缸盖螺栓转角法拧紧工艺的设计.pdf

《缸盖螺栓转角法拧紧工艺的设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第5期2016年10月内燃机InternalCombustionEnginesNo．5Oct．2016缸盖螺栓转角法拧紧工艺的设计赵礼飞。胡必谦。郑久林，刘芯娟(安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥230601)摘要：介绍缸盖螺栓的强度校核计算、转角法拧紧工艺计算和轴向力试验，使设计开发的缸盖螺栓满足使用要求。关键词：缸盖螺栓；转角法拧紧；轴向力中图分类号：TK406文献标识码：B文章编号：1000—6494(2016)05—0012—03DesignofaCylinder—headBoltAngle—con

2、troUedTighteningZHAOLifei，HUBiqian，ZHENGJiulin，LIUXinjuan(TheTechnicalCenter，AnhuiJianghuaiAutomobileCo．，Ltd．，Hefei230601)Abstract：Thispaperintroducesthestrengtllofcylinderheadboltcalculation，angle-controlledtighteningcalculationandaxialforcetest，whichensureth

3、edesignedcylinderheadboltcanmeettheuserequirements．Keywords：cylinderheadbolt；angle-controlledtightening；axialforce缸盖螺栓是发动机主要的高强度螺栓之一，发挥着联接并紧固缸体、缸盖的作用。如果缸盖螺栓紧固性能不足，会导致发动机漏气、漏水而停止工作。缸盖螺栓的设计首先要进行强度校核计算，在满足强度校核的前提下还要进行拧紧工艺的计算，因为即使缸盖螺栓的强度满足使用要求，如果拧紧工艺的选择不正确，缸盖螺栓不能发

4、挥应有的强度，也会导致紧固性能不足。我们介绍一种快速高效的缸盖螺栓拧紧工艺的设计，首先计算确定需要多大的螺栓轴向力，根据计算结果选择缸盖螺栓的尺寸大小和机械性能等级，然后进行转角法拧紧工艺的计算。根据计算结果进行轴向力试验，验证理论计算是否满足紧固要求。1缸盖螺栓规格的计算1．1轴向力的计算某发动机的参数见表1。根据以上发动机参数，计算所需缸盖螺栓的轴向力。计算过程如下：缸盖螺栓的安全系数为：作者简介：赵礼飞(1985一)，男，安徽淮北人，工程师，主要从事内燃机的设计工作。收稿日期：2016—06—12表1某发动机

5、参数项目参数838516410缸径／mm缸垫直径／mm爆发压力／MPa气缸数缸盖螺栓数c声玎垦L’P—red2‘。“4式中，G为安全系数，设计要求C=2；n为单缸有效螺栓个数，刀=2．5；P眦为爆发压力，P眦=16MPa；d为气缸垫缸口处有效直径，d=85mln。因此，缸盖螺栓的轴向力为：。e气筹>2x16x等等=72．6kN即缸盖螺栓的最小轴向力大于72．6kN。1．2缸盖螺栓规格的计算选择几种轴向力相近的螺栓规格，分别计算预紧力。缸盖螺栓预紧力计算公式如下：”Ao"02H一一‰”簿第5期赵礼飞，等：缸盖螺栓转角

6、法拧紧工艺的设计·13·式中，矿，。／iT，为扭转与拉伸应力比。百ITro-2_

7、d2(兀P万+1．155J“】式中，d2为螺纹中径，d．为螺纹底径，P为螺距，∥为螺纹间摩擦系数，矿。：为最小屈服强度，彳为螺栓最小横截面积。根据以上计算公式，计算以下几种规格的螺栓轴向力，结果见表2。表2螺栓覆盖系数计算表从表2计算结果可知，M12×1．2510．9级的螺栓的轴向力略大于72．6kN，为了增加安全使用系数，选择M12×1．2511．9级的螺栓轴，其轴向力为81．5kN。根据实际连接需要，螺栓的设计尺寸见图1。司1螺栓

8、设计简图2缸盖螺栓拧紧工艺的计算本文缸盖螺栓的拧紧工艺采用的是转角法，转角法控制的是螺栓头部和螺纹间的相对角度，不受各部分摩擦系数的影响，可以把轴向力散差控制得较小。使用转角法要确定初始扭矩和旋转角度。初始拧紧力矩计算公式如下：T=0．2×B×D式中，只为初始力矩下的预紧力，D为螺纹名义直径。B=Z×So．2×A式中，z为预紧系数，Z=。：；So：为螺栓屈服强度，so：=1020N／mm2；A。为螺栓公称应力横截面积。忙号(华)2式中，破为螺纹中径，d2=11．188mm；d3为螺纹小径，d3=10．467mm。计

9、算结果为：A。=92mm2Fs=18768Nr=O．2×Z×So2X彳sxD=0．2×0．2×1020×92×0．012=45N·m旋转角度计算公式如下：a,,gle：Cx掣×五×(R：一只)螺栓旋转角度最终目的是为了获得螺栓预紧力。初始力矩丁确定后，可以计算得到螺栓在初始力矩r下的预紧力E，螺栓最大预紧力R．：与初始力矩丁下的预紧力差值(R：一只)就是螺栓