氣門墊片選配機(jī)返修率高問(wèn)題的解決

王袖女

（一汽奔騰事業(yè)部本部發(fā)傳中心保全室，吉林長(zhǎng)春 130013）

0 引言

氣門墊片選配機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，如果選配的氣門墊片不正確，安裝完氣門墊片后檢測(cè)間隙超差，會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣量，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不充分或發(fā)動(dòng)機(jī)異響等問(wèn)題，因此氣門墊片復(fù)檢間隙不合格必須返修，而返修會(huì)直接影響設(shè)備的可動(dòng)率 。以發(fā)傳中心一工廠主線1氣門墊片選配機(jī)返修率高為實(shí)例，分析問(wèn)題、找出問(wèn)題的原因并加以解決。

1 背景介紹

圖1為2014年1月氣門墊片返修率統(tǒng)計(jì)情況匯總?？梢钥闯觯骶€1在1月生產(chǎn)期間，每天的氣門墊片返修臺(tái)數(shù)最高達(dá)46臺(tái)，不合格率為1.65%～13.37%。其中，有3 d氣門間隙不合格率達(dá)10%以上，嚴(yán)重影響了設(shè)備可動(dòng)率、班產(chǎn)及一次交檢合格率。

圖1 氣門間隙不合格統(tǒng)計(jì)情況

可以明確的是：理想狀態(tài)下氣門墊片返修率臆2%；而現(xiàn)實(shí)情況是，2014年1月氣門墊片返修率為1.65%～13.37%。氣門墊片返修率超出目標(biāo)值最高達(dá)11%，嚴(yán)重影響ET3發(fā)動(dòng)機(jī)的一次交檢合格率。

2 分析問(wèn)題

氣門墊片選配機(jī)返修率高問(wèn)題產(chǎn)生的因素主要有5個(gè)。

（1）人。選裝時(shí)級(jí)別錯(cuò)誤主要是由于操作者誤操作引起。為了調(diào)查是否存在此現(xiàn)象，選取了幾個(gè)復(fù)檢不合格的氣門墊片，將氣門墊片的級(jí)別與發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)記錄下來(lái)，與工控機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)一一核對(duì)。核對(duì)的結(jié)果是，氣門墊片號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)數(shù)據(jù)級(jí)別一致，故排除人為因素。

（2）料。主要從采購(gòu)的氣門墊片的厚度是否合格調(diào)查。以前曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)氣門墊片的墊片號(hào)與圖紙要求不符的現(xiàn)象。委托相關(guān)部門隨機(jī)檢測(cè)10個(gè)氣門墊片厚度，檢查是否滿足產(chǎn)品圖紙要求。結(jié)果是合格的。

（3）法。主要指氣門間隙復(fù)檢方法。目前公司采用手工復(fù)檢，復(fù)檢檢具為塞尺。塞尺長(zhǎng)期使用磨損后，會(huì)造成測(cè)量誤差，導(dǎo)致復(fù)檢不合格數(shù)量增加。但是在車間將進(jìn)排氣面塞尺更新后，返修率還是很高。

（4）環(huán)。指環(huán)境溫度影響。溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果：經(jīng)過(guò)確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度一直保持在（17～22）℃之間，故排除環(huán)境因素。

（5）機(jī)。氣門墊片選配機(jī)分為氣門高度測(cè)量機(jī)、凸輪軸基圓測(cè)量機(jī)和氣門墊片工控機(jī)。以排氣面1缸1測(cè)量為例，通過(guò)介紹設(shè)備的工作原理進(jìn)一步分析問(wèn)題。

2.1 氣門高度測(cè)量機(jī)工作原理

氣門高度測(cè)量機(jī)主要由工作臺(tái)舉升機(jī)構(gòu)、伺服滑臺(tái)、測(cè)量傳感器等組成（圖2）。排氣面有8個(gè)氣門，選配8個(gè)墊片，為了區(qū)分從左至右記作1缸1，1缸2，……4缸2。進(jìn)氣面也有8個(gè)氣門，選配8個(gè)墊片，為了區(qū)分位置記做1缸1，1缸2……4缸2。共6個(gè)測(cè)量傳感器，進(jìn)排氣面各有一組測(cè)桿，每組測(cè)桿3根（圖3）。通過(guò)伺服滑臺(tái)的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)排氣面各8個(gè)氣門的測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，計(jì)算出氣門頂部與缸蓋凸輪軸孔底邊距離 A1。

圖2 氣門高度測(cè)量機(jī)主要組成

圖3 氣門高度測(cè)量機(jī)測(cè)量的缸蓋俯視

根據(jù)圖4、圖5說(shuō)明其測(cè)量原理：淤開(kāi)機(jī)后首臺(tái)需要標(biāo)定，測(cè)桿1及中測(cè)桿在標(biāo)定件上的測(cè)量值分別記為R標(biāo)1，R標(biāo)中；于然后測(cè)量缸蓋，在排氣1缸1處測(cè)桿1及中測(cè)桿的實(shí)測(cè)值記為R實(shí)1，R實(shí)中；盂將4組測(cè)量結(jié)果傳送至工控機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)及計(jì)算。

圖4 氣門高度測(cè)量機(jī)的標(biāo)定

圖5 氣門高度測(cè)量機(jī)的測(cè)量

已知?dú)忾T高度測(cè)量機(jī)排氣面標(biāo)準(zhǔn)件尺寸R1=7.675 mm，所以氣門頂部與缸蓋凸輪軸孔底邊距離A1=R1垣（R實(shí)1-R實(shí)中）-（R標(biāo)1-R標(biāo)中）。

2.2 凸輪軸基圓測(cè)量機(jī)工作原理

凸輪軸基圓測(cè)量機(jī)主要由工作臺(tái)轉(zhuǎn)角電機(jī)、伺服滑臺(tái)，測(cè)量傳感器等組成。共6個(gè)測(cè)量傳感器，進(jìn)排氣面各3個(gè)。通過(guò)伺服滑臺(tái)的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)排氣面各8個(gè)凸輪軸基圓的測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，計(jì)算出凸輪軸基圓與凸輪軸軸頸的距離S1。因?yàn)?臺(tái)機(jī)床相向而立，故傳感器布置方向相反，為了描述方便，均以測(cè)桿1在左側(cè)討論。下面根據(jù)圖6、圖7說(shuō)明其測(cè)量原理：淤開(kāi)機(jī)后首臺(tái)需要標(biāo)定，測(cè)桿1及中測(cè)桿在標(biāo)定件上的測(cè)量值分別記為S標(biāo)1，S標(biāo)中；于依次測(cè)量各凸輪軸基圓，在排氣1缸1處測(cè)桿1及中測(cè)桿的實(shí)測(cè)值記為S實(shí)1，S實(shí)中；盂將4組測(cè)量結(jié)果傳送至工控機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)及計(jì)算。

排氣面凸輪軸基圓標(biāo)準(zhǔn)件尺寸S1=4.015 mm，可知排氣面1缸1凸輪軸基圓與凸輪軸軸頸的距離 B1=S1垣（S實(shí)1-S實(shí)中）-（S標(biāo)1-S標(biāo)中）。

圖6 凸輪軸基圓測(cè)量機(jī)標(biāo)定件

圖7 凸輪軸基圓測(cè)量機(jī)測(cè)量

2.3 氣門墊片工控機(jī)

氣門墊片工控機(jī)依靠接收到的氣門高度測(cè)量機(jī)及凸輪軸基圓測(cè)量機(jī)的測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算處需要選配的氣門墊片厚度H1（圖8）。H1越A1-B1垣油膜間隙-排氣面標(biāo)準(zhǔn)氣門間隙垣E1-1。其中，油膜間隙0.175 mm，為排氣1-1經(jīng)驗(yàn)修正值，用來(lái)彌補(bǔ)機(jī)械誤差。

3 設(shè)備故障初步排查

選配不合格數(shù)據(jù)分析：經(jīng)過(guò)排查，發(fā)現(xiàn)氣門墊片不合格的均集中在排氣側(cè)，進(jìn)氣側(cè)返修不合格的占整個(gè)不合格數(shù)據(jù)的10%。

3.1 軟件故障排查

（1）調(diào)整修正值。調(diào)整返修率高的氣門位置修正值（即E值），效果不明顯。

（2）核對(duì)配瓦表。同工藝員核對(duì)所有型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)配瓦表，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

所以排除軟件故障因素。

圖8 氣門墊片工控機(jī)計(jì)算原理

3.2 與工件接觸面機(jī)械件檢查

（1）排氣面頂尖檢查。發(fā)現(xiàn)2個(gè)凸輪軸基圓測(cè)量機(jī)頂尖外觀有輕微的磨損，于是在2月初更換凸輪軸基圓測(cè)量機(jī)頂尖。但返修率依然居高不下，效果不明顯。

（2）傳感器與工件接觸的測(cè)子檢查。因?yàn)闇y(cè)子長(zhǎng)期與工件接觸測(cè)量，有可能粘附有異物，導(dǎo)致測(cè)量誤差。用鹿皮依次清擦各測(cè)子表面，排除了測(cè)子表面粘接異物的可能。

3.3 機(jī)床測(cè)量重復(fù)性排查

測(cè)量重復(fù)性排查方法：無(wú)論是氣門高度測(cè)量機(jī)還是凸輪軸基圓測(cè)量機(jī)，均用標(biāo)定件反復(fù)標(biāo)定，根據(jù)多次的標(biāo)定結(jié)果，查看是否有大的偏差。多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，凸輪軸基圓測(cè)量機(jī)的標(biāo)定數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，但是氣門高度測(cè)量機(jī)的排氣面的標(biāo)定數(shù)據(jù)偏差從（0.0001～0.0276）mm，誤差高達(dá) 0.02 mm（相差1級(jí)墊片）。

4 解決問(wèn)題

經(jīng)過(guò)一系列的排查（圖9），最終將故障原因鎖定為傳感器。

排查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，與傳感器相連的機(jī)械機(jī)構(gòu)存在卡滯現(xiàn)象，將其拆下發(fā)現(xiàn)：淤位于排氣面中間位置的測(cè)桿表面與襯套連接處磨損嚴(yán)重；于彈簧偶爾存在不復(fù)位現(xiàn)象（圖10～圖 12）。

5 制定對(duì)策

在2014年3月底之前將氣門高度測(cè)量機(jī)排氣面測(cè)量數(shù)據(jù)偏差降到臆0.003 mm。為了保證生產(chǎn)，采取了臨時(shí)生產(chǎn)措施，對(duì)磨損的測(cè)桿表面進(jìn)行了修磨，并更換了新襯套。后續(xù)重新制作了氣門高度測(cè)量機(jī)排氣面的3根測(cè)桿并外購(gòu)了彈簧，于2月16日全部更新。

6 效果跟蹤與評(píng)價(jià)

測(cè)桿及彈簧更換完成后，對(duì)氣門高度測(cè)量機(jī)用標(biāo)定件反復(fù)標(biāo)定，發(fā)現(xiàn)排氣面的標(biāo)定數(shù)據(jù)偏差在（0.0001～0.0023）mm，誤差下降至0.0022 mm，臆0.003 mm，達(dá)到了預(yù)期設(shè)定目標(biāo)。檢修后，主線1 I4裝機(jī)2月份數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1，可見(jiàn)設(shè)備改進(jìn)后可動(dòng)率恢復(fù)到了98%以上。其中，在2月13日，修磨測(cè)桿，更換襯套；2月18日，更換測(cè)桿及彈簧。

圖9 故障排除過(guò)程

圖10 整體測(cè)量機(jī)構(gòu)

圖11 拆除傳感器后的測(cè)量機(jī)構(gòu)

圖12 磨損的測(cè)桿及襯套

表1 2月份主線1 I4裝機(jī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)