一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的装置及方法制造方法及图纸

一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的装置，包括：平台，所述平台上设有放置机构、定位机构、检测机构；所述放置机构包括设于平台上的底座，所述底座上设有定位座，所述定位座上设有固定套，所述定位座和固定套用于限定涡轮增压器的轴系组件，并使轴系组件上的止推间隔套处于固定套的上部；所述定位机构包括设于平台上的支撑块和螺柱；所述检测机构包括形变检测机构和扭矩检测机构。本申请提供了一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的装置及方法，能够通过多种维度来确定轴端螺母的拧紧状态，避免假扭状态的发生，同时可以很好的模拟涡轮增压器的实际装配环境，操作方便，检测精度高。检测精度高。检测精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的装置及方法


[0001]本专利技术属于涡轮增压器装配检具领域，具体涉及一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的装置，同时还涉及该装置的方法。

技术介绍

[0002]涡轮增压技术在中高档汽车中应用广泛，其中，涡轮增压器利用发动机工作时排出的废气惯性冲力来推动涡轮箱内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮组成转子总成，叶轮压缩由空气滤清器管道送来的空气，使之增压后进入发动机燃烧室。涡轮增压器一般由涡轮机、中央壳体、压气机、转轴、叶轮、轴承等零部件组成，作为应用于汽车上的重要装置，涡轮增压器的可靠性、运行稳定性等需要被重点关注。
[0003]涡轮增压器中，其转轴的一端设有轴端螺母，在涡轮增压器生产、装配过程中，若轴端螺母拧紧扭矩偏小，螺母容易松脱，反之，若拧紧扭矩偏大，联接零件受力过大，导致失效。
[0004]目前轴端螺母拧紧大都采用扭矩这个单一参数进行控制，但由于加工不到位或清洁度不够等原因，容易引起螺纹之间、螺母平面与叶轮平面之间摩擦系数增大，此时虽然拧紧已达到设定扭矩状态，但实际的转轴弹性形变量非常小，就可能造成假扭现象。在假扭状态下，若叶轮高速运行，其离心力使叶轮径向拉伸，轴向缩短，当转轴弹性形变量小于叶轮轴向缩短量时，容易导致轴端螺母松脱，造成增压器严重失效，引发事故。
[0005]因此，基于以上现有技术中存在的一些问题，需要对轴端螺母拧紧状态进行更加准确的确定，本申请在此方向上进行了研究。

技术实现思路

[0006]针对以上现有技术中的不足，本专利技术提供了一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的装置及方法，能够通过多种维度来确定轴端螺母的拧紧状态，避免假扭状态的发生，同时可以很好的模拟涡轮增压器的实际装配环境，操作方便，检测精度高。
[0007]本专利技术通过下述技术方案得以解决。
[0008]一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的装置，包括：平台，所述平台上设有放置机构、定位机构、检测机构；所述放置机构包括设于平台上的底座，所述底座上设有定位座，所述定位座上设有固定套，所述定位座和固定套用于限定涡轮增压器的轴系组件，并使轴系组件上的止推间隔套处于固定套的上部；所述定位机构包括设于平台上的支撑块和螺柱，所述螺柱上设有定位螺母，所述定位螺母的下方设有压板，所述压板的两端分别压在支撑块和固定套上，通过调节该定位螺母可调节所述压板的压紧力；所述检测机构包括形变检测机构和扭矩检测机构，所述形变检测机构和扭矩检测机构可移动至放置后的轴系组件的轴端螺母位置处进行检测；所述检测机构还包括压块和压力传感器，所述压块和压力传感器上下叠放，且设于放置后的轴系组件的轴端螺母与止推间隔套之间。
[0009]本申请中的装置，用于对涡轮增压器中的轴系组件上的轴端螺母的拧紧扭矩进行
确定，以寻求最合适的轴端螺母和装配扭矩，有效避免假扭。具体的，使用时，将涡轮增压器的轴系组件放置在放置机构上进行限定，并通过定位机构中的压板进行压住定位，然后通过压力传感器和形变检测机构、扭矩检测机构，分别对转轴上的轴端螺母进行预紧力的测量，通过关系得出最小扭矩和最大扭矩的确定，最小扭矩和最大扭矩之间的扭矩范围即为最合适的装配的扭矩区间，能够有效避免假扭。
[0010]一种优选的实施方式中，所述形变检测机构包括用于测距的高度仪，所述高度仪的下端与轴系组件上的转轴的上端相抵；所述高度仪直接或间接装配在升降台上，所述升降台可升降的设于可移动的移动座上，并通过驱动机构驱动该升降台的升降移动。检测时，形变检测机构移动至检测工位上，然后升降台下降，使高度仪抵在转轴的端面上，检测转轴的高度。通过测量多个轴端螺母在不同预紧力下的转轴形变数据(转轴拉伸量)和轴端螺母拧紧扭矩，根据公式可以换算出螺纹副的当量摩擦因数和螺纹支撑面摩擦因数。再根据转轴材料和轴端螺母材料确定轴端螺母许用最大预紧力，再将测得的螺纹副当量摩擦因数和螺纹支撑面摩擦因数经公式换算得到轴端螺母最大许用扭矩N
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max和转轴最大许用变形量
△
lmax。
[0011]一种优选的实施方式中，所述扭矩检测机构包括与轴端螺母匹配的扭矩检测套；所述平台上设有至少两个移动座，每个移动座上均设有升降台、驱动机构；所述扭矩检测套设于区别于高度仪所在移动座的另一个移动座上的升降台上。检测时，扭矩检测机构移动至检测工位上，然后升降台下降，使扭矩检测套匹配在轴端螺母上，然后转动压块。通过多个不同规格的轴端螺母装配后进行多次测量，可以获得不同规格的轴端螺母的装配情况下，压块与其他零件不发生相对转动的最小预紧力的轴端螺母样件，再将测得的螺纹副当量摩擦因数和螺纹支撑面摩擦因数经公式换算得到轴端螺母最小扭矩Nmin和转轴最小变形量
△
lmin。
[0012]一种优选的实施方式中，所述平台上设有导轨结构，所述移动座置于该导轨结构上并通过平台驱动机构驱动移动，因此可以方便的移动并选择形变检测机构或扭矩检测机构就行检测。
[0013]一种优选的实施方式中，所述底座上设有定位圈，所述定位座通过定位圈侧壁上的锁紧螺栓可拆卸的设于该定位圈中，方便选择不同型号的定位座进行使用，也方便拆卸维修。
[0014]一种优选的实施方式中，所述定位座的侧壁上设有定位孔，该定位孔中设有定位螺栓，所述定位螺栓插入后可抵在放置后的轴系组件上防止该轴系组件转动，保证检测时的精度。
[0015]一种优选的实施方式中，所述固定套中设有放置浮动轴承的通孔，该通孔中设有定位销，所述定位销的内段可伸入到所述浮动轴承中并对浮动轴承进行定位。为了很好的模拟轴系组件的实际装配和使用环境，因此将浮动轴承、定位销等结构一起装配、定位后进行检测，固定套相当于实际涡轮增压器中的中央壳体的结构，浮动轴承的定位方式也与实际使用时相同，保证检测准确性。
[0016]本申请中的一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的方法，包括以下步骤：S10：准备数个轴端螺母样件；S20：将定位座装配在底座上，将轴系组件穿过固定套，并将轴系组件的末端插入到定位座上的孔中，通过定位螺栓插入到定位座中对转轴进行定位，通
过定位销插入到固定套中对浮动轴承进行定位；S30：通过定位机构对固定套进行定位；S40：将压力传感器从上部套在转轴上，再将压块55从上部套在转轴上；S50：通过扭矩检测机构确定N
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min：将准备的十个轴端螺母样件，选取部分或全部，依次装配到转轴的一端并与压块的端面相抵，然后在压块上施加一个N1的反转矩，找到在N1反转矩下压块与其他零件不发生相对转动的最小的轴端螺母样件，该轴端螺母样件所对应的扭矩即为N
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min；S60：通过形变检测机构确定N
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max：以初始预紧力为一个步进，从初始预紧力开始逐步增加S50中选定的轴端螺母样件的预紧力，同时记录扭矩，通过高度仪测量不同预紧力下的轴拉伸变形量，然后通过数据整理分析出转轴产生拉伸塑性变形对应的扭矩，即为N
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max。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的装置，其特征在于，包括：平台（1），所述平台（1）上设有放置机构、定位机构、检测机构；所述放置机构包括设于平台（1）上的底座（5），所述底座（5）上设有定位座（53），所述定位座（53）上设有固定套（54），所述定位座（53）和固定套（54）用于限定涡轮增压器的轴系组件，并使轴系组件上的止推间隔套（93）处于固定套（54）的上部；所述定位机构包括设于平台（1）上的支撑块（4）和螺柱（43），所述螺柱（43）上设有定位螺母（42），所述定位螺母（42）的下方设有压板（41），所述压板（41）的两端分别压在支撑块（4）和固定套（54）上，通过调节该定位螺母（42）可调节所述压板（41）的压紧力；所述检测机构包括形变检测机构和扭矩检测机构，所述形变检测机构和扭矩检测机构可移动至放置后的轴系组件的轴端螺母位置处进行检测；所述检测机构还包括压块（55）和压力传感器（56），所述压块（55）和压力传感器（56）上下叠放，且设于放置后的轴系组件的轴端螺母（92）与止推间隔套（93）之间。2.根据权利要求1所述的一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的装置，其特征在于，所述形变检测机构包括用于测距的高度仪（35），所述高度仪（35）的下端与轴系组件上的转轴（91）的上端相抵；所述高度仪（35）直接或间接装配在升降台（31）上，所述升降台（31）可升降的设于可移动的移动座（3）上，并通过驱动机构（33）驱动该升降台（31）的升降移动。3.根据权利要求2所述的一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的装置，其特征在于，所述扭矩检测机构包括与轴端螺母（92）匹配的扭矩检测套（36）；所述平台（1）上设有至少两个移动座（3），每个移动座（3）上均设有升降台（31）、驱动机构（33）；所述扭矩检测套（36）设于区别于高度仪（35）所在移动座（3）的另一个移动座上的升降台上。4.根据权利要求3所述的一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的装置，其特征在于，所述平台（1）上设有导轨结构（37），所述移动座（3）置于该导轨结构（37）上并通过平台驱动机构（32）驱动移动。5.根据权利要求1所述的一种用于确定涡轮增压器轴端螺母拧紧扭矩的装置，其特征在于，所述底座（5）上设有定位圈（51），所述定位座（53）通过定位圈（51）侧壁上的锁紧螺栓（52）可拆卸的设于该定位圈（51）中。6.根据权利要求1所述的一种用于确定涡轮增...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘张光，李亚静，徐建辉，王群，许成，万剑，李铁东，
申请(专利权)人：宁波威孚天力增压技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：