总装车间底盘拧紧轴套筒与托盘拧紧头分离困难原因分析及解决方法研究

钟国富 王金成 何杰 欧阳东

摘要：底盘合装线拧紧设备较多，拧紧机构比较复杂，拧紧技术问题较多，其中拧紧轴气缸无法带动拧紧轴与托盘分离，影响整车生产效率，在实际生产过程是比较常见的偶发问题。拧紧轴套筒对托盘拧紧头拧紧后，容易出现拧紧套筒与托盘拧紧头紧紧咬合连接在一起，导致拧紧轴气缸无法带动拧紧轴与托盘分离，本文结合实际问题案例进行研究分析，实践证明，有效的拧紧程序控制策略，可以解决拧紧套筒与拧紧头分离困难问题。借此为同行提供宝贵的解决方案建议。

关键词：底盘拧紧;拧紧程序设置;拧紧轴套筒分离困难

引言：

一汽-大众汽车有限公司总装车间底盘合装线拧紧设备是ATLAS拧紧轴，拧紧程序执行完拧紧任务后，因拧紧轴套筒与托盘拧紧头发生形变，拧紧轴上的套筒与托盘上的拧紧头紧紧地咬合连接在一起，导致拧紧轴气缸无法带动拧紧轴与托盘分离，只能通过停线后，人为使用工具干预才能分离，严重影响整车生产效率。通过人为干预方式，不能彻底解决拧紧轴与托盘分离困难问题。本文结合实际问题案例进行研究分析，通过优化有效的拧紧程序控制策略，可以解决拧紧套筒与拧紧头结合后无法分离问题。借此为同行提供宝贵的解决方案建议。

1车身底盘主要拧紧设备介绍

车身底盘螺栓通过拧紧轴（AtlasEC）带动拧紧托盘传动轴拧紧到车身上，主要拧紧设备有底盘托盘、传动轴上的拧紧头、拧紧轴、拧紧轴上的套筒、拧紧控制器、传动轴气缸。

2底盘结合拧紧过程现状

2.1拧紧轴套筒与托盘拧紧头结合后卡顿无法分离

当车辆到达工位后，拧紧轴驱动托盘上的拧紧头顺时针施加扭力，从而通过传动轴把扭矩施加在螺栓上紧固。拧紧程序执行完拧紧任务后，因托盘拧紧头发生形变，拧紧轴上的套筒与托盘上的拧紧头紧紧的咬合在一起，导致拧紧轴气缸无法带动拧紧轴与托盘拧紧头分离，影响整车生产效率。

在底盘拧紧设备问题中，间歇性出现套筒与拧紧头结合后分离困难问题，以发动机排量为1.4T的燃油车为例，整车底盘与车身连接涉及到的被连接件有10个，分别是发动机与变速箱、前副车架、副车架连接板、前桥型板、后桥型板、油箱、后轴座、后副车架、后副车架多连杆、尾部消音器。通常出现无法分离的拧紧点是中通道桥型板、油箱钉、副车架，这些拧紧点紧固是经过托盘传动轴上的拧紧头传递扭力拧紧的。而后轴座、油底壳拧紧是拧紧轴直接对螺栓进行紧固，不会出现分离困难问题。

2.2目前的解决手段

当出现拧紧轴套筒与托盘拧紧头咬合后无法分离问题时，解决方法是用铁锤敲击拧紧轴上的套筒，这样会加快设备损坏，造成设备维修成本浪费。

3拧紧轴套筒与托盘拧紧头咬合后无法分离原因分析及解决方案

3.1拧紧轴套筒与托盘拧紧头咬合后无法分离，主要影响因素分析

从人、机、料、法、环全面深入分析，主要影响因素有2个（表1），1、拧紧过程中傳动轴上的套筒与托盘上的拧紧头发生弹性形变。2、拧紧轴分离气缸力不足。

3.2针对主要影响因素的改善方案及可行性分析

针对主要影响因素，我们提出了2条改进方案，并开展了可行性评估，最终选定了方案2，改善成本无，效果有效。

方案1：增大气缸分离力，具体方法有2个①更换大量程的气缸（增大面积，公式：P=F/S），②增大工厂气压大小（增大气压，公式：P=F/S）。优点：消除套筒与拧紧头分离困难。缺点：成本高;拧紧时往上的力增大，上升速度太快，对中性差;拧紧头和套筒产生初始力

大，导致拧紧程序监控报警;同时也加快套筒和拧紧头的磨损。

方案2：优化拧紧程序。优点：无成本，在分离前可消除套筒与拧紧头之间的咬合力。缺点：无

4拧紧程序优化方案验证

4.1拧紧程序优化方案

一汽大众总装车间底盘拧紧设备均采用ATLAS品牌拧紧设备，对应的拧紧控制程序软件是POWERMACS，可实现多步拧紧程序编写。通过在现有的拧紧程序上增加一个反转拧紧程序（前提是增加反转拧紧程序后不能转动螺栓）。拧紧程序设置为反转3°以内和反转力矩不高于拧紧力矩的20%（一般来说拧紧目标衰减不大于目标力矩的50%。举例说明：一个螺钉的目标力矩是20Nm，最后一步的反转力矩为20Nm*20%=4Nm，最小力矩衰减为20Nm*50%=10Nm，所以最大的4Nm反转力矩远小于最小衰减力矩10Nm。理论上拧紧质量是安全的）。

4.2最终方案确定

通过对程序配置反转3°的拧紧点进行了1万次以上残余扭力检测，检测结果无异常。最终选定在拧紧程序中增加反松程序，反松角度设置为3°，反松力矩设置为目标力矩的20%（反松先产生目标力矩的20%时，角度未到达3°，拧紧轴结束工作;或者角度先到反转3°时，反松力矩小于目标力矩的20%，拧紧轴结束工作）。

5效果及建议

5.1效果

拧紧轴套筒与托盘拧紧头拧紧程序优化后，跟踪套筒与拧紧头咬合无法分离情况，缺陷率为0，效果显著。

5.2建议

底盘拧紧技术复杂程度大，各种技术性问题比较多，是影响提升生产效率的瓶颈点，建议各工厂根据自己实际拧紧设备情况，找到合适的优化方案，解决拧紧轴套筒与托盘拧紧头卡顿无法分离问题，可极大地提升生产效率。