تحليل خرابي اتصال پيچ ميرانه ارتعاشات پيچشي به ميل لنگ و بهبود شرايط درگيري در ناحيه اتصال

Failure analysis of bolt joint of TVD to crankshaft and improvement of engagement condition in joint area

وظايف مختلفي براي قرقره سر ميل لنگ در موتورهاي احتراق داخلي تعريف شده است؛ كه وظيفه مهم آن ميرا كردن ارتعاشات پيچشي ميل لنگ است و از ديگر وظايف آن، انتقال حركت دوراني ميل لنگ توسط تسمه به مولد برق، پودمان روغن، كمپرسور كولر و تلمبه هيدروليك فرمان مي باشد. با توجه به وظايف ذكر شده و بارهاي اعمالي به قطعه حين كاركرد موتور، طراحي اتصال قرقره به ميل لنگ اهميت ويژه اي دارد؛ چراكه بروز خرابي در اين اتصال حين كاركرد موتور مي تواند منجر به از كار افتادن مولد برق، پودمان روغن و بروز خسارت سنگين براي موتور شود. يكي از خرابي هاي محتمل در اتصال قرقره، عدم وجود پيش بار كافي در محل اتصال بوده؛ كه يكي از دلايل آن قفل شدن پيچ در قلاويز ميل لنگ مي باشد. در اين تحقيق به بررسي اين ايراد به روش تحليل خرابي و بهينه كردن طرح اتصال به كمك محاسبات مهندسي و بهبود تنظيمات ابزار جهت جلوگيري از بروز ايراد پرداخته شده است. با توجه به روش نمودار استخوان ماهي ايراد و بررسي مقاطع برش خورده، دليل اصلي ايراد، كيفيت رزوه در ميل لنگ بوده است كه در ادامه، طرح درگيري پيچ و قلاويز مورد بازنگري قرار گرفته است و نهايتا طول درگيري پيچ و قلاويز ميل لنگ بهينه شده است. همچنين جهت افزايش قابليت تشخيص به موقع ايراد قفل شدگي حين مونتاژ، از توانايي هاي ابزار برقي در شناسايي ايرادات كيفي قلاويز ميل لنگ حين پيشروي پيچ استفاده شده است.

Several duties are defined for torsional vibration damper (TVD) in an internal combustion engine that its important duty is to damp the crankshaft torsional vibration and one of its other duty is to transfer the crankshaft rotational motion to alternator, oil module, air conditioner and hydraulic steering system. Regarding the mentioned duties and the applied loads to the part during engine operation, the joint design of the pulley to the crankshaft has significant importance because the failure in the joint during engine operation would result in its being loosened and alternator and oil module being broken and consequently the engine failure. One of the probable failures in TVD joint with crankshaft is insufficient preload in joint area that one of its reasons is bolt locking in crankshaft threads. In this research, this defect is analyzed with failure analysis method and the joint design has been improved by CAE calculations and changing the fastening tools setting. Regarding the fishbone diagram method and checking the sectioned areas, the main reason for failure has been the crankshaft thread quality that in the following steps, the bolt thread engagement design has been reviewed and finally the engagement length is improved. Also for on time detection of joint locking, the capabilities of electrical tool in detecting the thread quality in bolt tightening are applied.