1. Tóm tắt
Sợi bên trong được sóng dọc sử dụng và được chọn để sử dụng được cố định bằngbu lông thông thườngvà bu lông tự khóa, được hiệu chỉnh bằng các chiến lược siết chặt khác nhau, đồng thời phân tích sự khác biệt giữa bu lông neo và các đường cong đặc tính neo hiệu chuẩn tự khóa.Kết quả: Phương pháp hiệu chuẩn bu lông và bu lông sẽ thu được các tính năng hiệu chuẩn khác nhau, thang thời gian khóa xích khiến việc tự hiệu chỉnh tự hiệu chỉnh và thang thời gian tự hiệu chỉnh của tự hiệu chỉnh dẫn đến các mục tiêu khác nhau.Do đường cong chuyển động bình thường nên các đặc điểm khác nhau thu được sẽ dịch chuyển sang bên phải.
2. Triết lý kiểm tra
Hiện nay phương pháp siêu âm được sử dụng rộng rãi trongkiểm tra lực dọc trục bu lôngvề điểm buộc chặt của hệ thống con ô tô, nghĩa là, đường cong đặc tính mối quan hệ (đường cong hiệu chuẩn bu lông) giữa lực dọc trục của bu lông và chênh lệch thời gian âm thanh siêu âm được lấy trước và thử nghiệm tiếp theo của hệ thống con bộ phận thực tế được thực hiện.Lực dọc trục của bu lông trong kết nối siết chặt có thể thu được bằng cách đo siêu âm chênh lệch thời gian âm thanh của bu lông và tham khảo đường cong hiệu chuẩn.Do đó, việc có 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 bộ phận 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 dọc ngang.
Trong quá trình hiệu chỉnh bu lông, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kết quả hiệu chuẩn như chiều dài kẹp, nhiệt độ, tốc độ máy siết, dụng cụ cố định, v.v. Hiện nay, phương pháp hiệu chỉnh bu lông được sử dụng phổ biến nhất là phương pháp siết xoay.Các bu lông được hiệu chỉnh trên băng thử bu lông, đòi hỏi phải sản xuất các đồ gá đỡ cho cảm biến lực dọc trục là tấm ép và đồ gá lỗ ren bên trong.Chức năng của vật cố định lỗ ren bên trong là Thay thế đai ốc thông thường.Thiết kế chống lỏng thường được sử dụng ở các điểm kết nối buộc chặt có hệ số an toàn cao của khung gầm ô tô để đảm bảo độ tin cậy của việc buộc chặt.Một trong những biện pháp chống lỏng hiện đang được áp dụng là đai ốc tự khóa, tức là đai ốc khóa mô-men xoắn hiệu quả.
Tác giả áp dụng phương pháp sóng dọc và sử dụng bộ cố định ren trong tự chế để chọn đai ốc thông thường và đai ốc tự khóa để hiệu chỉnh bu lông.Thông qua các chiến lược siết chặt và phương pháp hiệu chỉnh khác nhau, người ta đã nghiên cứu sự khác biệt giữa đai ốc thông thường và đai ốc tự khóa để hiệu chỉnh đường cong bu lông.Thử nghiệm lực dọc trục của ốc vít hệ thống con ô tô đưa ra một số khuyến nghị.
Kiểm tra lực dọc trục của bu lông bằng công nghệ siêu âm là phương pháp kiểm tra gián tiếp.Theo nguyên lý đàn hồi siêu âm, tốc độ truyền âm trong chất rắn có liên quan đến ứng suất nên sóng siêu âm có thể được sử dụng để thu được 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 đi ban đầu và bề mặt bu lông sẽ nhận tín hiệu qua gốm áp điện.chênh lệch 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 phương pháp kiểm tra gián tiếp.Theo nguyên lý đàn hồi siêu âm, tốc độ truyền âm trong chất rắn có liên quan đến ứng suất nên sóng siêu âm có thể được sử dụng để thu đượclực dọc trục của bu lông.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 đi ban đầu và bề mặt bu lông sẽ nhận tín hiệu qua gốm áp điện.chênh lệch 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.
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 hãy sử dụng thử nghiệm tự neo với các dạng dán hàn hiệu chuẩn khác nhau, đó là tấm xoắn ốc nhân tạo để bu lông phù hợp với mặt bích và nhấn Khi quét sóng ban đầu (nghĩa là ghi L0 gốc), sau đó vặn nó đến 100 N m + 30° bằng một công cụ (được gọi là phương pháp loại I), và công cụ còn lại là quét sóng ban đầu và vặn nó đến kích thước mục tiêu bằng súng siết (được gọi là phương pháp loại I).Đối với phương pháp loại 2) sẽ có một loại nhất định trong quá trình này (như hình 4) 5 là phương pháp bu lông thông thường và phương pháp tự khóa Đường cong sau khi hiệu chuẩn theo phương pháp loại I Hình 6 là phương pháp tự khóa. kiểu khóa.Hình 6 là lớp 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 neo thông thường, hoàn toàn giống nhau (tất cả đều đi qua điểm gốc với cùng tỷ lệ đoạn và số điểm);khóa loại chỉ mục của loại điểm neo (loại I và dấu neo, độ dốc của chênh lệch khoảng và số điểm);nhận được sự tương đồng)
Thí nghiệm 3 là đặt tọa độ Y3 của Thiết lập đồ thị trong phần mềm công cụ thu thập dữ liệu làm tọa độ nhiệt độ (sử dụng cảm biến nhiệt độ bên ngoài), đặt khoảng cách không tải của bu lông thành 60 mm để hiệu chỉnh và ghi lại mô-men xoắn/lực dọc trục/ nhiệt độ và đường cong của góc.Như được hiển thị trong Hình 8, có thể thấy rằng khi bu lông được vặn liên tục, nhiệt độ sẽ tăng liên tục và mức tăng nhiệt độ có thể được coi là tuyến tính.Bốn mẫu bu lông được chọn để hiệu chuẩn bằng đai ốc tự khóa.Hình 9 thể hiện đường cong hiệu chỉnh của bốn bu lông.Có thể thấy, 4 đường cong đều dịch sang phải nhưng mức độ dịch là khác nhau.Bảng 2 ghi lại khoảng cách mà đường chuẩn dịch chuyển sang phải và mức 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 mức tăng nhiệt độ.
3. Kết luận và thảo luận
Bu lông chịu tác động kết hợp của ứng suất dọc trục và ứng suất xoắn trong quá trình siết chặt, và lực tổng hợp của cả hai cuối cùng làm cho bu lông bị uốn cong.Trong quá trình hiệu chuẩn bu lông, chỉ lực dọc trục của bu lông được phản ánh trên đường cong hiệu chuẩn để cung cấp lực kẹp cho hệ thống phụ buộc chặt.Qua kết quả thử trên Hình 5 có thể thấy, mặc dù là đai ốc tự khóa nhưng nếu chiều dài ban đầu được ghi lại sau khi bu lông đã được quay bằng tay đến điểm sắp khít với bề mặt chịu lực thì tấm, kết quả đường chuẩn hoàn toàn trùng khớp với kết quả của đai ốc thông thường.Điều này cho thấy ở trạng thái này ảnh hưởng của mô men tự khóa của đai ốc tự khóa là không đáng kể.
Nếu bu-lông được siết chặt trực tiếp vào đai ốc tự khóa bằng súng điện thì toàn bộ đường cong sẽ dịch chuyển sang phải, như trên Hình 6. Điều này cho thấy mô-men xoắn tự khóa ảnh hưởng đến chênh lệch thời gian âm thanh trong quá trình hiệu chuẩn đường cong.Quan sát đoạn ban đầu của đường cong dịch chuyển sang phải, chứng tỏ lực dọc trục vẫn không được tạo ra trong điều kiện bu lông có độ giãn dài nhất định hoặc lực dọc trục rất nhỏ, tương đương với việc bu lông có độ giãn dài nhất định. không bị ép vào cảm biến lực dọc trục.Kéo giãn, rõ ràng độ giãn dài của bu lông lúc này là độ giãn dài giả chứ không phải độ giãn dài thực.Nguyên nhân của độ giãn dài sai là do nhiệt sinh ra do mô-men xoắn tự khóa trong quá trình siết chặt không khí ảnh hưởng đến sự lan truyền của sóng siêu âm, được phản xạ trên đường cong.Nó cho thấy bu lông đã bị kéo dài ra, cho thấy nhiệt độ có ảnh hưởng đến sóng siêu âm.Đối với Hình 6, đai ốc tự khóa cũng được dùng để hiệu chuẩn nhưng sở dĩ đường chuẩn không dịch chuyển sang phải là do mặc dù có ma sát khi vặn vào đai ốc tự khóa nhưng sinh ra nhiệt nhưng nhiệt đã được đưa vào bản ghi chiều dài ban đầu của bu lông.Nó đã được xóa và thời gian hiệu chỉnh 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.
Qua phân tích trên có thể thấy ma sát ren trong quá trình vặn vít không khí làm cho nhiệt độ bu lông tăng lên, làm giảm vận tốc sóng siêu âm, biểu hiện là sự dịch chuyển song song của đường chuẩn sang phải.Mô-men xoắn, cả hai đều tỷ lệ thuận với nhiệt sinh ra do ma sát ren, như trong Hình 10. Trong Bảng 2, độ lớn của sự dịch chuyển sang phải của đường chuẩn và độ tăng nhiệt độ của bu lông trong toàn bộ quá trình siết chặt đều được tính.Có thể thấy rằng độ lớn dịch chuyển sang phải của đường chuẩn phù hợp với mức độ tăng nhiệt độ và có mối quan hệ tỷ lệ tuyến tính.Tỷ lệ này là khoảng 10,1.Giả sử nhiệt độ tăng thêm 10°C thì chênh lệch thời gian âm thanh tăng thêm 101ns, tương ứng với lực dọc trục là 24,4kN trên đường cong hiệu chỉnh bu lông M12.Từ quan điểm vật lý, người ta giải thích rằng việc tăng nhiệt độ sẽ làm cho tính chất cộng hưởng của vật liệu bu lông thay đổi, do đó tốc độ sóng siêu âm qua môi trường bu lông thay đổi và sau đó ảnh hưởng đến thời gian truyền siêu âm.
4. Gợi ý
Khi sử dụng đai ốc thông thường vàđai ốc tự khóađể hiệu chỉnh đường cong đặc tính của bu lông, sẽ thu được các đường 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 chênh lệch thời gian siêu âm và đường cong đặc tính hiệu chuẩn thu được sẽ song song dịch chuyển sang phải.
Trong quá trình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, cần loại bỏ càng nhiều càng tốt ảnh hưởng của nhiệt độ đến sóng siêu âm hoặc áp dụng cùng một phương pháp hiệu chuẩn trong hai giai đoạn hiệu chuẩn bu lông và kiểm tra lực dọc trục.
Thời gian đăng: Oct-19-2022