1. Breve
El hilo interno utilizado por las ondas longitudinales y seleccionado para ser utilizado está fijado porpernos comunesy pernos autoblocantes, calibrados por diferentes estrategias de apriete, y se analiza la diferencia entre las curvas características de anclaje de calibración de pernos autoblocantes y autoblocantes. Resultado: El perno y el método de calibración del perno obtendrán diferentes características de calibración, la escala de tiempo de bloqueo de la cadena hace que la autocalibración y la escala de tiempo de autocalibración de la autocalibración conduzcan a diferentes objetivos. Debido a la curva de movimiento normal, las diferentes características obtenidas se moverán hacia la derecha.
2. Filosofía de las pruebas
En la actualidad, el método ultrasónico se utiliza ampliamente en laprueba de fuerza axial del pernodel punto de fijación del subsistema del automóvil, es decir, se obtiene de antemano la curva característica de relación (curva de calibración del perno) entre la fuerza axial del perno y la diferencia de tiempo del sonido ultrasónico, y posteriormente se lleva a cabo la prueba del subsistema de la pieza real. La fuerza axial del perno en la conexión de apriete se puede obtener midiendo ultrasónicamente la diferencia de tiempo del sonido del perno y consultando la curva de calibración. Por lo tanto, obtener la curva de calibración correcta es particularmente importante para la precisión de los resultados de la medición de la fuerza axial del perno en el subsistema de la pieza real. Actualmente, los métodos de prueba ultrasónica incluyen principalmente el método de onda única (es decir, el método de onda longitudinal) y el método de onda longitudinal transversal.
En el proceso de calibración de pernos, existen muchos factores que afectan los resultados de la calibración, como la longitud de sujeción, la temperatura, la velocidad de la máquina de apriete, las herramientas de fijación, etc. Actualmente, el método de calibración de pernos más utilizado es el método de apriete rotacional. Los pernos se calibran en el banco de prueba de pernos, que requiere la producción de fijaciones de soporte para el sensor de fuerza axial, que son la placa de presión y la fijación de orificio roscado interno. La función de la fijación de orificio roscado interno es reemplazar las tuercas regulares. El diseño antiaflojamiento se utiliza generalmente en los puntos de conexión de fijación con un alto factor de seguridad del chasis del automóvil para garantizar la fiabilidad de su fijación. Una de las medidas antiaflojamiento adoptadas actualmente es la tuerca autoblocante, es decir, la tuerca de bloqueo de par efectivo.
El autor adopta el método de onda longitudinal y utiliza un dispositivo de rosca interna de fabricación propia para seleccionar la tuerca común y la tuerca autoblocante para calibrar el perno. Mediante diferentes estrategias de apriete y métodos de calibración, se estudia la diferencia entre la curva de calibración de la tuerca común y la tuerca autoblocante. Las pruebas de fuerza axial de los elementos de fijación de los subsistemas automotrices ofrecen algunas recomendaciones.
La prueba de la fuerza axial de los pernos mediante tecnología ultrasónica es un método de prueba indirecto. Según el principio de sonoelasticidad, la velocidad de propagación del sonido en los sólidos está relacionada con la tensión, por lo que las ondas ultrasónicas pueden utilizarse para obtener la fuerza axial de los pernos [5-8]. El perno se estirará durante el proceso de apriete y, al mismo tiempo, generará una tensión de tracción axial. El pulso ultrasónico se transmitirá desde la cabeza del perno hasta la cola. Debido al cambio repentino en la densidad del medio, regresará por la trayectoria original y la superficie del perno recibirá la señal a través de la cerámica piezoeléctrica. diferencia de tiempo Δt. El diagrama esquemático de la prueba ultrasónica se muestra en la Figura 1. La diferencia de tiempo es proporcional al alargamiento.
La prueba de la fuerza axial de los pernos mediante tecnología ultrasónica es un método de prueba indirecto. Según el principio de sonoelasticidad, la velocidad de propagación del sonido en los sólidos está relacionada con la tensión, por lo que las ondas ultrasónicas se pueden utilizar para obtenerla fuerza axial de los pernosEl perno se estirará durante el proceso de apriete, generando simultáneamente una tensión axial. El pulso ultrasónico se transmitirá desde la cabeza del perno hasta su extremo. Debido al cambio repentino en la densidad del medio, regresará por su trayectoria original, y la superficie del perno recibirá la señal a través de la cerámica piezoeléctrica. La diferencia de tiempo Δt se muestra en la Figura 1. El diagrama esquemático de la prueba ultrasónica es proporcional al alargamiento.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm y luego la especificación de los pernos, use pernos comunes para fijar 5 de esos pernos, primero use la prueba de autoanclaje con diferentes formas de pasta de soldadura de calibración, es placa espiral artificial para ajustar la brida del perno y presionar Cuando escanea la onda inicial (es decir, registrando el L0 original), y luego atorníllelo a 100 N m+30° con una herramienta (llamado método tipo I), y el otro es escanear la onda inicial y atornillarlo al tamaño objetivo con una pistola de apriete (llamado método tipo I). Para el segundo método tipo), habrá un cierto tipo en este proceso (como se muestra en la Figura 4) 5 es el perno común y el método autobloqueante La curva después de la calibración de acuerdo con el método tipo I La Figura 6 es el tipo autobloqueante. La Figura 6 es una clase autobloqueante. Curvas de Clase I y Clase II. El método de uso puede ser, usar la curva personalizada de la clase de anclaje común, exactamente la misma (todos pasan por el origen con la misma tasa de segmento y número de puntos); bloquear el tipo de índice del tipo de punto de anclaje (tipo I y marca de anclaje, la pendiente de la diferencia de intervalo y el número de puntos); obtener similitudes)
El experimento 3 consiste en establecer la coordenada Y3 de la configuración gráfica en el software del instrumento de adquisición de datos como la coordenada de temperatura (utilizando un sensor de temperatura externo), establecer la distancia de reposo del perno en 60 mm para la calibración y registrar el par/fuerza axial/temperatura y la curva del ángulo. Como se muestra en la Figura 8, se puede observar que con el enroscado continuo del perno, la temperatura aumenta continuamente, y el aumento de temperatura puede considerarse lineal. Se seleccionaron cuatro muestras de pernos para la calibración con tuercas autoblocantes. La Figura 9 muestra las curvas de calibración de los cuatro pernos. Se puede observar que las cuatro curvas se desplazan hacia la derecha, pero el grado de desplazamiento es diferente. La Tabla 2 registra la distancia que la curva de calibración se desplaza hacia la derecha y el aumento de temperatura durante el proceso de apriete. Se puede observar que el grado de desplazamiento de la curva de calibración hacia la derecha es básicamente proporcional al aumento de temperatura.
3. Conclusión y discusión
Durante el apriete, el perno está sometido a la acción combinada de esfuerzos axiales y torsionales, y la fuerza resultante de ambos provoca su fluencia. En la calibración del perno, solo la fuerza axial se refleja en la curva de calibración para determinar la fuerza de sujeción del subsistema de fijación. Como se observa en los resultados de la prueba de la Figura 5, si bien se trata de una tuerca autoblocante, al registrar la longitud inicial después de girar manualmente el perno hasta que esté a punto de encajar en la superficie de apoyo de la placa de presión, los resultados de la curva de calibración coinciden completamente con los de una tuerca convencional. Esto demuestra que, en este estado, la influencia del par de autobloqueo de la tuerca autoblocante es insignificante.
Si el perno se aprieta directamente en la tuerca autoblocante con una pistola eléctrica, la curva se desplazará hacia la derecha en su conjunto, como se muestra en la Figura 6. Esto demuestra que el par de autobloqueo afecta la diferencia de tiempo acústica en la curva de calibración. Observe el segmento inicial de la curva desplazado hacia la derecha, lo que indica que la fuerza axial aún no se genera bajo la condición de que el perno tenga una cierta cantidad de elongación, o la fuerza axial es muy pequeña, lo que equivale a que el perno no se ha presionado contra el sensor de fuerza axial. Estiramiento, obviamente la elongación del perno en este momento es una elongación falsa, no una elongación real. La razón de la elongación falsa es que el calor generado por el par de autobloqueo durante el proceso de apriete neumático afecta la propagación de las ondas ultrasónicas, lo que se refleja en la curva. Muestra que el perno se ha elongado, lo que indica que la temperatura tiene un efecto sobre la onda ultrasónica. En la Figura 6, también se utiliza una tuerca autoblocante para la calibración. Sin embargo, la razón por la que la curva de calibración no se desplaza hacia la derecha es que, si bien se genera calor al atornillar la tuerca autoblocante, este calor ya se ha incluido en el registro de la longitud inicial del perno. Además, el tiempo de calibración del perno es muy corto (generalmente menos de 5 s), por lo que el efecto de la temperatura no se refleja en la curva característica de calibración.
Como se puede observar en el análisis anterior, la fricción de la rosca en el atornillado al aire provoca un aumento de la temperatura del perno, lo que reduce la velocidad de la onda ultrasónica, manifestándose como un desplazamiento paralelo de la curva de calibración hacia la derecha. El par, ambos proporcionales al calor generado por la fricción de la rosca, como se muestra en la Figura 10. En la Tabla 2, se contabiliza la magnitud del desplazamiento hacia la derecha de la curva de calibración y el aumento de temperatura del perno durante todo el proceso de apriete. Se puede observar que la magnitud del desplazamiento hacia la derecha de la curva de calibración es consistente con el grado de aumento de temperatura y tiene una relación lineal proporcional. La relación es de aproximadamente 10,1. Suponiendo que la temperatura aumenta en 10 °C, la diferencia de tiempo acústico aumenta en 101 ns, lo que corresponde a una fuerza axial de 24,4 kN en la curva de calibración del perno M12. Desde un punto de vista físico, se explica que el aumento de la temperatura provocará un cambio en la propiedad resonante del material del perno, de modo que la velocidad de la onda ultrasónica a través del medio del perno cambiará y, por lo tanto, afectará el tiempo de propagación ultrasónica.
4. Sugerencia
Cuando se utilizan nueces comunes ytuerca autoblocantePara calibrar la curva característica del perno, se obtendrán diferentes curvas características de calibración debido a los distintos métodos empleados. El par de apriete de la tuerca autoblocante aumenta la temperatura del perno, lo que incrementa la diferencia de tiempo ultrasónica, y la curva característica de calibración obtenida se desplazará paralelamente hacia la derecha.
Durante la prueba de laboratorio, se debe eliminar en la medida de lo posible la influencia de la temperatura sobre la onda ultrasónica, o bien se debe adoptar el mismo método de calibración en las dos etapas de calibración del perno y prueba de fuerza axial.
Fecha de publicación: 19 de octubre de 2022
