總裝車間底盤擰緊軸套筒與托盤擰緊頭分離困難原因分析及解決方法研究

鐘國富 王金成 何杰 歐陽東

摘要：底盤合裝線擰緊設備較多，擰緊機構比較復雜，擰緊技術問題較多，其中擰緊軸氣缸無法帶動擰緊軸與托盤分離，影響整車生產效率，在實際生產過程是比較常見的偶發問題。擰緊軸套筒對托盤擰緊頭擰緊后，容易出現擰緊套筒與托盤擰緊頭緊緊咬合連接在一起，導致擰緊軸氣缸無法帶動擰緊軸與托盤分離，本文結合實際問題案例進行研究分析，實踐證明，有效的擰緊程序控制策略，可以解決擰緊套筒與擰緊頭分離困難問題。借此為同行提供寶貴的解決方案建議。

關鍵詞：底盤擰緊;擰緊程序設置;擰緊軸套筒分離困難

引言：

一汽-大眾汽車有限公司總裝車間底盤合裝線擰緊設備是ATLAS擰緊軸，擰緊程序執行完擰緊任務后，因擰緊軸套筒與托盤擰緊頭發生形變，擰緊軸上的套筒與托盤上的擰緊頭緊緊地咬合連接在一起，導致擰緊軸氣缸無法帶動擰緊軸與托盤分離，只能通過停線后，人為使用工具干預才能分離，嚴重影響整車生產效率。通過人為干預方式，不能徹底解決擰緊軸與托盤分離困難問題。本文結合實際問題案例進行研究分析，通過優化有效的擰緊程序控制策略，可以解決擰緊套筒與擰緊頭結合后無法分離問題。借此為同行提供寶貴的解決方案建議。

1車身底盤主要擰緊設備介紹

車身底盤螺栓通過擰緊軸（AtlasEC）帶動擰緊托盤傳動軸擰緊到車身上，主要擰緊設備有底盤托盤、傳動軸上的擰緊頭、擰緊軸、擰緊軸上的套筒、擰緊控制器、傳動軸氣缸。

2底盤結合擰緊過程現狀

2.1擰緊軸套筒與托盤擰緊頭結合后卡頓無法分離

當車輛到達工位后，擰緊軸驅動托盤上的擰緊頭順時針施加扭力，從而通過傳動軸把扭矩施加在螺栓上緊固。擰緊程序執行完擰緊任務后，因托盤擰緊頭發生形變，擰緊軸上的套筒與托盤上的擰緊頭緊緊的咬合在一起，導致擰緊軸氣缸無法帶動擰緊軸與托盤擰緊頭分離，影響整車生產效率。

在底盤擰緊設備問題中，間歇性出現套筒與擰緊頭結合后分離困難問題，以發動機排量為1.4T的燃油車為例，整車底盤與車身連接涉及到的被連接件有10個，分別是發動機與變速箱、前副車架、副車架連接板、前橋型板、后橋型板、油箱、后軸座、后副車架、后副車架多連桿、尾部消音器。通常出現無法分離的擰緊點是中通道橋型板、油箱釘、副車架，這些擰緊點緊固是經過托盤傳動軸上的擰緊頭傳遞扭力擰緊的。而后軸座、油底殼擰緊是擰緊軸直接對螺栓進行緊固，不會出現分離困難問題。

2.2目前的解決手段

當出現擰緊軸套筒與托盤擰緊頭咬合后無法分離問題時，解決方法是用鐵錘敲擊擰緊軸上的套筒，這樣會加快設備損壞，造成設備維修成本浪費。

3擰緊軸套筒與托盤擰緊頭咬合后無法分離原因分析及解決方案

3.1擰緊軸套筒與托盤擰緊頭咬合后無法分離，主要影響因素分析

從人、機、料、法、環全面深入分析，主要影響因素有2個（表1），1、擰緊過程中傳動軸上的套筒與托盤上的擰緊頭發生彈性形變。2、擰緊軸分離氣缸力不足。

3.2針對主要影響因素的改善方案及可行性分析

針對主要影響因素，我們提出了2條改進方案，并開展了可行性評估，最終選定了方案2，改善成本無，效果有效。

方案1：增大氣缸分離力，具體方法有2個①更換大量程的氣缸（增大面積，公式：P=F/S），②增大工廠氣壓大小（增大氣壓，公式：P=F/S）。優點：消除套筒與擰緊頭分離困難。缺點：成本高;擰緊時往上的力增大，上升速度太快，對中性差;擰緊頭和套筒產生初始力

大，導致擰緊程序監控報警;同時也加快套筒和擰緊頭的磨損。

方案2：優化擰緊程序。優點：無成本，在分離前可消除套筒與擰緊頭之間的咬合力。缺點：無

4擰緊程序優化方案驗證

4.1擰緊程序優化方案

一汽大眾總裝車間底盤擰緊設備均采用ATLAS品牌擰緊設備，對應的擰緊控制程序軟件是POWERMACS，可實現多步擰緊程序編寫。通過在現有的擰緊程序上增加一個反轉擰緊程序（前提是增加反轉擰緊程序后不能轉動螺栓）。擰緊程序設置為反轉3°以內和反轉力矩不高于擰緊力矩的20%（一般來說擰緊目標衰減不大于目標力矩的50%。舉例說明：一個螺釘的目標力矩是20Nm，最后一步的反轉力矩為20Nm*20%=4Nm，最小力矩衰減為20Nm*50%=10Nm，所以最大的4Nm反轉力矩遠小于最小衰減力矩10Nm。理論上擰緊質量是安全的）。

4.2最終方案確定

通過對程序配置反轉3°的擰緊點進行了1萬次以上殘余扭力檢測，檢測結果無異常。最終選定在擰緊程序中增加反松程序，反松角度設置為3°，反松力矩設置為目標力矩的20%（反松先產生目標力矩的20%時，角度未到達3°，擰緊軸結束工作;或者角度先到反轉3°時，反松力矩小于目標力矩的20%，擰緊軸結束工作）。

5效果及建議

5.1效果

擰緊軸套筒與托盤擰緊頭擰緊程序優化后，跟蹤套筒與擰緊頭咬合無法分離情況，缺陷率為0，效果顯著。

5.2建議

底盤擰緊技術復雜程度大，各種技術性問題比較多，是影響提升生產效率的瓶頸點，建議各工廠根據自己實際擰緊設備情況，找到合適的優化方案，解決擰緊軸套筒與托盤擰緊頭卡頓無法分離問題，可極大地提升生產效率。