變流器產(chǎn)品中的力矩管控

毛光亮 許富碧 龍敏浩 潘柏清 李啟明 楊曉芳 王勇

摘 要： 新材料和新工藝伴隨科技發(fā)展大量涌現(xiàn)，在廣泛應(yīng)用中對產(chǎn)品質(zhì)量要求更加苛刻，在制造企業(yè)中，確定科學(xué)、有效和經(jīng)濟(jì)可行并驗證其參數(shù)是一線質(zhì)量工作者的重要工作。合理有序控制儀器參數(shù)是我們所追求的目標(biāo)，在顧客導(dǎo)向與高度競爭的市場中，質(zhì)量已經(jīng)成為市場競爭的主要武器，質(zhì)量好壞是判斷企業(yè)競爭力的直接依據(jù)。時代電氣制造基地已全面推廣使用扭矩扳手，如何規(guī)范扭矩扳手的使用，保持儀器精度，提高產(chǎn)品實物質(zhì)量，促使公司的產(chǎn)品高質(zhì)量發(fā)展，贏得市場地位。

關(guān)鍵詞： 扭矩扳手;規(guī)范限;檢定與校準(zhǔn);測量設(shè)備;控制限

【中圖分類號】TJ510.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.134

1 力矩的重要性

1.1 螺栓聯(lián)接后力的分布情況

首先了解一下螺栓緊固過程中相關(guān)件的受力分布情況（見圖1），從圖1中可以看出螺栓緊固后，聯(lián)接件與被聯(lián)接件之間將形成一定的“夾緊力”，這個力是螺栓聯(lián)接想要達(dá)到的目的，但事實上達(dá)到這個“夾緊力”的同時，聯(lián)接件與被聯(lián)接件還要承受一對橫向的“剪切力”，而聯(lián)接后螺栓受到來自聯(lián)接件與被聯(lián)接件施加的“張力”，根據(jù)牛頓第三定律得知，螺栓本身也會產(chǎn)生一個“抗張力”以保持受力平衡。

1.2 聯(lián)接件與被聯(lián)接件受力特性

由上述分析可如，螺栓聯(lián)接后想要的是使聯(lián)接件與被聯(lián)接件之間達(dá)到設(shè)計的夾緊力要求，夾緊力大小就決定了聯(lián)接的松緊。從圖1中可以看出，聯(lián)接件與被聯(lián)接件之間的夾緊力大小與螺栓旋轉(zhuǎn)圈數(shù)有關(guān)，事實上他們之間存在著特定的線性關(guān)系。夾緊力與螺栓旋轉(zhuǎn)角度呈現(xiàn)的是一種分段型的線性關(guān)系，以聯(lián)接件與被聯(lián)接件開始接觸時螺栓角度為初始角度0°旋轉(zhuǎn)1周角度遞增360°計算，夾緊力大小將呈現(xiàn)以下四種狀況：（1）、當(dāng)螺栓旋轉(zhuǎn)處于0°～1°時，夾緊力與螺栓角度呈現(xiàn)單調(diào)遞增關(guān)系，螺栓在角度1時夾緊力達(dá)到最大值：（2）、當(dāng)螺栓旋轉(zhuǎn)處于角度1°～2°時，夾緊力基本不隨角度增大而改變：（3）、當(dāng)螺栓旋轉(zhuǎn)處于角度2°～3°時，夾緊力防角度增大而呈現(xiàn)遞減關(guān)系;（4）、當(dāng)螺栓旋轉(zhuǎn)≥3°時，此時螺栓承受的抗張力超過螺栓屈服極限即螺栓斷裂。

2 力矩偏差的原因

每種工具都有自己的工作范圍，超過它的范圍或極限，就會導(dǎo)致工具或產(chǎn)品的損壞，扭矩扳手是件精密測量工具，需要精心的愛護(hù)。在制造過程中，引起力矩偏大或偏小的原因大致可以分為以下幾類：

（1）新員工未培訓(xùn)到位使力矩緊固人員對緊固標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識模糊，不清楚力矩緊固的重要性從而使員工不能正確發(fā)現(xiàn)并反饋力矩異常。特別是當(dāng)絲扣不良的情況下，使用扭矩扳手去緊固絲扣不良的產(chǎn)品，對扭矩扳手會產(chǎn)生很大的損傷：2.扭矩扳手選型過程缺乏綜合考慮，造成工具選擇不當(dāng)。很多情況下，就是用扭矩板手代替了普通的韓能板手，把扭矩扳手從頭到尾就是這一把緊固完，沒有區(qū)分預(yù)緊、預(yù)帶、平衡緊園，最終力矩值緊團(tuán)，應(yīng)需配備些普通的棘能扳手。

（2）扭矩板手選型過程缺乏綜合考慮，造成工具選擇不當(dāng)。很多情況下，就是用擔(dān)矩板手代替了普通的棘能扳手，把扭矩扳手從頭到尾就是這一把緊固完，沒有區(qū)分預(yù)緊、預(yù)帶、平衡緊固，最終力矩值緊固，應(yīng)需配備一些普通的棘能扳手。

（3）力矩緊固工具裝配過程管理不完善造成工具混用，導(dǎo)致力矩緊固后不符合設(shè)計要求，主要有各種專用工具沒有專業(yè)產(chǎn)品的位置，被借到其它的地方用，還過來的時候是另一個力矩值的扭矩扳手。

（4）力矩管理機(jī)制不夠健全，造成部分工具未進(jìn)行正確的力矩定期檢準(zhǔn)。首先我們在思想上應(yīng)該有一種保護(hù)工具的意識。那就是切記扭矩扳手是一件精密測量工具，它離不開使用者的悉心呵護(hù)。

3 如何做好力矩值管理

3.1 做好新員工崗前技能鑒定

對于新員工來講，大家對于力矩的概念、操作及其重要性均非常模糊或者說是了解甚少，因此新員工上崗前培訓(xùn)工作至關(guān)重要。管理者不僅要對新員工進(jìn)行力矩基本常識及其重要性的理論培訓(xùn)，還要通過現(xiàn)場演示使操作人員掌握正確的工具使用技巧。然后采用理論實踐相結(jié)合的測評方式對新員工進(jìn)行測評以確認(rèn)其是否己其備上崗資格。

3.2 做好力矩裝配點的工具選擇

由于不同的工具在結(jié)構(gòu)、設(shè)計原理及適用場合存在較大差異，因此不同力矩裝配點要根據(jù)具體工具的特性來選擇。般手動定扭力矩扳手精度較高，能夠達(dá)到±3%，但其緊固效率較低，因此這種工具比較適合于重要力矩點的復(fù)緊?？烧{(diào)扭矩扳手適應(yīng)范圍廣，但其緊固的效率較低。電動力矩緊固工作站精度也較高，能夠達(dá)到土5%，因此一般模塊組裝區(qū)（IGBT的C、E、G點緊固除外）選用比較適合，這樣既保障高精度的力矩值又能保障高品質(zhì)的質(zhì)量要求。其它電動、氣動脈沖扳手精度很低，僅能達(dá)到士10%～ 15%，但其優(yōu)點是反作用力比較小，所以金屬與金屬件操作工位使用起來比較安全，但要注意的是氣動脈沖扳手因精度太低，一般不能做為最終緊固力矩用，只能用于力矩預(yù)擰的場合，且預(yù)擰時一般只緊固到設(shè)定力矩的80%，然后最終力矩的保障交由手動定扭力矩扳手完成。

3.3 做好工具識別及放置規(guī)范工作

由于零部件裝配時涉及數(shù)百個力矩緊固，而使用的工具外觀相同但設(shè)定力矩卻遇異，且隨著流水線從單品種大批量向多品種小批量柔性化方向發(fā)展，各種的交叉混線生產(chǎn)令同班組或相鄰工位經(jīng)常拿錯工具，而作為力矩管理人員卻因工具外觀相似也很難及時發(fā)現(xiàn)并糾正。因此應(yīng)做好工具的標(biāo)示讓人更容易辨認(rèn)。力矩標(biāo)示時要標(biāo)明工具使用的位置、工具力矩設(shè)定范圍等重要信息。

結(jié)論：力矩控制是一項系統(tǒng)而又復(fù)雜的工作，本文從新員工的培訓(xùn)到產(chǎn)品組裝出廠后的返工等諸方面闡述了一些簡單而實用的力矩管理方法，這些方法的實施有效地保障了產(chǎn)品組裝力矩與設(shè)計要求之間的一致性，同時也有效防止了螺栓等聯(lián)接件錯漏裝等質(zhì)量事故的發(fā)生，當(dāng)然力矩管理是一個體系，這個體系建立后不僅需要持續(xù)的維持還要有所改進(jìn)，只有在持續(xù)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新工作方法才能使這個體系更加完善。而力矩的有效保障才能確保產(chǎn)品交給順客使用時的安全性，為企業(yè)品牌美譽(yù)度提升提供堅強(qiáng)后盾。

參考文獻(xiàn)

[1] 尚林岳，陳建峰，左喻君，高錦慧.基于Stateflow電力機(jī)車變流器控制設(shè)計與實現(xiàn)[J].自動化與儀器儀表，2020（03）：107-111+116.