1. Stručný prehľad
Vnútorný závit používaný pozdĺžnymi vlnami a zvolený na použitie je upevnený pomocouobyčajné skrutkya samosvorné skrutky kalibrované rôznymi stratégiami uťahovania a analyzuje sa rozdiel medzi kotviacimi skrutkami a samosvornými kalibračnými kotviacimi charakteristikami. Výsledok: Skrutka a metóda kalibrácie skrutiek získajú rôzne kalibračné vlastnosti, časová stupnica uzamknutia reťaze spôsobí, že samokalibrácia a časová stupnica samokalibrácie vedie k rôznym cieľom. V dôsledku normálnej krivky pohybu sa získané rôzne charakteristické vlastnosti posunú doprava.
2. Filozofia testovania
V súčasnosti sa ultrazvuková metóda široko používa vskúška axiálnej sily skrutkyupevňovacieho bodu automobilového subsystému, teda vopred sa získa charakteristická krivka vzťahu (kalibračná krivka skrutky) medzi axiálnou silou skrutky a časovým rozdielom ultrazvukového zvuku a následne sa vykoná skúška skutočného subsystému dielu. Axiálnu silu skrutky v uťahovacom spojení je možné získať ultrazvukovým meraním časového rozdielu zvuku skrutky a porovnaním s kalibračnou krivkou. Preto je získanie správnej kalibračnej krivky obzvlášť dôležité pre presnosť výsledkov merania axiálnej sily skrutky v skutočnom subsystéme dielu. V súčasnosti ultrazvukové testovacie metódy zahŕňajú najmä metódu jednej vlny (t. j. metódu pozdĺžnej vlny) a metódu priečnej pozdĺžnej vlny.
V procese kalibrácie skrutiek existuje mnoho faktorov, ktoré ovplyvňujú výsledky kalibrácie, ako napríklad dĺžka upnutia, teplota, rýchlosť uťahovacieho stroja, nástroje upínacieho prípravku atď. V súčasnosti je najčastejšie používanou metódou kalibrácie skrutiek metóda rotačného uťahovania. Skrutky sa kalibrujú na skúšobnej stolici pre skrutky, čo si vyžaduje výrobu podporných upínacích prípravkov pre snímač axiálnej sily, ktorými sú prítlačná doska a upínací prípravok s vnútorným závitom. Funkciou upínacieho prípravku s vnútorným závitom je nahradiť bežné matice. Konštrukcia proti uvoľneniu sa zvyčajne používa v upevňovacích spojovacích bodoch s vysokým bezpečnostným faktorom podvozku automobilu, aby sa zabezpečila spoľahlivosť ich upevnenia. Jedným z v súčasnosti používaných opatrení proti uvoľneniu je samosvorná matica, teda matica s účinným uťahovacím momentom.
Autor používa metódu pozdĺžnych vĺn a na výber bežnej matice a samosvornej matice na kalibráciu skrutky používa vlastnoručne vyrobený upínací prípravok s vnútorným závitom. Pomocou rôznych stratégií uťahovania a kalibračných metód sa skúma rozdiel medzi bežnou maticou a samosvornou maticou na kalibráciu krivky skrutky. Skúšanie axiálnej sily spojovacích prvkov automobilových subsystémov poskytuje niekoľko odporúčaní.
Testovanie axiálnej sily skrutiek ultrazvukovou technológiou je nepriama testovacia metóda. Podľa princípu sonoelasticity je rýchlosť šírenia zvuku v pevných látkach úmerná napätiu, takže ultrazvukové vlny možno použiť na získanie axiálnej sily skrutiek [5-8]. Skrutka sa počas procesu uťahovania natiahne a zároveň vygeneruje axiálne ťahové napätie. Ultrazvukový impulz sa prenesie z hlavy skrutky na koniec. V dôsledku náhlej zmeny hustoty média sa vráti po pôvodnej dráhe a povrch skrutky prijme signál cez piezoelektrickú keramiku. Schéma ultrazvukového testovania je znázornená na obrázku 1. Časový rozdiel je úmerný predĺženiu.
Skúšanie axiálnej sily skrutiek ultrazvukovou technológiou je nepriama testovacia metóda. Podľa princípu sonoelasticity je rýchlosť šírenia zvuku v pevných látkach úmerná napätiu, takže ultrazvukové vlny možno použiť na získanieaxiálna sila skrutiekSkrutka sa počas procesu uťahovania natiahne a zároveň vytvorí axiálne ťahové napätie. Ultrazvukový impulz sa prenesie z hlavy skrutky na koniec. V dôsledku náhlej zmeny hustoty média sa vráti po pôvodnej dráhe a povrch skrutky prijme signál cez piezoelektrickú keramiku. časový rozdiel Δt. Schéma ultrazvukového testovania je znázornená na obrázku 1. Časový rozdiel je úmerný predĺženiu.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm a potom špecifikácia skrutiek, použite bežné skrutky na upevnenie 5 takýchto skrutiek, najprv použite test samoukotvenia s rôznymi formami kalibračnej spájkovacej pasty, je to umelá špirálová doska na uloženie príruby skrutky a stlačenie. Pri skenovaní počiatočnej vlny (t. j. zaznamenanie pôvodnej L0) a potom ju zaskrutkujte na 100 N m + 30° pomocou jedného nástroja (nazýva sa metóda typu I) a druhým je skenovanie počiatočnej vlny a jej zaskrutkovanie na cieľovú veľkosť pomocou uťahovacej pištole (nazýva sa metóda typu I). Pre druhú metódu typu bude v tomto procese určitý typ (ako je znázornené na obrázku 4) 5 je bežná skrutka a metóda samosvoru. Krivka po kalibrácii podľa metódy typu I Obrázok 6 je typ samosvoru. Obrázok 6 je trieda samosvoru. Krivky triedy I a triedy II. Spôsob použitia môže byť, použite vlastnú krivku triedy bežných kotiev, presne rovnakú (všetky prechádzajú počiatkom s rovnakou rýchlosťou segmentov a počtom bodov); uzamknúť typ indexu typu kotevného bodu (typ I a značka kotvy, sklon rozdielu intervalov a počet bodov); získať podobnosti)
Experiment 3 spočíva v nastavení súradnice Y3 v programe Graph Setup v softvéri na zber údajov ako teplotnej súradnice (pomocou externého teplotného senzora), nastavení voľnobežnej vzdialenosti skrutky na 60 mm pre kalibráciu a zaznamenaní krútiaceho momentu/axiálnej sily/teploty a krivky uhla. Ako je znázornené na obrázku 8, je vidieť, že pri plynulom skrutkovaní skrutky teplota kontinuálne stúpa a nárast teploty možno považovať za lineárny. Na kalibráciu boli vybrané štyri vzorky skrutiek so samosvornými maticami. Obrázok 9 zobrazuje kalibračné krivky štyroch skrutiek. Je vidieť, že všetky štyri krivky sú posunuté doprava, ale stupeň posunutia je odlišný. Tabuľka 2 zaznamenáva vzdialenosť, o ktorú sa kalibračná krivka posúva doprava, a nárast teploty počas procesu uťahovania. Je vidieť, že stupeň posunu kalibračnej krivky doprava je v podstate úmerný nárastu teploty.
3. Záver a diskusia
Skrutka je počas uťahovania vystavená kombinovanému pôsobeniu axiálneho a torzného napätia a výsledná sila oboch faktorov nakoniec spôsobí, že skrutka sa prehne. Pri kalibrácii skrutky sa na kalibračnej krivke odráža iba axiálna sila skrutky, aby sa získala upínacia sila upevňovacieho subsystému. Z výsledkov testu na obrázku 5 je zrejmé, že hoci ide o samosvornú maticu, ak sa počiatočná dĺžka zaznamená po manuálnom otočení skrutky do bodu, kde sa blíži k dosadacej ploche prítlačnej dosky, výsledky kalibračnej krivky sa úplne zhodujú s výsledkami bežnej matice. To ukazuje, že v tomto stave je vplyv samosvorného krútiaceho momentu samosvornej matice zanedbateľný.
Ak sa skrutka priamo utiahne do samosvornej matice pomocou elektrickej pištole, krivka sa ako celok posunie doprava, ako je znázornené na obrázku 6. To ukazuje, že samosvorný krútiaci moment ovplyvňuje akustický časový rozdiel v kalibračnej krivke. Všimnite si, že počiatočný segment krivky je posunutý doprava, čo naznačuje, že axiálna sila sa stále negeneruje za podmienky, že skrutka má určité predĺženie, alebo je axiálna sila veľmi malá, čo zodpovedá tomu, že skrutka nebola pritlačená k snímaču axiálnej sily. Pri naťahovaní je zrejmé, že predĺženie skrutky v tomto čase je falošné predĺženie, nie skutočné predĺženie. Dôvodom falošného predĺženia je, že teplo generované samosvorným krútiacim momentom počas procesu uťahovania vzduchom ovplyvňuje šírenie ultrazvukových vĺn, čo sa odráža na krivke. To ukazuje, že skrutka bola predĺžená, čo naznačuje, že teplota má vplyv na ultrazvukovú vlnu. Na obrázku 6 sa na kalibráciu používa aj samosvorná matica, ale dôvod, prečo sa kalibračná krivka neposúva doprava, je ten, že hoci pri zaskrutkovaní samosvornej matice dochádza k treniu, vytvára sa teplo, ale toto teplo sa započítava do zaznamenania počiatočnej dĺžky skrutky. Bolo to vymazané a čas kalibrácie skrutky je veľmi krátky (zvyčajne menej ako 5 s), takže vplyv teploty sa neprejavuje na kalibračnej charakteristickej krivke.
Z vyššie uvedenej analýzy je zrejmé, že trenie závitu pri skrutkovaní vzduchom spôsobuje zvýšenie teploty skrutky, čo znižuje rýchlosť ultrazvukovej vlny, čo sa prejavuje ako paralelný posun kalibračnej krivky doprava. Krútiaci moment, ktorý je úmerný teplu generovanému trením závitu, je znázornený na obrázku 10. V tabuľke 2 je znázornená veľkosť posunu kalibračnej krivky doprava a zvýšenie teploty skrutky počas celého procesu uťahovania. Je zrejmé, že veľkosť posunu kalibračnej krivky doprava je konzistentná so stupňom zvýšenia teploty a má lineárny úmerný vzťah. Pomer je približne 10,1. Za predpokladu, že teplota sa zvýši o 10 °C, akustický časový rozdiel sa zvýši o 101 ns, čo zodpovedá axiálnej sile 24,4 kN na kalibračnej krivke skrutky M12. Z fyzikálneho hľadiska sa to vysvetľuje tým, že zvýšenie teploty spôsobí zmenu rezonančnej vlastnosti materiálu skrutky, takže sa zmení rýchlosť ultrazvukovej vlny cez médium skrutky, čo následne ovplyvní čas šírenia ultrazvuku.
4. Návrh
Pri použití bežných orechov asamosvorná maticaNa kalibráciu charakteristickej krivky skrutky sa v dôsledku rôznych metód získajú rôzne kalibračné charakteristiky. Uťahovací moment samosvornej matice zvyšuje teplotu skrutky, čo zvyšuje časový rozdiel ultrazvuku a získaná kalibračná charakteristika sa paralelne posunie doprava.
Počas laboratórneho testu by sa mal čo najviac eliminovať vplyv teploty na ultrazvukovú vlnu alebo by sa mala v oboch fázach kalibrácie skrutiek a testu axiálnej sily použiť rovnaká kalibračná metóda.
Čas uverejnenia: 19. októbra 2022
