1. Tóm tắt
Sợi chỉ bên trong được sử dụng bởi sóng dọc và được lựa chọn để sử dụng được cố định bởibu lông thông thườngvà các bu lông tự khóa, được hiệu chỉnh bằng các chiến lược siết chặt khác nhau, và sự khác biệt giữa đường cong đặc tính neo hiệu chỉnh của bu lông neo và bu lông tự khóa được phân tích. Kết quả: Bu lông và phương pháp hiệu chỉnh bu lông sẽ thu được các đặc điểm hiệu chỉnh khác nhau, thang thời gian khóa của chuỗi khiến cho việc tự hiệu chỉnh và thang thời gian tự hiệu chỉnh dẫn đến các mục tiêu khác nhau. Do đường cong chuyển động bình thường, các đặc điểm khác nhau thu được sẽ dịch chuyển sang phải.
2. Kiểm tra môn Triết học
Hiện nay, phương pháp siêu âm được sử dụng rộng rãi trong...kiểm tra lực dọc trục bu lôngTại điểm siết chặt của hệ thống con ô tô, tức là đường cong đặc trưng mối quan hệ (đường cong hiệu chuẩn bu lông) giữa lực dọc trục của bu lông và sự chênh lệch thời gian sóng siêu âm được thu được trước, và sau đó tiến hành thử nghiệm trên hệ thống con thực tế. Lực dọc trục của bu lông trong mối nối siết chặt có thể được xác định bằng cách đo siêu âm sự chênh lệch thời gian sóng của bu lông và đối chiếu với đường cong hiệu chuẩn. Do đó, việc thu được đường cong hiệu chuẩn chính xác là đặc biệt quan trọng đối với độ chính xác của kết quả đo lực dọc trục của bu lông trong hệ thống con thực tế. Hiện nay, các phương pháp kiểm tra siêu âm chủ yếu bao gồm phương pháp sóng đơn (tức là phương pháp sóng dọc) và phương pháp sóng ngang dọc.
Trong quá trình hiệu chuẩn bu lông, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kết quả hiệu chuẩn, chẳng hạn như chiều dài kẹp, nhiệt độ, tốc độ máy siết, dụng cụ gá lắp, v.v. Hiện nay, phương pháp hiệu chuẩn bu lông được sử dụng phổ biến nhất là phương pháp siết xoay. Bu lông được hiệu chuẩn trên bàn thử bu lông, điều này đòi hỏi phải chế tạo các dụng cụ gá đỡ cho cảm biến lực dọc trục, đó là tấm ép và dụng cụ gá lỗ ren trong. Chức năng của dụng cụ gá lỗ ren trong là thay thế các đai ốc thông thường. Thiết kế chống nới lỏng thường được sử dụng tại các điểm kết nối có hệ số an toàn cao của khung gầm ô tô để đảm bảo độ tin cậy của việc siết chặt. Một trong những biện pháp chống nới lỏng hiện đang được áp dụng là đai ốc tự khóa, tức là đai ốc khóa momen xoắn hiệu quả.
Tác giả áp dụng phương pháp sóng dọc và sử dụng dụng cụ định vị ren trong tự chế để lựa chọn đai ốc thông thường và đai ốc tự khóa nhằm hiệu chuẩn bu lông. Thông qua các chiến lược siết chặt và phương pháp hiệu chuẩn khác nhau, sự khác biệt giữa đai ốc thông thường và đai ốc tự khóa trong việc hiệu chuẩn đường cong bu lông được nghiên cứu. Thử nghiệm lực dọc trục của các chi tiết lắp ghép hệ thống phụ tùng ô tô đưa ra một số khuyến nghị.
Kiểm tra lực dọc trục của bu lông bằng công nghệ siêu âm là một phương pháp kiểm tra gián tiếp. Theo nguyên lý đàn hồi âm, tốc độ truyền âm trong chất rắn có liên quan đến ứng suất, do đó sóng siêu âm có thể được sử dụng để xác định lực dọc trục của bu lông [5-8]. Bu lông sẽ tự giãn ra trong quá trình siết chặt, đồng thời tạo ra ứng suất kéo dọc trục. Xung siêu âm sẽ được truyền từ đầu bu lông đến đuôi. Do sự thay đổi đột ngột về mật độ của môi trường, nó sẽ quay trở lại theo đường ban đầu, và bề mặt của bu lông sẽ nhận được tín hiệu thông qua gốm áp điện. Sự khác biệt về thời gian Δt. Sơ đồ kiểm tra siêu âm được thể hiện trong Hình 1. Sự khác biệt về thời gian tỷ lệ thuận với độ giãn dài.
Kiểm tra lực dọc trục của bu lông bằng công nghệ siêu âm là một phương pháp kiểm tra gián tiếp. Theo nguyên lý đàn hồi âm thanh, tốc độ truyền âm trong chất rắn có liên quan đến ứng suất, do đó sóng siêu âm có thể được sử dụng để xác định ứng suất.lực dọc trục của bu lôngBu lông sẽ tự giãn ra trong quá trình siết chặt, đồng thời tạo ra ứng suất kéo dọc trục. Xung siêu âm sẽ được truyền từ đầu bu lông đến đuôi. Do sự thay đổi đột ngột về mật độ của môi trường, nó sẽ quay trở lại theo đường ban đầu, và bề mặt của bu lông sẽ nhận được tín hiệu thông qua gốm áp điện. Sự chênh lệch thời gian Δt. Sơ đồ thí nghiệm siêu âm được thể hiện trong Hình 1. Sự chênh lệch thời gian tỷ lệ thuận với độ giãn dài.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm và sau đó là thông số kỹ thuật của bu lông, sử dụng bu lông thông thường để cố định 5 bu lông như vậy, trước tiên sử dụng thử nghiệm tự neo với các dạng keo hàn hiệu chuẩn khác nhau, đó là tấm xoắn ốc nhân tạo để khớp với mặt bích bu lông và ép khi quét sóng ban đầu (tức là ghi lại L0 ban đầu), sau đó siết chặt đến 100 N m+30° bằng một dụng cụ (gọi là phương pháp loại I), và cách khác là quét sóng ban đầu và siết chặt đến kích thước mục tiêu bằng súng siết (gọi là phương pháp loại I). Đối với phương pháp loại hai), sẽ có một loại nhất định trong quá trình này (như thể hiện trong Hình 4) 5 là bu lông thông thường và phương pháp tự khóa. Đường cong sau khi hiệu chuẩn theo phương pháp loại I. Hình 6 là loại tự khóa. Hình 6 là loại tự khóa. Đường cong loại I và loại II. Phương pháp sử dụng có thể là: sử dụng đường cong tùy chỉnh của lớp neo thông thường, hoàn toàn giống nhau (tất cả đều đi qua gốc tọa độ với cùng tỷ lệ phân đoạn và số điểm); khóa loại chỉ mục của loại điểm neo (loại I và dấu neo, độ dốc của khoảng cách khác biệt và số điểm); lấy độ tương đồng.
Thí nghiệm 3 bao gồm việc thiết lập tọa độ Y3 của phần Cài đặt đồ thị trong phần mềm thiết bị thu thập dữ liệu làm tọa độ nhiệt độ (sử dụng cảm biến nhiệt độ ngoài), thiết lập khoảng cách không tải của bu lông là 60 mm để hiệu chuẩn, và ghi lại mô-men xoắn/lực dọc trục/nhiệt độ và đường cong góc. Như thể hiện trong Hình 8, có thể thấy rằng khi siết chặt bu lông liên tục, nhiệt độ tăng liên tục, và sự tăng nhiệt độ có thể được coi là tuyến tính. Bốn mẫu bu lông được chọn để hiệu chuẩn với đai ốc tự khóa. Hình 9 cho thấy các đường cong hiệu chuẩn của bốn bu lông. Có thể thấy rằng cả bốn đường cong đều dịch chuyển sang phải, nhưng mức độ dịch chuyển khác nhau. Bảng 2 ghi lại khoảng cách mà đường cong hiệu chuẩn dịch chuyển sang phải và sự tăng nhiệt độ trong quá trình siết chặt. Có thể thấy rằng mức độ dịch chuyển của đường cong hiệu chuẩn sang phải về cơ bản tỷ lệ thuận với sự tăng nhiệt độ.
3. Kết luận và thảo luận
Trong quá trình siết chặt, bu lông chịu tác động kết hợp của ứng suất dọc trục và ứng suất xoắn, và lực tổng hợp của hai lực này cuối cùng sẽ làm cho bu lông bị biến dạng dẻo. Trong quá trình hiệu chuẩn bu lông, chỉ có lực dọc trục của bu lông được phản ánh trên đường cong hiệu chuẩn để cung cấp lực kẹp cho hệ thống con siết chặt. Có thể thấy từ kết quả thử nghiệm trong Hình 5 rằng, mặc dù đó là đai ốc tự khóa, nếu chiều dài ban đầu được ghi lại sau khi bu lông được xoay bằng tay đến điểm gần khớp với bề mặt chịu lực của tấm ép, thì kết quả đường cong hiệu chuẩn hoàn toàn trùng khớp với kết quả của đai ốc thông thường. Điều này cho thấy rằng trong trạng thái này, ảnh hưởng của mô men tự khóa của đai ốc tự khóa là không đáng kể.
Nếu siết chặt bu lông trực tiếp vào đai ốc tự khóa bằng súng điện, toàn bộ đường cong sẽ dịch chuyển sang phải, như thể hiện trong Hình 6. Điều này cho thấy mô-men xoắn tự khóa ảnh hưởng đến sự chênh lệch thời gian âm thanh trong đường cong hiệu chuẩn. Quan sát đoạn đầu của đường cong dịch chuyển sang phải, cho thấy lực dọc trục vẫn chưa được tạo ra trong điều kiện bu lông có một lượng giãn dài nhất định, hoặc lực dọc trục rất nhỏ, tương đương với việc bu lông chưa được ép vào cảm biến lực dọc trục. Rõ ràng, sự giãn dài của bu lông tại thời điểm này là sự giãn dài giả, không phải sự giãn dài thực sự. Nguyên nhân của sự giãn dài giả là do nhiệt lượng sinh ra bởi mô-men xoắn tự khóa trong quá trình siết chặt bằng khí nén ảnh hưởng đến sự lan truyền của sóng siêu âm, điều này được phản ánh trên đường cong. Nó cho thấy bu lông đã bị giãn dài, chứng tỏ nhiệt độ có ảnh hưởng đến sóng siêu âm. Đối với Hình 6, đai ốc tự khóa cũng được sử dụng để hiệu chuẩn, nhưng lý do đường cong hiệu chuẩn không dịch chuyển sang phải là mặc dù có ma sát khi vặn đai ốc tự khóa, nhiệt được sinh ra, nhưng nhiệt này đã được tính vào quá trình ghi lại chiều dài ban đầu của bu lông. Nó đã được loại bỏ, và thời gian hiệu chuẩn bu lông rất ngắn (thường dưới 5 giây), do đó ảnh hưởng của nhiệt độ không xuất hiện trên đường cong đặc tính hiệu chuẩn.
Từ phân tích trên, có thể thấy rằng ma sát ren trong quá trình siết bu lông bằng khí nén làm tăng nhiệt độ của bu lông, làm giảm vận tốc sóng siêu âm, biểu hiện bằng sự dịch chuyển song song của đường cong hiệu chuẩn sang phải. Mô-men xoắn, cả hai đều tỷ lệ thuận với nhiệt lượng sinh ra do ma sát ren, như thể hiện trong Hình 10. Trong Bảng 2, biên độ dịch chuyển sang phải của đường cong hiệu chuẩn và sự tăng nhiệt độ của bu lông trong toàn bộ quá trình siết chặt được thống kê. Có thể thấy rằng biên độ dịch chuyển sang phải của đường cong hiệu chuẩn phù hợp với mức độ tăng nhiệt độ và có mối quan hệ tỷ lệ tuyến tính. Tỷ lệ này xấp xỉ 10,1. Giả sử nhiệt độ tăng 10°C, sự chênh lệch thời gian âm thanh tăng 101ns, tương ứng với lực dọc trục 24,4kN trên đường cong hiệu chuẩn của bu lông M12. Về mặt vật lý, điều này được giải thích là do sự tăng nhiệt độ sẽ làm thay đổi tính chất cộng hưởng của vật liệu bu lông, dẫn đến tốc độ sóng siêu âm truyền qua môi trường bu lông thay đổi và từ đó ảnh hưởng đến thời gian truyền sóng siêu âm.
4. Gợi ý
Khi sử dụng các loại hạt thông thường vàđai ốc tự khóaĐể hiệu chuẩn đường cong đặc tính của bu lông, sẽ thu được các đường cong đặc tính hiệu chuẩn khác nhau do các phương pháp khác nhau. Mô-men xoắn siết chặt của đai ốc tự khóa làm tăng nhiệt độ của bu lông, làm tăng sự chênh lệch thời gian siêu âm, và đường cong đặc tính hiệu chuẩn thu được sẽ dịch chuyển sang phải song song.
Trong quá trình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, cần loại bỏ tối đa ảnh hưởng của nhiệt độ lên sóng siêu âm, hoặc áp dụng cùng một phương pháp hiệu chuẩn trong hai giai đoạn hiệu chuẩn bu lông và thử nghiệm lực dọc trục.
Thời gian đăng bài: 19 tháng 10 năm 2022
