标 准砝码 (力的方向如示图所示) , 按工艺要求的力值 逐点进行 ,将百分表读数差值记录下来 ,作为标准力 值读数 ,标定后即可使用 。在检具的正常使用中 ,要 进行周期检定以确保检具读数值的准确 , 周期检定的方法与标定方法相同 。此种专用检具的标定和检 定简便易行 、准确度好 。皮带张紧力检查仪是按美国专利号 2996914 生 产的 ,其跨度是固定不变的 ,所以该检查仪标定的力 值 (即皮带反力) 与被测皮带张紧力之间的函数关系是固定的 ,当被检皮带轮跨度发生变化时 ,不需对检 查仪重新标定 , 该检查仪的标定是在制造过程中已 完成的 。传动杠杆固定支架图 1检具 24 - 14658 结构图中所示百分表用标准尺寸 12. 5 对零 (即此时挠度值 12. 5 mm 为工艺规定值) , 此时弹性压杆所 受向上的压力 n 为 34. 3 n ; 当向上压力如图中所示 为 24. 5 n 时 , 挠度值变化量为 - 0. 3 mm , 即此时挠 度值为 12. 8 mm(杠杆传动是反传动) ; 当向上压力 n 为 45. 1 n 时 , 挠度值变化量为 + 0. 23 mm , 即此时挠度值为 12. 27 mm。 此检具的检测原理为 : 通 过用标准力值砝码分别向上加挂在力 n 的作用点 0 上 , 当标准力值砝码分别为 n 值的上限 ( 45. 1 n) 、 下限 ( 24. 5 n) 和中间值 ( 34. 3 n) 时 , 百分表读数分 别为 + 0. 23 mm、- 0. 3 mm、0 ,即标准挠度值分别为 40 汽车工艺与材料 1994-2014 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 50. 0 5. 21n 测量用弹性压杆手柄测量杆条连接传动齿条支架的固定销表盘齿轮a 向孙 艳等 : 动机皮带张紧力的检测在检查仪的正常使用中 , 也需进行周期检定以确保检查仪读数值的准确 , 其周期检定需具备一定 的检测手段 ,具体方法如图 4 。 用一根单股绳 ,一端 固定 ,另一端加挂标准力值砝码 ,此时绳所受张力是砝码的重力值 n , 则皮带张紧力检查仪的读数值应 等于 n ; 按此方法逐一检定皮带张紧力检查仪的各 个分度值 。图 4 a 为水平检查状态 ,图 4 b 为垂直检 查状态 。带张紧力的美国生产的皮带张紧力检查仪通用性好 , 携带方便 , 但价格昂贵 , 经济性差 。检测 ca6110 发 动 机 皮 带 张 紧 力 的 测 力 检 具 24 - 14658 结 构 简 单 、容易操作 ,而且改进潜力大 ,价格便宜 。目前 , 皮带张紧力的调整和检测在发动机装配 过程中应用很广泛 ,但是 ,用来调整皮带张紧力的检 具的标定和检定工作完成得很不规范 ,而且 ,国内也 没有厂家生产此类检测装置 , 在发动机装配过程中 所用的调整皮带张紧力的检具大多是自行设计制造或引进的国外产品 ,构造差别很大 ,给标定和检定工 作带来不少困难 ,特做此文和国内同行进行探讨 。.1999 - 03 - 05 收稿( 责任编辑 辛 然 )作者简介 :孙艳 ,长春水利电力高等专科学院建工系讲师 ,毕业于吉林工业 大学汽车系 。罗宏亮 ,第一汽车集团公司质监处检装科技术主管 ,毕业于南京 理工大学机械系 。一汽集团质量管理监督处检验装备科 ( 130011)(a)(b)图 4 检查状态 。3结论及展望根据以上对比可知 , 用于检测 ca488 发动机皮(上接第 38 页)数据计算 ,并提供人机对话功能 。仪器工作时 ,首先 输入螺栓的材质 、长度 、夹紧长度及截面积 , 尔后在 未上紧时测量温度与精确长度 。这样在螺栓上紧后 就能测得它的轴向紧固应力 , 也可换算成螺栓的负载力或伸长量 。测量结果可通过接口送 pc 机进一 步处理 、打印或存入磁盘备案 。能系统 、精密声时测量系统 (优于 0. 1ns) 和温度测量系统 。 螺栓的紧固应力从随意性发展到扭矩扳手限力矩 ,由于用扭矩估算轴向应力的误差很大 ,国外已开 始逐渐采用超声波仪器直接测量螺栓轴向紧固应力 , 相信在我国日益重视质量 、重视安全的今天 , 必 将得到越来越多的推广应用 。超声波螺栓紧固力测 量仪直接反映螺栓的轴向紧固应力 , 它为设计 、安 装 、调试提供了科学的依据 , 对保障质量 、避免发生 事故具有重大的政治 、经济意义 。参 考 文 献5 结束语从理论给出的螺栓轴向应力与声时差 、温度关 系式来看 , 这种关系很复杂 , 而且随着材料的不同 , 各种系数也不一样 。但实验证明线性化近似的误差 最大不超过 5 % , 其精度对工程应用来说已足够 。 要制造出实用的超声波螺栓轴向应力测试仪 , 首先 必须对大量不同材料的螺栓进行精密测量 , 确定相 应的常数与 。由于温度的影响较大 , 仪器设置两个探头 , 一个是超声波探头 ; 一个是温度探头 , 用以修正由于温度所引起的误差 。尔后再由仪器内的 微机系统根据预先设置的系数运算得到紧固应力 值 。同样 , 只需稍加变换我们还可得到螺栓的负载 、伸长量等参量 。由此可见 , 研制一台实用的超声波 螺栓轴向紧固应力测试仪不仅需要大量的科学实验 为基础 ,而且需要高新科技 ,包括微机信号处理与智1999 年第 6 期1张家全 . 摩擦系数与螺纹副失效的关系 . 上海汽车 ,1997 ( 11) .刘镇清 . 单片机为核心的超声波轴向应力仪 . 工业仪 表与自动化装置 ,1993 ( 5) .刘镇清 . 螺栓轴向紧固应力的超声测量 . 固体火箭技 术 ,1996 ( 1) .1999 - 01 - 10 收稿( 责任编辑 辛 然)23作者简介 :王路 , 34 岁 , 上海医疗器械高等专科学校讲师 , 已公