1. 概要
縦波で使用され、使用するために選択された雌ねじは、普通のボルト異なる締め付け戦略によって校正されたセルフロックボルトと、アンカーボルトとセルフロック校正アンカー特性曲線の違いが分析されます。結果: ボルトとボルトの校正方法は異なる校正機能を取得し、チェーンのロック時間スケールにより自己校正が自己校正され、自己校正の時間スケールが異なる目標につながります。通常の移動曲線により、取得されたさまざまな特徴は右に移動します。
2. テストの哲学
現在、超音波法は広く使用されています。ボルト軸力試験自動車サブシステムの締結点のボルト軸力、すなわちボルト軸力と超音波時間差との関係特性曲線（ボルト校正曲線）を事前に取得し、その後の実部品サブシステムの試験を実施します。ボルトの音響時間差を超音波測定し、検量線を参照することで、締結時のボルトの軸力を求めることができます。したがって、正しい校正曲線を取得することは、実際の部品サブシステムにおけるボルト軸力測定結果の精度にとって特に重要です。現在、超音波検査法には主に単波法（縦波法）と横縦波法があります。
ボルト校正のプロセスでは、クランプ長さ、温度、締め付け機の速度、治具の工具など、校正結果に影響を与える多くの要因があります。現在、最も一般的に使用されているボルト校正方法は回転締め付け方法です。ボルトはボルト テストベンチで校正されます。これには、軸力センサー用の支持固定具 (プレッシャー プレートと雌ねじ穴固定具) の製造が必要です。内部ネジ穴固定具の機能は、通常のナットを置き換えることです。緩み防止設計は通常、自動車シャーシの高い安全率を備えた締結接続点に使用され、締結の信頼性を確保します。現在採用されている緩み止め対策の一つにセルフロックナット、すなわち実効トルクロックナットがあります。
筆者は縦波法を採用し、自作めねじ治具を使用して普通ナットとセルフロックナットを選択してボルトを校正しています。さまざまな締め付け戦略と校正方法を通じて、ボルト曲線を校正するための通常のナットとセルフロックナットの違いが研究されます。自動車サブシステムのファスナーの軸力試験では、いくつかの推奨事項が示されます。
超音波技術によるボルトの軸力の試験は間接的な試験方法です。音波弾性の原理によれば、固体中の音の伝播速度は応力に関係するため、超音波を使用してボルトの軸力を求めることができます[5-8]。ボルトは締め付けプロセス中に自ら伸び、同時に軸方向の引張応力が発生します。超音波パルスはボルトの頭から尾まで送信されます。媒体の密度の突然の変化により、媒体は元の経路に沿って戻り、ボルトの表面は圧電セラミックを介して信号を受け取ります。時間差Δｔ。超音波試験の概略図を図 1 に示します。時間差は伸びに比例します。
超音波技術によるボルトの軸力の試験は、間接的な試験方法です。音響弾性の原理によれば、固体中の音の伝播速度は応力に関係しているため、超音波を使用して次のことができます。ボルトの軸力。ボルトは締め付けプロセス中に自身が伸び、同時に軸方向の引張応力が発生します。超音波パルスはボルトの頭から尾まで送信されます。媒体の密度の突然の変化により、媒体は元の経路に沿って戻り、ボルトの表面は圧電セラミックを介して信号を受け取ります。時間差Δｔ。超音波試験の概略図を図 1 に示します。時間差は伸びに比例します。
M12 mm × 1.75 mm × 100 mm およびボルトの仕様。通常のボルトを使用して 5 本のボルトを固定します。まず、さまざまな形式の校正はんだペーストを使用してセルフアンカーテストを使用します。ボルトフランジへの人工スパイラルプレートの嵌合と、初期波形をスキャンするとき (つまり、元の L0 を記録する)、次に 1 つのツールで 100 N m+30° までねじ込みます (タイプ I 法と呼ばれます)。もう 1 つは、初期波形をスキャンしてねじ込むことです。締め付けガンを使用して目的のサイズに締め付けます（タイプ I 法と呼ばれます）。 2 番目のタイプの方法) の場合、このプロセスには特定のタイプがあります (図 4 に示すように)。 5 は通常のボルトとセルフロック方式です。 タイプ I の方法による校正後の曲線 図 6 はセルフロック方式です。ロックタイプ。図 6 は自動ロック クラスです。クラス I 曲線とクラス II 曲線。使用方法は、共通のアンカー アンカー クラスのカスタム カーブをまったく同じに使用することができます (すべてが同じセグメント レートとポイント数で原点を通過します)。アンカーポイントタイプのインデックスタイプ（タイプIとアンカーマーク、間隔の差の傾きとポイントの数）をロックします。類似点を取得します）
実験 3 では、データ収集装置ソフトウェアのグラフ セットアップの Y3 座標を温度座標として設定し (外部温度センサーを使用)、キャリブレーションのためにボルトの空転距離を 60 mm に設定し、トルク/軸力/トルクを記録します。温度と角度の曲線。図8に示すように、ボルトをねじ込み続けると温度が連続的に上昇しており、温度上昇は線形とみなすことができることがわかります。セルフロック ナットを使用した校正用に 4 つのボルト サンプルが選択されました。図 9 に 4 つのボルトの検量線を示します。 4 つの曲線はすべて右に平行移動していますが、平行移動の程度が異なることがわかります。表 2 は、校正曲線が右にシフトする距離と、締め付けプロセス中の温度上昇を記録しています。検量線の右へのシフトの程度は、基本的に温度上昇に比例していることがわかります。
3. 結論と考察
ボルトは、締め付け中に軸方向の応力とねじり応力の複合作用を受け、この 2 つの力の合力によって最終的にボルトが降伏します。ボルトの校正では、ボルトの軸力のみが校正曲線に反映され、締結サブシステムのクランプ力が提供されます。図5の試験結果からわかるように、セルフロックナットではありますが、ボルトが圧力の座面に当たる寸前まで手動で回転させた後、初期長さを記録すると、プレートを使用した場合の検量線結果は、通常のナットの検量線結果と完全に一致します。この状態では、セルフロックナットのセルフロックトルクの影響は無視できることが分かる。
電動ガンでセルフロックナットにボルトを直接締め付けると、図6に示すように全体的に右にカーブがシフトします。これは、セルフロックトルクが校正時の音響時間差に影響を与えることを示しています。曲線。曲線の最初の部分が右にシフトしていることに注目してください。これは、ボルトがある程度の伸びを持っているか、またはボルトが伸びているのと同等の軸力が非常に小さい条件下では、まだ軸力が発生していないことを示しています。軸力センサーに押し付けられていないこと。伸び、明らかにこの時のボルトの伸びは偽伸びであり、実際の伸びではありません。誤伸びの原因は、空気締め付け時のセルフロックトルクにより発生する熱が超音波の伝播に影響を及ぼし、それが曲線に反映されるためです。ボルトが伸びていることがわかり、温度が超音波に影響を与えていることがわかります。図6ではセルフロックナットを校正にも使用していますが、校正曲線が右にシフトしないのは、セルフロックナットをねじ込む際に摩擦があり熱が発生しますが、その熱が原因です。ボルトの初期長さの記録に含まれています。これはクリアされており、ボルト校正時間は非常に短い (通常 5 秒未満) ため、温度の影響は校正特性曲線に現れません。
上記の分析から、空気ねじ込みにおけるねじ山の摩擦によりボルトの温度が上昇し、超音波の速度が低下することがわかります。これは、検量線の右への平行移動として現れます。図 10 に示すように、トルクはねじの摩擦によって発生する熱に比例します。表 2 では、締め付けプロセス全体での校正曲線の右シフトの大きさとボルトの温度上昇がカウントされます。検量線の右シフトの大きさは温度上昇の程度と一致しており、直線的な比例関係にあることがわかります。比率は約10.1です。温度が 10°C 上昇すると仮定すると、音響時間差は 101ns 増加します。これは、M12 ボルトの校正曲線上の軸力 24.4kN に相当します。物理的な観点からは、温度の上昇によりボルトの材質の共振特性が変化し、ボルト媒体を通る超音波の速度が変化し、超音波の伝播時間に影響を与えると説明されています。
4. 提案
通常のナットを使用する場合と、セルフロックナットボルトの特性曲線を校正する場合、方法が異なると異なる校正特性曲線が得られます。セルフロックナットの締め付けトルクによりボルトの温度が上昇し、超音波時間差が大きくなり、得られる校正特性曲線は右に平行移動します。
室内試験では超音波に対する温度の影響を極力排除するか、ボルト校正と軸力試験の２段階で同一の校正方法を採用する必要があります。
投稿日時: 2022 年 10 月 19 日