1. Breve
A rosca interna empregada polas ondas lonxitudinais e seleccionada para ser utilizada está fixada porparafusos ordinariose parafusos autoblocantes, calibrados mediante diferentes estratexias de aperto, e analízase a diferenza entre os parafusos de ancoraxe e as curvas características de ancoraxe de calibración autoblocante. Resultado: O parafuso e o método de calibración do parafuso obterán diferentes características de calibración, a escala de tempo de bloqueo da cadea fai que a autocalibración e a escala de tempo de autocalibración da autocalibración leven a diferentes obxectivos. Debido á curva de movemento normal, as diferentes características obtidas desprazaranse cara á dereita.
2. Filosofía da proba
Na actualidade, o método ultrasónico úsase amplamente noproba de forza axial do parafusodo punto de fixación do subsistema do automóbil, é dicir, obtense con antelación a curva característica de relación (curva de calibración do parafuso) entre a forza axial do parafuso e a diferenza de tempo do son ultrasónico, e realízase a proba posterior do subsistema da peza real. A forza axial do parafuso na conexión de aperte pódese obter medindo ultrasónicamente a diferenza de tempo do son do parafuso e facendo referencia á curva de calibración. Polo tanto, obter a curva de calibración correcta é particularmente importante para a precisión dos resultados da medición da forza axial do parafuso no subsistema da peza real. Na actualidade, os métodos de proba por ultrasóns inclúen principalmente o método de onda única (é dicir, o método de onda lonxitudinal) e o método de onda lonxitudinal transversal.
No proceso de calibración de parafusos, hai moitos factores que afectan os resultados da calibración, como a lonxitude de suxeición, a temperatura, a velocidade da máquina de apertar, as ferramentas de fixación, etc. Na actualidade, o método de calibración de parafusos máis utilizado é o método de aperto por rotación. Os parafusos calibráronse no banco de probas de parafusos, o que require a produción de fixacións de soporte para o sensor de forza axial, que son a placa de presión e a fixación do orificio roscado interno. A función da fixación do orificio roscado interno é substituír as porcas normais. O deseño antisolto adoita utilizarse nos puntos de conexión de fixación con alto factor de seguridade dos chasis dos automóbiles para garantir a fiabilidade da súa fixación. Unha das medidas antisolto que se adoptan actualmente é a porca autoblocante, é dicir, a porca de bloqueo de torque efectivo.
O autor adopta o método da onda lonxitudinal e emprega a fixación de rosca interna de fabricación propia para seleccionar a porca ordinaria e a porca autoblocante para calibrar o parafuso. Mediante diferentes estratexias de aperte e métodos de calibración, estúdase a diferenza entre a porca ordinaria e a porca autoblocante para calibrar a curva do parafuso. As probas de forza axial dos elementos de fixación dos subsistemas da automoción ofrecen algunhas recomendacións.
A proba da forza axial dos parafusos mediante tecnoloxía ultrasónica é un método de proba indirecto. Segundo o principio da sonoelasticidade, a velocidade de propagación do son nos sólidos está relacionada coa tensión, polo que as ondas ultrasónicas pódense usar para obter a forza axial dos parafusos [5-8]. O parafuso estirarase durante o proceso de aperto e, ao mesmo tempo, xerará unha tensión de tracción axial. O pulso ultrasónico transmitirase desde a cabeza do parafuso ata a cola. Debido ao cambio repentino na densidade do medio, volverá ao longo da traxectoria orixinal e a superficie do parafuso recibirá o sinal a través da cerámica piezoeléctrica. Diferenza de tempo Δt. O diagrama esquemático da proba ultrasónica móstrase na Figura 1. A diferenza de tempo é proporcional ao alongamento.
A proba da forza axial dos parafusos mediante tecnoloxía ultrasónica é un método de proba indirecto. Segundo o principio da sonoelasticidade, a velocidade de propagación do son nos sólidos está relacionada coa tensión, polo que as ondas ultrasónicas pódense usar para obterforza axial dos parafusosO parafuso estirarase durante o proceso de aperto e, ao mesmo tempo, xerará unha tensión de tracción axial. O pulso ultrasónico transmitirase desde a cabeza do parafuso ata a cola. Debido ao cambio repentino na densidade do medio, volverá ao longo da traxectoria orixinal e a superficie do parafuso recibirá o sinal a través da cerámica piezoeléctrica. Diferenza de tempo Δt. O diagrama esquemático da proba por ultrasóns móstrase na Figura 1. A diferenza de tempo é proporcional ao alongamento.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm e despois a especificación dos parafusos, use parafusos ordinarios para fixar 5 destes parafusos, primeiro use a proba de autoancoraxe con diferentes formas de pasta de soldadura de calibración, é unha placa en espiral artificial para axustar a brida do parafuso e premer Ao escanear a onda inicial (é dicir, rexistrar o L0 orixinal), e despois atorníllela a 100 N m + 30 ° cunha ferramenta (chamado método de tipo I), e a outra é escanear a onda inicial e atorníllela ao tamaño obxectivo cunha pistola de aperte (chamado método de tipo I). Para o segundo método de tipo), haberá un certo tipo neste proceso (como se mostra na Figura 4) 5 é o parafuso ordinario e o método de autobloqueo A curva despois da calibración segundo o método de tipo I A Figura 6 é o tipo de autobloqueo. A Figura 6 é unha clase de autobloqueo. Curvas de Clase I e Clase II. O método de uso pode ser, use a curva personalizada da clase de áncora de áncora común, exactamente o mesmo (todas pasan pola orixe coa mesma taxa de segmento e número de puntos); bloquear o tipo de índice do tipo de punto de ancoraxe (tipo I e marca de ancoraxe, a pendente da diferenza de intervalo e o número de puntos); obter semellanzas)
O experimento 3 consiste en establecer a coordenada Y3 da configuración do gráfico no software do instrumento de adquisición de datos como coordenada de temperatura (usando un sensor de temperatura externo), establecer a distancia de ralentí do parafuso en 60 mm para a calibración e rexistrar o par/forza axial/temperatura e a curva do ángulo. Como se mostra na Figura 8, pódese ver que co aparafusamento continuo do parafuso, a temperatura aumenta continuamente e o aumento da temperatura pódese considerar lineal. As catro mostras de parafusos foron seleccionadas para a calibración con porcas autoblocantes. A Figura 9 mostra as curvas de calibración dos catro parafusos. Pódese ver que as catro curvas están todas trasladadas á dereita, pero o grao de traslado é diferente. A Táboa 2 rexistra a distancia que a curva de calibración se despraza cara á dereita e o aumento da temperatura durante o proceso de aperto. Pódese ver que o grao de desprazamento da curva de calibración cara á dereita é basicamente proporcional ao aumento da temperatura.
3. Conclusión e debate
O parafuso está sometido á acción combinada da tensión axial e da tensión torsional durante o aperto, e a forza resultante de ambas as dúas acaba facendo que o parafuso ceda. Na calibración do parafuso, só a forza axial do parafuso se reflicte na curva de calibración para proporcionar a forza de suxeición do subsistema de fixación. Pódese ver a partir dos resultados da proba da Figura 5 que, aínda que é unha porca autoblocante, se a lonxitude inicial se rexistra despois de que o parafuso se xirase manualmente ata o punto onde está a piques de encaixar na superficie de apoio da placa de presión, os resultados da curva de calibración coinciden completamente cos da porca ordinaria. Isto demostra que, neste estado, a influencia do par de autoblocante da porca autoblocante é insignificante.
Se o parafuso se aperta directamente na porca autoblocante cunha pistola eléctrica, a curva desprazarase cara á dereita no seu conxunto, como se mostra na Figura 6. Isto demostra que o par de autoblocante afecta á diferenza de tempo acústico na curva de calibración. Observe o segmento inicial da curva desprazado cara á dereita, o que indica que a forza axial aínda non se xera baixo a condición de que o parafuso teña unha certa cantidade de alongamento, ou a forza axial é moi pequena, o que equivale a que o parafuso non foi presionado contra o sensor de forza axial. Estirando, obviamente o alongamento do parafuso neste momento é un alongamento falso, non un alongamento real. A razón do alongamento falso é que a calor xerada polo par de autoblocante durante o proceso de aperto de aire afecta á propagación das ondas ultrasónicas, o que se reflicte na curva. Isto demostra que o parafuso foi alongado, o que indica que a temperatura ten un efecto na onda ultrasónica. Para a Figura 6, a porca autoblocante tamén se usa para a calibración, pero a razón pola que a curva de calibración non se despraza cara á dereita é que, aínda que hai fricción ao aparafusar a porca autoblocante, xérase calor, pero a calor foi incluída no rexistro da lonxitude inicial do parafuso. Foi limpa e o tempo de calibración do parafuso é moi curto (normalmente menos de 5 segundos), polo que o efecto da temperatura non aparece na curva característica de calibración.
Da análise anterior pódese observar que a fricción da rosca no roscado ao aire fai que a temperatura do parafuso aumente, o que reduce a velocidade da onda ultrasónica, que se manifesta como un desprazamento paralelo á dereita da curva de calibración. O par de torsión, ambos proporcionais á calor xerada pola fricción da rosca, como se mostra na Figura 10. Na Táboa 2, cóntase a magnitude do desprazamento á dereita da curva de calibración e o aumento da temperatura do parafuso durante todo o proceso de aperto. Pódese observar que a magnitude do desprazamento á dereita da curva de calibración é consistente co grao de aumento da temperatura e ten unha relación proporcional lineal. A relación é de aproximadamente 10,1. Supondo que a temperatura aumenta en 10 °C, a diferenza de tempo acústico aumenta en 101 ns, o que corresponde á forza axial de 24,4 kN na curva de calibración do parafuso M12. Desde un punto de vista físico, explícase que o aumento da temperatura fará que cambie a propiedade resonante do material do parafuso, de xeito que a velocidade da onda ultrasónica a través do medio do parafuso cambia e logo afecta o tempo de propagación ultrasónica.
4. Suxestión
Ao usar noces comúns eporca autoblocantePara calibrar a curva característica do parafuso, obteranse diferentes curvas características de calibración debido a diferentes métodos. O par de aperto da porca autoblocante aumenta a temperatura do parafuso, o que aumenta a diferenza de tempo ultrasónica, e a curva característica de calibración obtida desprazarase cara á dereita en paralelo.
Durante a proba de laboratorio, débese eliminar na medida do posible a influencia da temperatura na onda ultrasónica ou debe adoptarse o mesmo método de calibración nas dúas etapas de calibración do parafuso e proba de forza axial.
Data de publicación: 19 de outubro de 2022
