1. Kratek opis
Notranji navoj, ki ga uporabljajo vzdolžni valovi in je izbran za uporabo, je pritrjen znavadni vijakiin samozapornih vijakov, kalibriranih z različnimi strategijami zategovanja, ter analizirana razlika med krivuljami karakteristik sidranja za sidro in samozapornih kalibracijskih sidrnih vijakov. Rezultat: Vijaki in metode kalibracije vijakov bodo dosegli različne kalibracijske značilnosti, časovna lestvica zaklepanja verige povzroči samokalibracijo in časovna lestvica samokalibracije vodi do različnih ciljev. Zaradi normalne krivulje gibanja se bodo dobljene različne karakteristične značilnosti premaknile v desno.
2. Filozofija testiranja
Trenutno se ultrazvočna metoda pogosto uporablja vpreskus aksialne sile vijakaPritrdilne točke avtomobilskega podsistema, torej se vnaprej pridobi karakteristična krivulja razmerja (kalibracijska krivulja vijaka) med aksialno silo vijaka in časovno razliko ultrazvočnega zvoka, nato pa se izvede preizkus dejanskega podsistema dela. Aksialno silo vijaka v zategovalni povezavi je mogoče dobiti z ultrazvočnim merjenjem časovne razlike zvoka vijaka in sklicem na kalibracijsko krivuljo. Zato je pridobitev pravilne kalibracijske krivulje še posebej pomembna za natančnost rezultatov meritev aksialne sile vijaka v dejanskem podsistemu dela. Trenutno ultrazvočne preskusne metode vključujejo predvsem metodo enega valovanja (tj. metodo vzdolžnega valovanja) in metodo prečnega vzdolžnega valovanja.
Med postopkom kalibracije vijakov na rezultate vpliva veliko dejavnikov, kot so dolžina vpenjanja, temperatura, hitrost stroja za zategovanje, orodje za vpenjanje itd. Trenutno je najpogosteje uporabljena metoda kalibracije vijakov metoda rotacijskega zategovanja. Vijaki se kalibrirajo na preskusni mizi za vijake, kar zahteva izdelavo podpornih vpenjalnih elementov za senzor aksialne sile, ki sta tlačna plošča in vpenjalo z notranjim navojem. Funkcija vpenjala z notranjim navojem je, da nadomesti običajne matice. Zasnova proti zrahljanju se običajno uporablja v pritrdilnih točkah z visokim varnostnim faktorjem na avtomobilskem podvozju, da se zagotovi zanesljivost pritrditve. Eden od trenutno uporabljenih ukrepov proti zrahljanju je samovarovalna matica, torej matica z učinkovitim zaklepanjem navora.
Avtor uporablja metodo vzdolžnega valovanja in doma izdelano vpenjalo z notranjim navojem za izbiro navadne matice in samovarovalne matice za kalibracijo vijaka. Z različnimi strategijami zategovanja in metodami kalibracije preučuje razliko med navadno matico in samovarovalno matico za kalibracijo krivulje vijaka. Preizkušanje aksialne sile pritrdilnih elementov avtomobilskih podsistemov podaja nekaj priporočil.
Preizkušanje aksialne sile vijakov z ultrazvočno tehnologijo je posredna preskusna metoda. V skladu z načelom sonoelastičnosti je hitrost širjenja zvoka v trdnih snoveh povezana z napetostjo, zato se lahko ultrazvočni valovi uporabijo za določitev aksialne sile vijakov [5-8]. Vijak se med postopkom zategovanja razteza in hkrati ustvarja aksialno natezno napetost. Ultrazvočni impulz se prenaša od glave vijaka do repa. Zaradi nenadne spremembe gostote medija se vrne po prvotni poti, površina vijaka pa sprejme signal skozi piezoelektrično keramiko. Časovna razlika Δt. Shematski diagram ultrazvočnega testiranja je prikazan na sliki 1. Časovna razlika je sorazmerna z raztezkom.
Preizkušanje aksialne sile vijakov z ultrazvočno tehnologijo je posredna preskusna metoda. V skladu z načelom sonoelastičnosti je hitrost širjenja zvoka v trdnih snoveh povezana z napetostjo, zato se lahko ultrazvočni valovi uporabijo za pridobitevaksialna sila vijakovVijak se bo med postopkom zategovanja raztegnil in hkrati ustvaril aksialno natezno napetost. Ultrazvočni impulz se bo prenašal od glave vijaka do repa. Zaradi nenadne spremembe gostote medija se bo vrnil po prvotni poti, površina vijaka pa bo prejela signal skozi piezoelektrično keramiko. časovna razlika Δt. Shematski diagram ultrazvočnega testiranja je prikazan na sliki 1. Časovna razlika je sorazmerna z raztezkom.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm in nato specifikacija vijakov, z navadnimi vijaki pritrdite 5 takih vijakov, najprej uporabite preizkus samosidranja z različnimi oblikami kalibracijske spajkalne paste, to je umetna spiralna plošča, ki se prilega prirobnici vijaka in pritisne. Pri skeniranju začetnega vala (torej snemanju prvotnega L0) in nato privijte na 100 N m + 30° z enim orodjem (imenovano metoda tipa I), drugo pa je skeniranje začetnega vala in privijanje na ciljno velikost s pištolo za zategovanje (imenovana metoda tipa I). Pri drugi metodi tipa bo v tem postopku določen tip (kot je prikazano na sliki 4) 5 je navaden vijak in metoda samozaklepanja. Krivulja po kalibraciji v skladu z metodo tipa I Slika 6 je tip samozaklepanja. Slika 6 je razred samozaklepanja. Krivulje razreda I in razreda II. Metoda uporabe je lahko, uporabite krivuljo po meri razreda sidra običajnega sidra, popolnoma enaka (vsi potekajo skozi izhodišče z enako hitrostjo segmenta in številom točk); zakleni tip indeksa tipa sidrne točke (tip I in oznaka sidra, naklon razlike intervalov in število točk); pridobi podobnosti)
Poskus 3 vključuje nastavitev koordinate Y3 programa Graph Setup v programski opremi za zajem podatkov kot temperaturno koordinato (z uporabo zunanjega temperaturnega senzorja), nastavitev prostega teka vijaka na 60 mm za kalibracijo ter beleženje navora/osne sile/temperature in krivulje kota. Kot je prikazano na sliki 8, je razvidno, da se pri neprekinjenem privijanju vijaka temperatura neprekinjeno povečuje, naraščanje temperature pa lahko štejemo za linearno. Za kalibracijo so bili izbrani štirje vzorci vijakov s samozapornimi maticami. Slika 9 prikazuje kalibracijske krivulje štirih vijakov. Vidimo, da so vse štiri krivulje premaknjene v desno, vendar je stopnja premika različna. Tabela 2 prikazuje razdaljo, za katero se kalibracijska krivulja premakne v desno, in povečanje temperature med postopkom zategovanja. Vidimo, da je stopnja premika kalibracijske krivulje v desno v bistvu sorazmerna z naraščanjem temperature.
3. Zaključek in razprava
Med zategovanjem je vijak izpostavljen kombiniranemu delovanju aksialne in torzijske napetosti, nastala sila obeh pa sčasoma povzroči, da se vijak popusti. Pri kalibraciji vijaka se na kalibracijski krivulji odraža le aksialna sila vijaka, ki zagotavlja vpenjalno silo pritrdilnega podsistema. Iz rezultatov preskusa na sliki 5 je razvidno, da čeprav gre za samovarovalno matico, če se začetna dolžina zabeleži po ročnem zasuku vijaka do točke, ko se bo skoraj prilegal ležajni površini tlačne plošče, se rezultati kalibracijske krivulje popolnoma ujemajo z rezultati navadne matice. To kaže, da je v tem stanju vpliv samovarovalnega navora samovarovalne matice zanemarljiv.
Če vijak neposredno privijemo v samozaporno matico z električno pištolo, se bo krivulja v celoti premaknila v desno, kot je prikazano na sliki 6. To kaže, da samozaporni navor vpliva na časovno razliko v kalibracijski krivulji. Opazujte začetni del krivulje, premaknjen v desno, kar pomeni, da aksialna sila še vedno ni ustvarjena, če ima vijak določeno količino raztezanja ali pa je aksialna sila zelo majhna, kar je enakovredno temu, da vijak ni bil pritisnjen ob senzor aksialne sile. Raztezanje, očitno je raztezanje vijaka v tem trenutku lažno raztezanje in ne dejansko raztezanje. Razlog za lažno raztezanje je, da toplota, ki jo ustvarja samozaporni navor med postopkom zračnega zategovanja, vpliva na širjenje ultrazvočnih valov, kar se odraža na krivulji. To kaže, da je bil vijak raztegnjen, kar kaže na vpliv temperature na ultrazvočni val. Na sliki 6 se za kalibracijo uporablja tudi samovarovalna matica, vendar se kalibracijska krivulja ne premakne v desno, ker se pri privijanju samovarovalne matice sicer pojavi trenje, vendar se toplota proizvaja, vendar je bila ta toplota vključena v zapis začetne dolžine vijaka. Ta je bila izbrisana, čas kalibracije vijaka pa je zelo kratek (običajno manj kot 5 sekund), zato se vpliv temperature ne pojavi na krivulji kalibracijske karakteristike.
Iz zgornje analize je razvidno, da trenje navoja pri privijanju na zrak povzroči dvig temperature vijaka, kar zmanjša hitrost ultrazvočnega valovanja, kar se kaže kot vzporedni premik kalibracijske krivulje v desno. Navor, ki sta oba sorazmerna s toploto, ki jo ustvari trenje navoja, kot je prikazano na sliki 10. V tabeli 2 sta prikazana velikost premika kalibracijske krivulje v desno in dvig temperature vijaka med celotnim postopkom zategovanja. Vidimo lahko, da je velikost premika kalibracijske krivulje v desno skladna s stopnjo dviga temperature in ima linearno sorazmerno razmerje. Razmerje je približno 10,1. Ob predpostavki, da se temperatura dvigne za 10 °C, se akustična časovna razlika poveča za 101 ns, kar ustreza aksialni sili 24,4 kN na kalibracijski krivulji vijaka M12. S fizikalnega vidika je razloženo, da dvig temperature povzroči spremembo resonančne lastnosti materiala vijaka, tako da se spremeni hitrost ultrazvočnega valovanja skozi medij vijaka in nato vpliva na čas širjenja ultrazvoka.
4. Predlog
Pri uporabi navadnih orehov insamovarovalna maticaZa kalibracijo karakteristične krivulje vijaka bodo zaradi različnih metod pridobljene različne kalibracijske karakteristične krivulje. Navor privijanja samovarovalne matice poveča temperaturo vijaka, kar poveča ultrazvočno časovno razliko, pridobljena kalibracijska karakteristična krivulja pa se bo vzporedno premaknila v desno.
Med laboratorijskim preskusom je treba čim bolj odpraviti vpliv temperature na ultrazvočni val ali pa v obeh fazah kalibracije vijakov in preskusa aksialne sile uporabiti isto metodo kalibracije.
Čas objave: 19. oktober 2022
