1. Stručný popis
Vnitřní závit používaný podélnými vlnami a zvolený k použití je upevněnobyčejné šroubya samosvorné šrouby kalibrované různými strategiemi utahování a je analyzován rozdíl mezi charakteristickými křivkami kotevních šroubů a samosvorných kalibračních kotev. Výsledek: Kalibrační metoda šroubu a šroubu získá různé kalibrační vlastnosti, časová stupnice blokování řetězu způsobí, že samokalibrace a časová stupnice samokalibrace povede k různým cílům. V důsledku normální křivky pohybu se získané různé charakteristické vlastnosti posunou doprava.
2. Filozofie testování
V současné době se ultrazvuková metoda široce používá vzkouška axiální síly šroubuupevňovacího bodu automobilového subsystému, tj. předem se získá charakteristická křivka vztahu (kalibrační křivka šroubu) mezi axiální silou šroubu a časovým rozdílem ultrazvukového zvuku a následně se provede zkouška skutečného subsystému součásti. Axiální sílu šroubu v utahovacím spoji lze získat ultrazvukovým měřením časového rozdílu zvuku šroubu a odkazem na kalibrační křivku. Získání správné kalibrační křivky je proto obzvláště důležité pro přesnost výsledků měření axiální síly šroubu ve skutečném subsystému součásti. V současné době zahrnují ultrazvukové zkušební metody hlavně metodu jedné vlny (tj. metodu podélné vlny) a metodu příčné podélné vlny.
V procesu kalibrace šroubů existuje mnoho faktorů, které ovlivňují výsledky kalibrace, jako je délka upínání, teplota, rychlost utahovacího stroje, nástroje pro upínání atd. V současné době je nejčastěji používanou metodou kalibrace šroubů metoda rotačního utahování. Šrouby se kalibrují na zkušební stolici pro šrouby, což vyžaduje výrobu podpůrných upevnění pro snímač axiální síly, kterými jsou přítlačná deska a upevnění s vnitřním závitem. Funkcí upevnění s vnitřním závitem je nahradit běžné matice. Protiuvolňovací konstrukce se obvykle používá v upevňovacích spojích podvozku automobilu s vysokým bezpečnostním faktorem, aby se zajistila spolehlivost jejich upevnění. Jedním z v současnosti používaných opatření proti uvolnění je samosvorná matice, tj. matice s účinným utahovacím momentem.
Autor používá metodu podélných vln a k výběru běžné matice a samosvorné matice pro kalibraci šroubu používá vlastnoručně vyrobený upínací přípravek s vnitřním závitem. Prostřednictvím různých strategií utahování a kalibračních metod je zkoumán rozdíl mezi běžnou maticí a samosvornou maticí pro kalibraci křivky šroubu. Zkoušky axiální síly spojovacích prvků automobilových subsystémů poskytují určitá doporučení.
Testování axiální síly šroubů ultrazvukovou technologií je nepřímá zkušební metoda. Podle principu sonoelasticity souvisí rychlost šíření zvuku v pevných látkách s napětím, takže ultrazvukové vlny lze použít k získání axiální síly šroubů [5-8]. Šroub se během procesu utahování natahuje a zároveň generuje axiální tahové napětí. Ultrazvukový impuls se přenáší z hlavy šroubu na konec. V důsledku náhlé změny hustoty média se vrátí po původní dráze a povrch šroubu přijme signál přes piezoelektrickou keramiku. Schéma ultrazvukového testování je znázorněno na obrázku 1. Časový rozdíl je úměrný prodloužení.
Zkoušení axiální síly šroubů ultrazvukovou technologií je nepřímá zkušební metoda. Podle principu sonoelasticity je rychlost šíření zvuku v pevných látkách úměrná napětí, takže ultrazvukové vlny lze použít k získáníaxiální síla šroubůŠroub se během utahování natahuje a zároveň vytváří axiální tahové napětí. Ultrazvukový impuls se přenáší z hlavy šroubu na konec. V důsledku náhlé změny hustoty média se vrátí po původní dráze a povrch šroubu přijme signál přes piezoelektrickou keramiku. časový rozdíl Δt. Schéma ultrazvukového testování je znázorněno na obrázku 1. Časový rozdíl je úměrný prodloužení.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm a poté specifikace šroubů, použijte běžné šrouby k upevnění 5 takových šroubů, nejprve použijte test samoukotvení s různými formami kalibrační pájecí pasty, je to umělá spirálová deska k uložení příruby šroubu a stisknutí. Při skenování počáteční vlny (tj. zaznamenání původní L0) a poté ji zašroubujte na 100 N m + 30° jedním nástrojem (tzv. metoda typu I) a druhým je skenování počáteční vlny a zašroubování na cílovou velikost pomocí utahovací pistole (tzv. metoda typu I). U druhé metody typu bude v tomto procesu určitý typ (jak je znázorněno na obrázku 4) 5 je běžný šroub a metoda samosvoru. Křivka po kalibraci podle metody typu I Obrázek 6 je typ samosvoru. Obrázek 6 je třída samosvoru. Křivky třídy I a třídy II. Způsob použití může být, použijte vlastní křivku třídy běžných kotev, přesně stejnou (všechny procházejí počátkem se stejnou rychlostí segmentů a počtem bodů); uzamknout typ indexu typu kotevního bodu (typ I a značka kotvy, sklon intervalového rozdílu a počet bodů); zjistit podobnosti)
Experiment 3 spočívá v nastavení souřadnice Y3 v programu Graph Setup v softwaru pro sběr dat jako teplotní souřadnice (pomocí externího teplotního senzoru), nastavení volnoběžné dráhy šroubu na 60 mm pro kalibraci a zaznamenání točivého momentu/axiální síly/teploty a křivky úhlu. Jak je znázorněno na obrázku 8, je vidět, že při plynulém šroubování šroubu teplota plynule roste a nárůst teploty lze považovat za lineární. Pro kalibraci byly vybrány čtyři vzorky šroubů se samosvornými maticemi. Obrázek 9 ukazuje kalibrační křivky čtyř šroubů. Je vidět, že všechny čtyři křivky jsou posunuty doprava, ale stupeň posunutí je odlišný. Tabulka 2 zaznamenává vzdálenost, o kterou se kalibrační křivka posouvá doprava, a nárůst teploty během procesu utahování. Je vidět, že stupeň posunu kalibrační křivky doprava je v podstatě úměrný nárůstu teploty.
3. Závěr a diskuse
Šroub je během utahování vystaven kombinovanému působení axiálního a torzního napětí a výsledná síla obou nakonec způsobí, že se šroub prohne. Při kalibraci šroubu se na kalibrační křivce odráží pouze axiální síla šroubu, která poskytuje upínací sílu upevňovacího subsystému. Z výsledků testu na obrázku 5 je patrné, že ačkoli se jedná o samosvornou matici, pokud se počáteční délka zaznamená po ručním otočení šroubu do bodu, kdy se blíží k dosedací ploše přítlačné desky, výsledky kalibrační křivky se zcela shodují s výsledky běžné matice. To ukazuje, že v tomto stavu je vliv samosvorného momentu samosvorné matice zanedbatelný.
Pokud je šroub přímo utažen do samosvorné matice pomocí elektrické pistole, křivka se jako celek posune doprava, jak je znázorněno na obrázku 6. To ukazuje, že samosvorný moment ovlivňuje akustický časový rozdíl v kalibrační křivce. Pozorujte počáteční segment křivky posunutý doprava, což naznačuje, že axiální síla stále není generována za podmínky, že šroub má určité prodloužení, nebo je axiální síla velmi malá, což je ekvivalentní tomu, že šroub nebyl přitlačen k senzoru axiální síly. Protažení, prodloužení šroubu v tomto okamžiku je zjevně falešné prodloužení, nikoli skutečné prodloužení. Důvodem falešného prodloužení je, že teplo generované samosvorným momentem během procesu utahování vzduchem ovlivňuje šíření ultrazvukových vln, což se odráží na křivce. Ukazuje se, že šroub byl protažen, což naznačuje, že teplota má vliv na ultrazvukovou vlnu. Na obrázku 6 se pro kalibraci používá také samosvorná matice, ale důvod, proč se kalibrační křivka neposouvá doprava, je ten, že ačkoliv při zašroubování samosvorné matice dochází ke tření, generuje se teplo, ale toto teplo bylo zahrnuto do záznamu počáteční délky šroubu. Bylo vymazáno a doba kalibrace šroubu je velmi krátká (obvykle méně než 5 s), takže vliv teploty se na kalibrační charakteristické křivce neprojevuje.
Z výše uvedené analýzy je patrné, že tření závitu při šroubování vzduchem způsobuje zvýšení teploty šroubu, což snižuje rychlost ultrazvukové vlny, což se projevuje paralelním posunem kalibrační křivky doprava. Točivý moment, oba faktory, jsou úměrné teplu generovanému třením závitu, jak je znázorněno na obrázku 10. V tabulce 2 je uvedena velikost posunu kalibrační křivky doprava a zvýšení teploty šroubu během celého procesu utahování. Je vidět, že velikost posunu kalibrační křivky doprava je v souladu se stupněm zvýšení teploty a má lineární úměrný vztah. Poměr je přibližně 10,1. Za předpokladu, že se teplota zvýší o 10 °C, se akustický časový rozdíl zvýší o 101 ns, což odpovídá axiální síle 24,4 kN na kalibrační křivce šroubu M12. Z fyzikálního hlediska je vysvětleno, že zvýšení teploty způsobí změnu rezonančních vlastností materiálu šroubu, takže se změní rychlost ultrazvukové vlny médiem šroubu, což ovlivní dobu šíření ultrazvuku.
4. Návrh
Při použití běžných ořechů asamojistná maticePro kalibraci charakteristické křivky šroubu se v důsledku různých metod získají různé kalibrační charakteristické křivky. Utahovací moment samosvorné matice zvyšuje teplotu šroubu, což zvyšuje časový rozdíl ultrazvuku a získaná kalibrační charakteristická křivka se paralelně posune doprava.
Během laboratorní zkoušky by měl být co nejvíce eliminován vliv teploty na ultrazvukovou vlnu nebo by měla být použita stejná kalibrační metoda v obou fázích kalibrace šroubů a zkoušky axiální síly.
Čas zveřejnění: 19. října 2022
