第36卷(2014)第2期结构与可靠性
柴油机 Diesel Engine
高强度螺栓的监控扭矩研究
刘超，王旭，金喆，昊彩丽，陈然
（大连道依茨一汽（大连）柴油机有限公司，辽宁大连116023）
Vol.36(2014)No.2
摘要：通过对螺检紧固机理的分析和常见失效模式的分析，阐述了监控担矩的重要性。利用 JMP软件的数据统计分析功能，确定了新设计螺检产品的监控扭矩范图。该方法也为螺检装配稳定性的判断和分析提供了有效的手段。
关键词：高强度螺检；监控担矩；轴向力
文章编号：1001-4357(2014)02-0023-04
中图分类号：TK423.3
文献标识码：A
ResearchonMonitoringTorqueofHigh-strengthBolts
Liu Chao,Wang Xu,Jin Zhe,Wu Caili,Chen Ran(DEUTZ (Dalian) Engine Co., Ltd., Liaoning Dalian 116023)
Abstract:The importance of monitoring torque is expounded by the analysis on bolts fastening mecha-nism and common failure modes. Using the data statistical analysis function of JMP software, the range of monitoring torque for new-designed bolts was determined. This method also provides an effective means
for the judgment and analysis of the bolt assembly stability. Keywords: high-strength bolt; monitoring torque; axial force
0引言
螺栓紧固是发动机零部件之间的主要连接方式。随着发动机技术的快速发展，功率不断提升，发动机的最高燃烧压力也越来越高，对相关零部件造成的机械负荷也越来越大，由此对螺栓的可靠性、一致性和拧紧技术提出了更高的要求。
初始扭矩预紧+转角法是目前发动机高强度螺栓的主要紧方式。原理上，可通过控制螺栓的旋转角度，控制螺栓的伸长量，从而达到所需要的螺栓轴向力。但是在实际生产过程中发现，如果只是监控转角，不能发现异常的拧紧失效形式，必须再对扭矩进行监控。
本文结合实际生产经验，说明监控扭矩的必要性。通过某4DX发动机缸盖螺栓的装机过程，设计出合理的扭矩监控范围，来有效避免拧紧失效问题的发生。
1螺栓的拧紧方法
初始扭矩+转角法与扭矩法是发动机行业主要的两种螺栓拧紧方法。扭矩法是设定螺栓的最终扭矩，要求装配时通过扭矩扳手或风枪等工具，拧紧到设定扭矩，装配较为便捷。而初始扭矩+转角法是先给定一个初始扭矩进行预紧，目的是消除螺纹之间的间隙；再增加一个或多个转角，达到设定的螺栓伸长量，以便精确地获得所需要的轴向夹紧力。初始扭矩+转角法的控制精度较单扭矩法高很多；同时转角法紧的螺栓利用率也更高，在相同位置处，用转角法可以采用公称直径更小的螺栓。扭矩法只适用于紧固位置要求较松的一般类装配。对于关键位置的螺栓装配，应采用转角法来控制。在道依茨、丰田、大众等公司，更是通过不同的装配等级来严格区分。
收稿日期：2013-05-06；修回日期：2013-11-28
作者简介；刘超（1985-），男，工程师，主要研究方向为集油机零部件设计及可靠性分析，le_hit@qqcom。