浅谈转向节螺母拧紧和轮毂回转力矩检测方法

王东鑫 王理想 张亮

摘 要：转向节螺母拧紧力矩较大，对于拧紧机的要求较高，采用拧紧速度快、精度高、可靠性好的拧紧轴，拧紧力矩应满足力矩范围及调整需要，要求拧紧扭矩应有充分的裕量。轮毂回转力矩较小，通过变频电机、伺服电机，拧紧轴等作为驱动动力驱动轮毂分度圆上的螺栓，匀速转动轮毂，检测时通过力矩传感器记录下轮毂回转力矩大小是否在设计范围内。

关键词：转向节螺母；回转力矩

一、转向节锁紧螺母与轮毂回转力矩的关系

转向节螺母锁紧在锥轴承的外圈，螺母的拧紧力矩大小间接影响到轮毂的回转力矩大小，在拧紧螺母时压紧轴承外圈，轴承外圈锁紧在轮毂外部，拧紧力矩越大，锥轴承的外圈向转向节内部位移变大，轮毂被压的越紧，对应的轮毂回转力矩越大；拧紧力矩越小，锥轴承的外圈向转向节内部位移变小，对应的轮毂回转力矩越小。在前桥装配线如下图1表示

前桥装配线上转向节螺母拧紧与轮毂回转力矩检测设备是重要的拧紧检测设备，对于产品的出厂质量有重要影响，不同厂家对于螺母拧紧机和轮毂回转力矩检测的检测要求不同，设备拧紧和回转力矩检测的方式也不同。如图1

二、转向节锁紧螺母与轮毂回转力矩检测的实施方式

装配好前桥轮毂和转向节螺母，应用在前桥装配线上的转向节螺母拧紧机和轮毂回转力矩的检测设计拧紧测试方式：螺母拧紧机和轮毂回转力矩集成在同一设备上，拧紧轴按照设定的固定转速拧紧螺母，转向节拧紧轴拧紧螺母，使螺母沿着转向节螺纹压紧锥轴承外圈——与此同时测量轮毂的回转力矩；随着螺母拧紧机拧紧力矩持续变大，轮毂的回转力矩也随着持续变大，当螺母拧紧机力矩和回转力矩检测机达到合格值，设备停止运转——设备自动记录螺母拧紧力矩竖直和轮毂回转力矩检测值——每次自动拧紧循环过程中， 系统会在扭矩-时间框图内画出扭矩-时间曲线；

转向节螺母拧紧和轮毂回转力矩检测是一个连续相关联的过程；转向节螺母拧紧的过程是连续的，实时监测拧紧轴输出的力矩；与此同时轮毂回转力矩的检测也是连续的过程；

转向节螺母拧紧过程和轮毂回转力矩检测过程是两个变量，在这个过程中需对两个变量同时进行监控，对应的有两个数值：转向节螺母拧紧力矩值，轮毂回转力矩检测值；这两个数值是密切相关的，理论上两种监控力矩交互的区域是最佳的控制区域；

螺母拧紧力矩值上下限值与轮毂回转力矩值上下限交互的区域如图2，ABCD围成的方形区域，理论上取得最佳螺母拧紧力矩值和轮毂回转力矩值在ABCD区域内，并且在直线BD上；

检测的结果最准确的，会很容易获得生产需要的检测值，因为检测过程是连续可监控的，得到数据是最真实反映转向节螺母拧紧力矩与轮毂回转力矩的关系，方便分析处理；另外，由于检测过程是连续的对于零部件的一致性要求不是很高，只要转配的零部件在质量合格范围内就可以得到比较理想的配合值。

具体的实施方式有两种：

第一种是以回转力矩为最终出厂检测值，当回转力矩达到要求时，转向节螺母拧紧立即停止，这种方式回转力矩在设备内设定固定值，上下偏差规定一个很小的范围，可以认为是一条直线段，那么螺母拧紧力矩是一个范围；如下图表示

具体实施时：

1、轮毂回转力矩最佳值为设定值；

2、在X轴上为E点；

3、设定螺母拧紧力矩的上限值为D点；

4、设定螺母拧紧力矩的下限值为C点；

5、过C，D，E分别做垂线，E与D交于A点，C与E交于B点；

6、形成直线AD和BC，那么线段AB就是得到的回转力矩和转向节螺母拧紧获得的最佳值，这个值限定在转向节螺母拧紧上下限内；

这种实施方式要反复试验，使转向节螺母拧紧的上下限范围尽量减小，理论上最理想的值应该是A与B无限接近且与E的交点；在实际生产中严格规定转向节轴承的质量要求，不断提升转向节和螺母质量，可以将A点与B点无限接近，使产品的质量不断提升；

第二种是以螺母回拧紧力矩为关注点，当拧紧力矩达到一定要求时，回转力矩停止，这种方式回转力矩控制在要求的范围内，螺母回转力矩是一个范围值；如下图所

具体实施时：

1、转向节螺母拧紧力矩最佳值为设定值；

2、在Y轴上为E点；

3、设定回转力矩的值为下限D点；

4、设定回转力矩的上限值为C点；

5、过C，D，E分别做垂线，E与D交于A点，C与E交于B点；

6、形成直线AD和BC，那么线段AB就是得到的回转力矩和转向节螺母拧紧获得的最佳值，这个值限定在回转力矩上下限内；

这种实施方式也要反复试验，使回转力矩的上下限范围尽量减小，理论上最理想的值应该是A与B无限接近且与E的交点；在实际生产中严格规定转向节的质量要求，不断提升轴承的质量，可以将A点与B点无限接近，使产品的质量不断提升；

三、结语

在实际生产中，根据不同厂家零部件的质量情况，选择两种不同的实施方式，可以使测量的数值准确可靠，并且可以持续不断的改进产品的质量，使提升产品的质量的方向，方式，方法有据可依。