1. Krótkie podsumowanie
Gwint wewnętrzny stosowany w falach podłużnych i wybrany do zastosowania jest ustalany przezzwykłe śrubyi samoblokujących śrub, kalibrowanych różnymi strategiami dokręcania, a także analizuje się różnice między śrubami kotwiącymi a samoblokującymi się krzywymi charakterystyki kotwienia kalibracyjnego. Wynik: Metoda kalibracji śrub i śrub pozwoli uzyskać różne cechy kalibracji. Skala czasu blokowania łańcucha sprawia, że samokalibracja i skala czasu samokalibracji prowadzą do różnych celów. Ze względu na normalną krzywą ruchu, uzyskane różne cechy charakterystyczne będą przesuwać się w prawo.
2. Filozofia testu
Obecnie metoda ultradźwiękowa jest szeroko stosowana wtest siły osiowej śrubypunktu mocowania podzespołu samochodowego, tj. krzywa charakterystyczna zależności (krzywa kalibracji śruby) między siłą osiową śruby a różnicą czasu dźwięku ultradźwiękowego jest uzyskiwana z wyprzedzeniem, a następnie przeprowadzane jest badanie rzeczywistego podzespołu. Siłę osiową śruby w połączeniu dokręcanym można uzyskać, mierząc ultradźwiękowo różnicę czasu dźwięku śruby i odnosząc się do krzywej kalibracji. Dlatego uzyskanie prawidłowej krzywej kalibracji jest szczególnie ważne dla dokładności wyników pomiaru siły osiowej śruby w rzeczywistym podsystemie. Obecnie metody ultradźwiękowe obejmują głównie metodę pojedynczej fali (tj. metodę fali podłużnej) i metodę poprzecznej fali podłużnej.
W procesie kalibracji śrub istnieje wiele czynników wpływających na wyniki kalibracji, takich jak długość zacisku, temperatura, prędkość maszyny dokręcającej, narzędzia montażowe itp. Obecnie najpowszechniej stosowaną metodą kalibracji śrub jest metoda dokręcania obrotowego. Śruby są kalibrowane na stanowisku testowym śrub, co wymaga wykonania uchwytów podtrzymujących dla czujnika siły osiowej, którymi są płyta dociskowa i uchwyt z otworem gwintowanym wewnętrznie. Funkcją uchwytu z otworem gwintowanym wewnętrznie jest zastąpienie zwykłych nakrętek. Konstrukcja zabezpieczająca przed luzowaniem jest zwykle stosowana w punktach połączeń mocujących o wysokim współczynniku bezpieczeństwa podwozia samochodowego, aby zapewnić niezawodność jego mocowania. Jednym z obecnie stosowanych środków zapobiegających luzowaniu jest nakrętka samozabezpieczająca, czyli nakrętka blokująca o efektywnym momencie obrotowym.
Autor stosuje metodę fali podłużnej i wykorzystuje samodzielnie wykonany element mocujący z gwintem wewnętrznym do doboru nakrętki zwykłej i nakrętki samozabezpieczającej do kalibracji śruby. Poprzez różne strategie dokręcania i metody kalibracji, badane są różnice między nakrętką zwykłą a nakrętką samozabezpieczającą do kalibracji krzywej śruby. Badanie siły osiowej elementów złącznych podzespołów samochodowych przedstawia pewne zalecenia.
Badanie siły osiowej śrub za pomocą technologii ultradźwiękowej jest pośrednią metodą badawczą. Zgodnie z zasadą sonoelastyczności, prędkość rozchodzenia się dźwięku w ciałach stałych jest związana z naprężeniem, dlatego fale ultradźwiękowe mogą być używane do uzyskania siły osiowej śrub [5-8]. Śruba będzie się rozciągać podczas procesu dokręcania, a jednocześnie generować osiowe naprężenie rozciągające. Impuls ultradźwiękowy będzie przesyłany z łba śruby do ogona. Ze względu na nagłą zmianę gęstości ośrodka, powróci on wzdłuż pierwotnej ścieżki, a powierzchnia śruby odbierze sygnał przez ceramikę piezoelektryczną. różnica czasu Δt. Schematyczny diagram badania ultradźwiękowego pokazano na rysunku 1. Różnica czasu jest proporcjonalna do wydłużenia.
Badanie siły osiowej śrub za pomocą technologii ultradźwiękowej jest pośrednią metodą badawczą. Zgodnie z zasadą sonoelastyczności, prędkość rozchodzenia się dźwięku w ciałach stałych jest związana z naprężeniem, dlatego fale ultradźwiękowe mogą być wykorzystywane do uzyskania…siła osiowa śrubŚruba rozciąga się podczas procesu dokręcania, generując jednocześnie osiowe naprężenie rozciągające. Impuls ultradźwiękowy jest przesyłany z łba śruby do jej końca. Z powodu nagłej zmiany gęstości medium, impuls powraca pierwotną trajektorią, a powierzchnia śruby odbiera sygnał za pośrednictwem ceramiki piezoelektrycznej. Różnica czasu Δt. Schemat badania ultradźwiękowego przedstawiono na rysunku 1. Różnica czasu jest proporcjonalna do wydłużenia.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm, a następnie specyfikacja śrub, użyj zwykłych śrub do zamocowania 5 takich śrub, najpierw użyj testu samozakotwiczenia z różnymi formami pasty lutowniczej kalibracyjnej, jest to sztuczna spiralna płytka do dopasowania kołnierza śrubowego i dociśnięcia Podczas skanowania fali początkowej (tj. rejestrowania oryginalnego L0), a następnie przykręć ją do 100 N m+30° jednym narzędziem (nazywanym metodą typu I), a drugi służy do skanowania fali początkowej i przykręcania jej do rozmiaru docelowego za pomocą pistoletu dociskowego (nazywanego metodą typu I). W przypadku metody drugiego typu) będzie pewien typ w tym procesie (jak pokazano na rysunku 4) 5 to zwykła śruba i metoda samoblokująca Krzywa po kalibracji zgodnie z metodą typu I Rysunek 6 to typ samoblokujący. Rysunek 6 to klasa samoblokująca. Krzywe klasy I i klasy II. Metoda użycia może być następująca: użycie niestandardowej krzywej wspólnej klasy zakotwiczenia, dokładnie takiej samej (wszystkie przechodzą przez początek z tą samą szybkością segmentacji i liczbą punktów); zablokowanie typu indeksu typu punktu zakotwiczenia (typ I i znak zakotwiczenia, nachylenie różnicy przedziałów i liczba punktów); uzyskanie podobieństw)
Eksperyment 3 polega na ustawieniu współrzędnej Y3 w oknie Graph Setup w oprogramowaniu instrumentu do akwizycji danych jako współrzędnej temperatury (za pomocą zewnętrznego czujnika temperatury), ustawieniu odległości biegu jałowego śruby na 60 mm w celu kalibracji oraz zarejestrowaniu momentu obrotowego/siły osiowej/temperatury i krzywej kąta. Jak pokazano na rysunku 8, można zauważyć, że przy ciągłym wkręcaniu śruby temperatura rośnie w sposób ciągły, a wzrost temperatury można uznać za liniowy. Cztery próbki śrub wybrano do kalibracji za pomocą nakrętek samozabezpieczających. Rysunek 9 przedstawia krzywe kalibracji czterech śrub. Można zauważyć, że wszystkie cztery krzywe są przesunięte w prawo, ale stopień przesunięcia jest różny. Tabela 2 rejestruje odległość, o jaką krzywa kalibracji przesunęła się w prawo, oraz wzrost temperatury podczas procesu dokręcania. Można zauważyć, że stopień przesunięcia krzywej kalibracji w prawo jest zasadniczo proporcjonalny do wzrostu temperatury.
3. Wnioski i dyskusja
Podczas dokręcania śruba poddawana jest łącznemu działaniu naprężenia osiowego i skręcającego, a wypadkowa siła obu tych sił ostatecznie powoduje ugięcie śruby. Podczas kalibracji śruby, tylko siła osiowa śruby jest odzwierciedlona na krzywej kalibracji, aby zapewnić siłę zacisku podzespołu mocującego. Z wyników testu na rysunku 5 wynika, że chociaż jest to nakrętka samohamowna, jeśli początkowa długość zostanie zarejestrowana po ręcznym obróceniu śruby do punktu, w którym ma ona niemal pasować do powierzchni nośnej płyty dociskowej, wyniki krzywej kalibracji są całkowicie zgodne z wynikami dla zwykłej nakrętki. Pokazuje to, że w tym stanie wpływ momentu samohamownego nakrętki samohamownej jest pomijalny.
Jeśli śruba zostanie bezpośrednio dokręcona do nakrętki samohamownej za pomocą pistoletu elektrycznego, krzywa przesunie się w prawo, jak pokazano na rysunku 6. Pokazuje to, że moment samohamowny wpływa na różnicę czasu akustycznego na krzywej kalibracyjnej. Obserwuj początkowy odcinek krzywej przesunięty w prawo, co wskazuje, że siła osiowa nadal nie jest generowana pod warunkiem, że śruba ma określone wydłużenie lub siła osiowa jest bardzo mała, co jest równoważne z tym, że śruba nie została dociśnięta do czujnika siły osiowej. Rozciąganie, oczywiście wydłużenie śruby w tym momencie jest wydłużeniem fałszywym, a nie rzeczywistym. Przyczyną fałszywego wydłużenia jest to, że ciepło generowane przez moment samohamowny podczas procesu dokręcania powietrzem wpływa na propagację fal ultradźwiękowych, co odbija się na krzywej. Pokazuje to, że śruba została wydłużona, co wskazuje, że temperatura ma wpływ na falę ultradźwiękową. Na rysunku 6 do kalibracji użyto również nakrętki samohamownej, ale powodem, dla którego krzywa kalibracji nie przesuwa się w prawo, jest fakt, że pomimo tarcia podczas wkręcania nakrętki samohamownej, generowane jest ciepło, które zostało uwzględnione w pomiarze początkowej długości śruby. Zostało ono usunięte, a czas kalibracji śruby jest bardzo krótki (zwykle poniżej 5 s), więc wpływ temperatury nie jest widoczny na krzywej charakterystyki kalibracji.
Z powyższej analizy wynika, że tarcie gwintu podczas wkręcania powietrza powoduje wzrost temperatury śruby, co zmniejsza prędkość fali ultradźwiękowej, co objawia się równoległym przesunięciem krzywej kalibracji w prawo. Moment obrotowy, oba są proporcjonalne do ciepła wytwarzanego przez tarcie gwintu, jak pokazano na rysunku 10. W tabeli 2 zliczana jest wielkość przesunięcia krzywej kalibracji w prawo i wzrost temperatury śruby podczas całego procesu dokręcania. Widać, że wielkość przesunięcia krzywej kalibracji w prawo jest zgodna ze stopniem wzrostu temperatury i ma liniową zależność proporcjonalną. Współczynnik wynosi około 10,1. Zakładając, że temperatura wzrasta o 10°C, różnica czasu akustycznego wzrasta o 101 ns, co odpowiada sile osiowej 24,4 kN na krzywej kalibracji śruby M12. Z punktu widzenia fizycznego wyjaśniono, że wzrost temperatury powoduje zmianę właściwości rezonansowych materiału śruby, w wyniku czego prędkość fali ultradźwiękowej przechodzącej przez ośrodek śruby ulega zmianie, co ma wpływ na czas rozchodzenia się ultradźwięków.
4. Sugestia
W przypadku stosowania zwykłych orzechów inakrętka samozabezpieczającaAby skalibrować krzywą charakterystyczną śruby, różnymi metodami uzyskuje się różne krzywe charakterystyki kalibracji. Moment dokręcania nakrętki samozabezpieczającej zwiększa temperaturę śruby, co zwiększa różnicę czasu ultradźwięków, a uzyskana krzywa charakterystyki kalibracji będzie się przesuwać równolegle w prawo.
Podczas badań laboratoryjnych należy w jak największym stopniu wyeliminować wpływ temperatury na falę ultradźwiękową lub zastosować tę samą metodę kalibracji w dwóch etapach kalibracji śruby i badania siły osiowej.
Czas publikacji: 19 października 2022 r.
