气门垫片选配机返修率高问题的解决

2018-12-11王袖女

设备管理与维修 2018年19期

王袖女

（一汽奔腾事业部本部发传中心保全室，吉林长春 130013）

0 引言

气门垫片选配机是发动机装配线的一个关键设备，如果选配的气门垫片不正确，安装完气门垫片后检测间隙超差，会影响发动机的进排气量，导致发动机燃烧不充分或发动机异响等问题，因此气门垫片复检间隙不合格必须返修，而返修会直接影响设备的可动率。以发传中心一工厂主线1气门垫片选配机返修率高为实例，分析问题、找出问题的原因并加以解决。

1 背景介绍

图1为2014年1月气门垫片返修率统计情况汇总。可以看出，主线1在1月生产期间，每天的气门垫片返修台数最高达46台，不合格率为1.65%～13.37%。其中，有3 d气门间隙不合格率达10%以上，严重影响了设备可动率、班产及一次交检合格率。

图1 气门间隙不合格统计情况

可以明确的是：理想状态下气门垫片返修率臆2%；而现实情况是，2014年1月气门垫片返修率为1.65%～13.37%。气门垫片返修率超出目标值最高达11%，严重影响ET3发动机的一次交检合格率。

2 分析问题

气门垫片选配机返修率高问题产生的因素主要有5个。

（1）人。选装时级别错误主要是由于操作者误操作引起。为了调查是否存在此现象，选取了几个复检不合格的气门垫片，将气门垫片的级别与发动机号记录下来，与工控机内的数据库一一核对。核对的结果是，气门垫片号与数据库内数据级别一致，故排除人为因素。

（2）料。主要从采购的气门垫片的厚度是否合格调查。以前曾经出现过气门垫片的垫片号与图纸要求不符的现象。委托相关部门随机检测10个气门垫片厚度，检查是否满足产品图纸要求。结果是合格的。

（3）法。主要指气门间隙复检方法。目前公司采用手工复检，复检检具为塞尺。塞尺长期使用磨损后，会造成测量误差，导致复检不合格数量增加。但是在车间将进排气面塞尺更新后，返修率还是很高。

（4）环。指环境温度影响。温度过高或过低都会影响测量结果：经过确认现场环境温度一直保持在（17～22）℃之间，故排除环境因素。

（5）机。气门垫片选配机分为气门高度测量机、凸轮轴基圆测量机和气门垫片工控机。以排气面1缸1测量为例，通过介绍设备的工作原理进一步分析问题。

2.1 气门高度测量机工作原理

气门高度测量机主要由工作台举升机构、伺服滑台、测量传感器等组成（图2）。排气面有8个气门，选配8个垫片，为了区分从左至右记作1缸1，1缸2，……4缸2。进气面也有8个气门，选配8个垫片，为了区分位置记做1缸1，1缸2……4缸2。共6个测量传感器，进排气面各有一组测杆，每组测杆3根（图3）。通过伺服滑台的移动，实现进排气面各8个气门的测量，根据测量结果，计算出气门顶部与缸盖凸轮轴孔底边距离 A1。

图2 气门高度测量机主要组成

图3 气门高度测量机测量的缸盖俯视

根据图4、图5说明其测量原理：淤开机后首台需要标定，测杆1及中测杆在标定件上的测量值分别记为R标1，R标中；于然后测量缸盖，在排气1缸1处测杆1及中测杆的实测值记为R实1，R实中；盂将4组测量结果传送至工控机进行存储及计算。

图4 气门高度测量机的标定

图5 气门高度测量机的测量

已知气门高度测量机排气面标准件尺寸R1=7.675 mm，所以气门顶部与缸盖凸轮轴孔底边距离A1=R1垣（R实1-R实中）-（R标1-R标中）。

2.2 凸轮轴基圆测量机工作原理

凸轮轴基圆测量机主要由工作台转角电机、伺服滑台，测量传感器等组成。共6个测量传感器，进排气面各3个。通过伺服滑台的移动，实现进排气面各8个凸轮轴基圆的测量，根据测量结果，计算出凸轮轴基圆与凸轮轴轴颈的距离S1。因为2台机床相向而立，故传感器布置方向相反，为了描述方便，均以测杆1在左侧讨论。下面根据图6、图7说明其测量原理：淤开机后首台需要标定，测杆1及中测杆在标定件上的测量值分别记为S标1，S标中；于依次测量各凸轮轴基圆，在排气1缸1处测杆1及中测杆的实测值记为S实1，S实中；盂将4组测量结果传送至工控机进行存储及计算。

排气面凸轮轴基圆标准件尺寸S1=4.015 mm，可知排气面1缸1凸轮轴基圆与凸轮轴轴颈的距离 B1=S1垣（S实1-S实中）-（S标1-S标中）。

图6 凸轮轴基圆测量机标定件

图7 凸轮轴基圆测量机测量

2.3 气门垫片工控机

气门垫片工控机依靠接收到的气门高度测量机及凸轮轴基圆测量机的测量数据，计算处需要选配的气门垫片厚度H1（图8）。H1越A1-B1垣油膜间隙-排气面标准气门间隙垣E1-1。其中，油膜间隙0.175 mm，为排气1-1经验修正值，用来弥补机械误差。

3 设备故障初步排查

选配不合格数据分析：经过排查，发现气门垫片不合格的均集中在排气侧，进气侧返修不合格的占整个不合格数据的10%。

3.1 软件故障排查

（1）调整修正值。调整返修率高的气门位置修正值（即E值），效果不明显。

（2）核对配瓦表。同工艺员核对所有型号的发动机配瓦表，没有发现问题。

所以排除软件故障因素。

图8 气门垫片工控机计算原理

3.2 与工件接触面机械件检查

（1）排气面顶尖检查。发现2个凸轮轴基圆测量机顶尖外观有轻微的磨损，于是在2月初更换凸轮轴基圆测量机顶尖。但返修率依然居高不下，效果不明显。

（2）传感器与工件接触的测子检查。因为测子长期与工件接触测量，有可能粘附有异物，导致测量误差。用鹿皮依次清擦各测子表面，排除了测子表面粘接异物的可能。

3.3 机床测量重复性排查

测量重复性排查方法：无论是气门高度测量机还是凸轮轴基圆测量机，均用标定件反复标定，根据多次的标定结果，查看是否有大的偏差。多次测量后发现，凸轮轴基圆测量机的标定数据比较稳定，但是气门高度测量机的排气面的标定数据偏差从（0.0001～0.0276）mm，误差高达 0.02 mm（相差1级垫片）。

4 解决问题

经过一系列的排查（图9），最终将故障原因锁定为传感器。

排查过程中发现，与传感器相连的机械机构存在卡滞现象，将其拆下发现：淤位于排气面中间位置的测杆表面与衬套连接处磨损严重；于弹簧偶尔存在不复位现象（图10～图 12）。

5 制定对策

在2014年3月底之前将气门高度测量机排气面测量数据偏差降到臆0.003 mm。为了保证生产，采取了临时生产措施，对磨损的测杆表面进行了修磨，并更换了新衬套。后续重新制作了气门高度测量机排气面的3根测杆并外购了弹簧，于2月16日全部更新。

6 效果跟踪与评价

测杆及弹簧更换完成后，对气门高度测量机用标定件反复标定，发现排气面的标定数据偏差在（0.0001～0.0023）mm，误差下降至0.0022 mm，臆0.003 mm，达到了预期设定目标。检修后，主线1 I4装机2月份数据统计见表1，可见设备改进后可动率恢复到了98%以上。其中，在2月13日，修磨测杆，更换衬套；2月18日，更换测杆及弹簧。