1. Ringkasan
Benang internal yang digunakan oleh gelombang longitudinal dan dipilih untuk digunakan ditetapkan olehbaut biasadan baut pengunci otomatis, yang dikalibrasi dengan strategi pengencangan yang berbeda, dan perbedaan antara kurva karakteristik pengunci kalibrasi baut jangkar dan baut jangkar otomatis dianalisis. Hasil: Metode kalibrasi baut dan baut akan menghasilkan fitur kalibrasi yang berbeda, skala waktu penguncian rantai membuat kalibrasi otomatis dan skala waktu kalibrasi otomatis menghasilkan target yang berbeda. Karena kurva pergerakan normal, fitur karakteristik yang berbeda yang diperoleh akan bergerak ke kanan.
2. Filosofi Pengujian
Saat ini, metode ultrasonik banyak digunakan dalamuji gaya aksial bautPada titik pengencangan subsistem mobil, yaitu, kurva karakteristik hubungan (kurva kalibrasi baut) antara gaya aksial baut dan perbedaan waktu suara ultrasonik diperoleh terlebih dahulu, dan pengujian selanjutnya pada subsistem bagian aktual dilakukan. Gaya aksial baut pada sambungan pengencangan dapat diperoleh dengan mengukur perbedaan waktu suara baut secara ultrasonik dan mengacu pada kurva kalibrasi. Oleh karena itu, memperoleh kurva kalibrasi yang benar sangat penting untuk akurasi hasil pengukuran gaya aksial baut pada subsistem bagian aktual. Saat ini, metode pengujian ultrasonik terutama meliputi metode gelombang tunggal (yaitu metode gelombang longitudinal) dan metode gelombang longitudinal transversal.
Dalam proses kalibrasi baut, terdapat banyak faktor yang memengaruhi hasil kalibrasi, seperti panjang penjepitan, suhu, kecepatan mesin pengencang, peralatan penjepit, dan lain-lain. Saat ini, metode kalibrasi baut yang paling umum digunakan adalah metode pengencangan putar. Baut dikalibrasi pada bangku uji baut, yang memerlukan pembuatan alat bantu untuk sensor gaya aksial, yaitu pelat penekan dan alat bantu lubang berulir internal. Fungsi alat bantu lubang berulir internal adalah untuk menggantikan mur biasa. Desain anti-longgar biasanya digunakan pada titik sambungan pengencang dengan faktor keamanan tinggi pada sasis mobil untuk memastikan keandalan pengencangannya. Salah satu tindakan anti-longgar yang saat ini diadopsi adalah mur pengunci otomatis, yaitu mur pengunci torsi efektif.
Penulis mengadopsi metode gelombang longitudinal dan menggunakan perlengkapan ulir internal buatan sendiri untuk memilih mur biasa dan mur pengunci otomatis untuk mengkalibrasi baut. Melalui strategi pengencangan dan metode kalibrasi yang berbeda, perbedaan antara mur biasa dan mur pengunci otomatis untuk mengkalibrasi kurva baut dipelajari. Pengujian gaya aksial pada pengencang subsistem otomotif memberikan beberapa rekomendasi.
Pengujian gaya aksial baut dengan teknologi ultrasonik merupakan metode pengujian tidak langsung. Menurut prinsip sonoelastisitas, kecepatan perambatan suara dalam padatan berhubungan dengan tegangan, sehingga gelombang ultrasonik dapat digunakan untuk memperoleh gaya aksial baut [5-8]. Baut akan meregang selama proses pengencangan, dan pada saat yang sama menghasilkan tegangan tarik aksial. Pulsa ultrasonik akan ditransmisikan dari kepala baut ke ekor. Karena perubahan mendadak pada kepadatan medium, pulsa tersebut akan kembali melalui jalur semula, dan permukaan baut akan menerima sinyal melalui keramik piezoelektrik. Perbedaan waktu Δt. Diagram skematik pengujian ultrasonik ditunjukkan pada Gambar 1. Perbedaan waktu berbanding lurus dengan perpanjangan.
Pengujian gaya aksial baut dengan teknologi ultrasonik merupakan metode pengujian tidak langsung. Menurut prinsip sonoelastisitas, kecepatan perambatan suara dalam benda padat berhubungan dengan tegangan, sehingga gelombang ultrasonik dapat digunakan untuk memperolehgaya aksial bautBaut akan meregang selama proses pengencangan, dan pada saat yang sama menghasilkan tegangan tarik aksial. Pulsa ultrasonik akan ditransmisikan dari kepala baut ke ekornya. Karena perubahan mendadak pada kepadatan medium, pulsa tersebut akan kembali melalui jalur semula, dan permukaan baut akan menerima sinyal melalui keramik piezoelektrik. Perbedaan waktu Δt. Diagram skematik pengujian ultrasonik ditunjukkan pada Gambar 1. Perbedaan waktu berbanding lurus dengan pemanjangan.
M12 mm × 1,75 mm × 100 mm dan kemudian spesifikasi baut, gunakan baut biasa untuk memasang 5 baut tersebut, pertama-tama gunakan uji penguncian sendiri dengan berbagai bentuk pasta solder kalibrasi, yaitu pelat spiral buatan untuk menyesuaikan flensa baut dan menekannya. Saat memindai gelombang awal (yaitu, merekam L0 asli), lalu kencangkan hingga 100 N m + 30° dengan satu alat (disebut metode tipe I), dan yang lainnya adalah memindai gelombang awal dan mengencangkannya hingga ukuran target dengan pistol pengencang (disebut metode tipe II). Untuk metode tipe kedua), akan ada tipe tertentu dalam proses ini (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4). Gambar 5 adalah baut biasa dan metode penguncian sendiri. Kurva setelah kalibrasi menurut metode tipe I. Gambar 6 adalah tipe penguncian sendiri. Gambar 6 adalah kelas penguncian sendiri. Kurva Kelas I dan Kelas II. Metode penggunaannya dapat berupa: menggunakan kurva kustom dari kelas jangkar umum, persis sama (semua melewati titik asal dengan tingkat segmen dan jumlah titik yang sama); mengunci tipe indeks dari tipe titik jangkar (tipe I dan tanda jangkar, kemiringan perbedaan interval dan jumlah titik); mendapatkan kesamaan.
Percobaan 3 adalah mengatur koordinat Y3 dari Pengaturan Grafik dalam perangkat lunak instrumen akuisisi data sebagai koordinat suhu (menggunakan sensor suhu eksternal), mengatur jarak bebas baut menjadi 60 mm untuk kalibrasi, dan mencatat torsi/gaya aksial/suhu dan kurva sudut. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8, dapat dilihat bahwa dengan pengencangan baut yang terus menerus, suhu terus meningkat, dan kenaikan suhu dapat dianggap linier. Empat sampel baut dipilih untuk kalibrasi dengan mur pengunci otomatis. Gambar 9 menunjukkan kurva kalibrasi keempat baut tersebut. Dapat dilihat bahwa keempat kurva tersebut semuanya bergeser ke kanan, tetapi derajat pergeserannya berbeda. Tabel 2 mencatat jarak pergeseran kurva kalibrasi ke kanan dan peningkatan suhu selama proses pengencangan. Dapat dilihat bahwa derajat pergeseran kurva kalibrasi ke kanan pada dasarnya sebanding dengan peningkatan suhu.
3. Kesimpulan dan Diskusi
Baut tersebut mengalami gabungan gaya aksial dan torsi selama pengencangan, dan gaya resultan dari keduanya akhirnya menyebabkan baut tersebut mengalami deformasi plastis. Dalam kalibrasi baut, hanya gaya aksial baut yang tercermin pada kurva kalibrasi untuk memberikan gaya penjepit pada subsistem pengencangan. Dapat dilihat dari hasil pengujian pada Gambar 5 bahwa, meskipun merupakan mur pengunci otomatis, jika panjang awal dicatat setelah baut diputar secara manual hingga hampir pas dengan permukaan bantalan pelat tekanan, hasil kurva kalibrasi sepenuhnya berimpit dengan hasil mur biasa. Hal ini menunjukkan bahwa dalam kondisi ini, pengaruh torsi pengunci otomatis dari mur pengunci otomatis dapat diabaikan.
Jika baut dikencangkan langsung ke mur pengunci otomatis dengan menggunakan kunci pas listrik, kurva akan bergeser ke kanan secara keseluruhan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Ini menunjukkan bahwa torsi pengunci otomatis memengaruhi perbedaan waktu akustik pada kurva kalibrasi. Amati segmen awal kurva yang bergeser ke kanan, menunjukkan bahwa gaya aksial masih belum dihasilkan dalam kondisi baut memiliki sejumlah pemanjangan tertentu, atau gaya aksial sangat kecil, yang setara dengan baut belum ditekan terhadap sensor gaya aksial. Jelas, pemanjangan baut pada saat ini adalah pemanjangan semu, bukan pemanjangan sebenarnya. Alasan pemanjangan semu adalah panas yang dihasilkan oleh torsi pengunci otomatis selama proses pengencangan udara memengaruhi perambatan gelombang ultrasonik, yang tercermin pada kurva. Ini menunjukkan bahwa baut telah memanjang, menunjukkan bahwa suhu berpengaruh pada gelombang ultrasonik. Untuk Gambar 6, mur pengunci otomatis juga digunakan untuk kalibrasi, tetapi alasan mengapa kurva kalibrasi tidak bergeser ke kanan adalah karena meskipun ada gesekan saat memasang mur pengunci otomatis, panas dihasilkan, tetapi panas tersebut telah diperhitungkan dalam pencatatan panjang awal baut. Panas tersebut telah dihilangkan, dan waktu kalibrasi baut sangat singkat (biasanya kurang dari 5 detik), sehingga pengaruh suhu tidak muncul pada kurva karakteristik kalibrasi.
Dari analisis di atas dapat dilihat bahwa gesekan ulir pada pengencangan udara menyebabkan suhu baut meningkat, yang mengurangi kecepatan gelombang ultrasonik, yang ditunjukkan sebagai pergeseran paralel kurva kalibrasi ke kanan. Torsi, keduanya berbanding lurus dengan panas yang dihasilkan oleh gesekan ulir, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10. Pada Tabel 2, besarnya pergeseran ke kanan kurva kalibrasi dan peningkatan suhu baut selama seluruh proses pengencangan dihitung. Dapat dilihat bahwa besarnya pergeseran ke kanan kurva kalibrasi konsisten dengan tingkat peningkatan suhu, dan memiliki hubungan proporsional linier. Rasionya sekitar 10,1. Dengan asumsi bahwa suhu meningkat sebesar 10°C, perbedaan waktu akustik meningkat sebesar 101ns, yang sesuai dengan gaya aksial 24,4kN pada kurva kalibrasi baut M12. Dari sudut pandang fisik, dijelaskan bahwa peningkatan suhu akan menyebabkan sifat resonansi material baut berubah, sehingga kecepatan gelombang ultrasonik melalui medium baut berubah dan kemudian memengaruhi waktu perambatan ultrasonik.
4. Saran
Saat menggunakan kacang biasa danmur pengunci otomatisUntuk mengkalibrasi kurva karakteristik baut, kurva karakteristik kalibrasi yang berbeda akan diperoleh karena metode yang berbeda. Torsi pengencangan mur pengunci otomatis meningkatkan suhu baut, yang meningkatkan perbedaan waktu ultrasonik, dan kurva karakteristik kalibrasi yang diperoleh akan bergeser ke kanan secara paralel.
Selama pengujian laboratorium, pengaruh suhu pada gelombang ultrasonik harus dihilangkan semaksimal mungkin, atau metode kalibrasi yang sama harus diterapkan pada dua tahap kalibrasi baut dan pengujian gaya aksial.
Waktu posting: 19 Oktober 2022
