利用多轴拧紧机能明显加快工业叶片泵的装配速度：通过视觉操作支持，符合人体工程学的拧紧机可以设置各种装配操作过程，每一台工业泵的装配可以节约数小时的装配时间。

无论是50kW的叶片泵还是25000kW的叶片泵，都需要利用高强度螺栓把泵体和泵壳紧紧的连接在一起。MD系列工业泵或者GSG系列工业泵4～16级的压力等级对高强度螺栓的拧紧力矩提出了很高的要求：最大拧紧力矩高达40MPa。因此，这些连接螺栓对叶片泵的性能有着决定性的重要意义。

人工拧紧问题重重

直到3年前，Sulzer工业泵生产厂的装配工们都还是靠双手来拧紧高强度钢材制造的六角螺栓。要拧紧公称尺寸为M80的高强度材料螺母，螺栓的拧紧力矩高达7000～9000N.m；并且要达到规定的安全系数。但在对人工拧紧螺栓的检查中发现：各个螺母和螺栓拧紧力矩的差异高达35%。为了达到规定的安全系数和严格遵守企业内部制定的偏差为±15%的拧紧力矩技术规范，在使用机械拧紧机之前螺纹规格型号的设计都留有很大余量，加大了25%左右。

Sulzer公司敏锐的发现了其中的改进潜力，因此在MD系列和GSG系列工业泵生产制造过程中引进了机械拧紧机。该产品在Sulzer公司类似的产品生产中已被证明是非常可靠的装配工具。

图1 在装配长达3m的Sulzer工业泵时，可以使用Desoutter公司改进的操作灵活的四轴拧紧机

均分负载的四轴拧紧机

被Sulzer公司称之为Superbolt的四轴拧紧机把拧紧时的负载均匀的分为8～12个拧紧过程；这样在每一个拧紧过程中的拧紧力矩就只有310N.m，能够非常简单地达到技术规范的要求。但整个装配过程所需的螺纹拧紧时间却相应增加了，因为在螺栓预紧之后每一个螺栓要交叉拧紧8～12次。这样，就要求有更多的装配工人加入到工业泵的装配中。也就是说，分级交叉拧紧带来的好处是以更多的装配工作量为代价的。因此，Sulzer泵业公司尝试着对Superbolt进行改进，把每台泵近4000次的拧紧工序减至最少，同时降低装配工人的体力劳动强度。

装配解决方案减小螺纹连接工作量

然而没有一家拧紧机生产厂能够立即提供现成的解决方案，因为这还是一个全新的技术应用。基于用户提出的技术要求，总部位于Maintal市的Desoutter公司最终为Bruchsal市的工业泵专业生产厂提供了相应的解决方案。他们的思路是：可以在生产车间里自由移动、符合人体工程学、配备视觉操作支持、可存储和纪录复杂装配工艺过程和数据的四轴拧紧机（图1）。此四轴拧紧机的独特之处在于：基于标准零部件的模块化系统。它可以在很短时间内利用现有的零部件组装起来，并且为日后的性能改进留有很大空间和余地。

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图2 很高的重复精度保证了严格的企业装配技术标准

这种移动式拧紧机工作站的核心部件是4个EME44-350-OF拧紧机轴。它们由侧置的有着很小轴间距尺寸的多级行星驱动机构提供80～350N.m的拧紧力矩。尽管使用的是侧置驱动机构，但在动力输出侧使用的检测值传感器仍是内置式传感器。这样，此螺栓拧紧机在机床能力指数Cm>2时的重复精度就可高达±5%，保证了工业泵生产厂家提出的扭矩公差要求（图2）。在快速卡紧连接导向装置的帮助下，EME拧紧机能够全面完成Superbolt拧紧机在M52～M80螺纹之间的螺栓拧紧任务（图3）。

结构紧凑的四轴拧紧机最小的轴间距只有82mm。据Desoutter公司介绍，如此高的拧紧力矩和如此小的轴间距是该拧紧机的绝对优势。在精确控制4根拧紧机轴时只需两个Twin-CVI控制器就足够了。每一个Twin-CVI控制器可以控制两个拧紧轴，能够为每一个拧紧轴存储250个拧紧操作程序。而在完成这些任务时其只需一根导线即可，从而大大减少了接口数量。对于Sulzer公司来讲此拧紧机的另一个重要优点是：节约占地面积。安装在装配车底部的Twin控制器取代了传统多轴拧紧机固定的粗大而笨拙的电气柜。

图3 在快速卡紧连接导向装置的帮助下，四轴拧紧机能够全面完成Sulzer工业泵螺纹规格从M52～M80螺纹之间的螺栓拧紧任务

整个设备都可安装在普遍应用的手推车上，可以在很短时间内推到其他装配或使用地点。只需一个简单的平衡器就可以把四轴拧紧机吊挂在车间的起重设备上使用。可以从4个方向操作的特点使Sulzer公司的装配工人非常满意，对这一装配工具给予了很高的评价。

在装配MD工业泵时，8个重载螺栓为一组。每一个螺栓都有一个原Superbolt拧紧机使用的屈服极限为700～1100MPa的SW 14拧紧扳手负责。而四轴拧紧机的端面则安装有4根拧紧轴，能够实现同步驱动8个拧紧扳手进行拧紧工作，并同时实现扭矩控制和扭转角监控（图4）。拧紧一组螺栓后四轴拧紧机移到下一螺栓组处，开始拧紧下一组螺栓。

图4 电子控制的四轴拧紧机利用8个环形配置的Superbolt拧紧机头拧紧工业泵端面的螺栓

Desoutter拧紧机从有着8个螺栓的螺栓系处换到另一个螺栓系处，直到完成8组即64个螺栓的连接拧紧，并达到规定的拧紧力矩。四轴拧紧机能够同时拧紧4个螺栓，相比于Sulzer工业泵一个个螺栓单独拧紧可以节约几百道拧紧工序：过去为了避免在部件中产生拧紧应力和预紧应力要对每一个螺栓交替进行15次交叉拧紧，而现在借助于精确的螺栓拧紧技术每组螺栓只需交替进行5次交叉拧紧就可以了。该拧紧机明显提高了生产力，在减少了拧紧机转换移动次数的同时能拧紧4个螺栓，可以把装配时间缩短80%以上。

可视化监测系统可监控整个装配过程

除了减少装配时间和更好的人体工程学效果之外，此多轴拧紧机还大大提高了螺栓拧紧工作过程的可靠性。拧紧机上的显示屏可以清清楚楚的告诉装配工人拧紧螺栓时的操作步骤，并指导装配工一步步的完成装配任务。

图5 Posco-Vision显示器能清清楚楚的告诉装配工人已经完成的装配工步。图示画面为高强度螺栓的拧紧顺序

它所使用的Desoutter可视化系统Posco-Vision（图5）可以存储1000道单一的操作步骤；可以自由编写拧紧机工作程序，减轻了从规定的拧紧点到整个特殊拧紧操作程序的编制工作任务。借助于3个易于理解的拧紧操作指导菜单，操作者可以对拧紧机进行更多的参数设置。就是在拧紧过程中装配工稍事休息之后，他也能清楚的知道下一步工序是什么，或者是否要结束装配。倍受欢迎的可视化指导避免了装配过程中可能出现的偏差和错误。

把装配数据保存在数据库或者网络中

这一拧紧机具有经WLAN把装配数据传送给企业网络和存储到数据库中的能力。Sulzer公司可以根据需要事后调用和读取这些装配数据和纪录，发送给用户或者技术服务人员，以便简化工业泵的维护和保养。

四轴拧紧机的投资回收速度非常快。从叶片泵性能测试结束到最后出厂，通常要进行5次拆卸和重新组装。产品质量典型的密封性检测、功能检测和功率检测都要求多次拆卸和重新装配叶片泵。而过去一次装配就需要5个半小时，现在只需40min。