자동차 산업 또는 건설 기계 산업의 대규모 및 조립 라인 생산 모드를 충족하기 위해, 하위 부품은 일반적으로 각 하위 공급 업체에 의해 생산되고, 다음 하위 부품은 용접, 리벳, 본딩 및 볼트 연결에 의해 조립된다. 볼트 연결 설계는 간단하고, 부품이 표준화되고 조립이 간단하기 때문에 고효율 및 분해가 널리 사용된다. 볼트 연결은 일반적으로 미리 설정된 토크에 의해 제어됩니다. 플랜지와 실 쌍 사이의 마찰로 인해 토크의 약 90 %가 마찰을 극복하는 데 사용됩니다. 볼트는 볼트의 항복점 앞에 공작을 고정하는 좋은 장력을 생성할 수 있습니다. 그러나 힘이 설정되지 않을수록 더 좋습니다. 볼트의 수율점을 초과하면 힘이 클수록 플라스틱 변형이 향상되고 심지어 골절이 발생할 수 있습니다. 따라서 핵심 부품의 조립 및 체결에서 클램핑 력을 분석하여 연결의 신뢰성을 확보함으로써 신뢰할 수 있는 체결 공정을 확립할 수 있다.
1→ 볼트 연결 및 체결 원리
두 구성 요소의 조인트에 구멍을 뚫고 볼트로 연결합니다. 조임 과정에서 볼트는 조임력에 의해 축방향으로 뻗어 있습니다. 토크 지점에 도달하면 두 구성 요소는 볼트의 장력에 의해 강화됩니다(그림 1 참조). 동일한 조건에서 나사의 길이를 늘리면 볼트가 더 잘 확장되고 클램핑 력을 높일 수 있습니다.
볼트 탄성 변형 범위에서 토크와 클램핑 력 사이에 선형 관계가 있다는 점에 유의해야 합니다. 볼트의 조임은 사용 제한을 초과해서는 안됩니다. 수율 지점에 도달하면 스프링백의 능력을 잃고 플라스틱 변형 또는 골절을 생성합니다. 볼트 등급이 증가함에 따라 인장 강도도 증가합니다. 따라서, 조임에 필요한 볼트 등급및 토크는 수율의 실제 상황에 따라 결정되어야 한다. 엔진의 키 볼트의 경우, 12.9등급 볼트는 일반적으로 더 높은 인장 강도를 얻기 위해 선택됩니다.
토크는 수동 토크 렌치와 전기 조임 총으로 직접 측정할 수 있지만 클램핑 력은 더 우려됩니다. 클램핑 힘은 적용된 토크만큼 간단하지 않습니다. 동일한 볼트 조임 공정에서, 플라스틱 변형이 발생하기 전에 볼트가 회전할수록 토크가 커진다. 그러나 토크가 증가함에 따라 토크의 90%가 볼트와 플랜지 사이의 마찰과 실 쌍의 마찰에 의해 소비되고 마찰 계수가 큰 분산을 가지기 때문에 클램핑 력이 반드시 선형적으로 증가하지는 않습니다. 예를 들어 볼트 나사에 용접 슬래그 또는 스레드 손상이 있는 경우 대상 토크에 조여질 될 때 볼트가 제자리에 있지 않을 수 있습니다. 볼트를 조이기 전에 스레드에 오일링되면 동일한 토크 하에서 마찰을 줄임으로써 더 높은 클램핑 력을 얻을 수 있습니다. 따라서, 토크 방법 외에도 클램핑 력 요구 사항이 높을수록 토크 제어 및 각도 모니터링, 각도 방법 체결 및 기타 고급 조임 공정을 사용할 수 있습니다.
2+ 초음파 클램핑 힘 측정 방법
엔진 공장에서 체결 효과를 더 잘 제어하려면 실린더 헤드 볼트, 로드 볼트 및 메인 베어링 캡 볼트를 연결하여 더 나은 공정 제어를 얻기 위해 클램핑 력을 분석할 필요가 있습니다.
클램핑 힘 측정 및 분석 과정은 초음파 측정 분석기로 크게 감소될 수 있습니다. 측정 장비는 펄스 발생기, 온도 센서, 측정 및 분석 소프트웨어, 초음파 픽업 센서 및 케이블로 구성됩니다. 축 하중은 볼트가 조여질될 때 신장에 비례하며, 이는 볼트 매체의 축력 방향을 따라 초음파의 전파 시차에 도움이 되며, 축 하중에 따라 변경될 수 있으며 주요 단계는 다음과 같다: 1
(1) 볼트 조임 력과 신장 사이의 관계를 결정: 변형을 줄이기 위해, 테스트 된 볼트는 클램핑 힘을 측정 할 때 볼트와 동일한 배치에서 와야합니다. 볼트는 교정 툴링에 조립됩니다. 볼트 등급, 볼트 사양, 총 길이, 클램핑 길이 및 기타 정보를 설정한 후, 토크 적용 중에 계측기를 측정하여 프리로드와 신장 사이의 관계를 획득하고 교정 파일이 생성된다.
(2) 볼트의 초기 길이의 보정: 클램핑 력을 측정하기 전에, 분석할 볼트의 초기 길이를 보정하고, 볼트 상단에 음향 픽업 센서를 붙이고, 측정 장비를 사용하여 초기 길이 리플을 선택한다.
(3) 클램핑 력의 측정 및 분석: 세트 공정에 따라 부품을 조립한 후, 볼트를 조이고, 시료 표면을 청소하고, 음향 픽업 센서를 볼트 패치에 연결하고, 측정 기기는 초음파 신호를 방출한다. 반사된 리플 및 시간에 따라 볼트의 초기 길이와 결합하여 조임 후 볼트의 신장이 계산되고, 클램핑 력은 교정 문서 간의 관계에 따라 최종적으로 결정된다.
(4) 클램핑 력 분석의 품질 관리: 초음파 분석을 사용할 때, 주변 온도가 일정하게 유지되기 때문에, 볼트의 상단과 하단은 충분히 병렬 부드러운 평면을 얻기 위해 분쇄되어야하므로 초음파 반사를 용이하게하고 보다 정확한 결과를 얻을 수 있습니다. 연구에서는 측정을 위해 더 많은 샘플을 사용해야 하며 측정 결과를 실시간으로 분석해야 합니다. 비정상적인 값이 있는 경우 측정 오류를 제거하기 위해 여러 검증을 채택해야 합니다. 통계의 원칙에 따르면, 샘플 크기는 적어도 30 이상이어야하며 데이터는 정상적인 분포를 준수하거나 대략 순종합니다.
3 요약
초음파 측정 및 분석 기술을 사용하면 비파괴적이고 신속한 검출을 달성할 수 있으며 검출 결과를 발견하여 측정의 효율성과 정확성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 클램핑 력 분석을 통해 조임 공정에 대한 지침과 보정을 제공할 수 있으며, 이는 토크 렌치를 사용하여 정적 토크를 감지하는 것보다 긴축 공정을 더 잘 제어하고 품질을 향상시킬 수 있습니다.
