1. บทสรุป
เกลียวภายในที่ใช้โดยคลื่นตามยาวและเลือกใช้จะถูกยึดด้วยน็อตธรรมดาและสลักเกลียวแบบล็อคตัวเองที่ปรับเทียบด้วยกลยุทธ์การขันที่แตกต่างกัน และวิเคราะห์ความแตกต่างระหว่างสลักเกลียวแบบยึดและเส้นโค้งลักษณะเฉพาะของการปรับเทียบแบบล็อคตัวเอง ผลลัพธ์: วิธีการปรับเทียบสลักเกลียวและสลักเกลียวจะได้คุณลักษณะการปรับเทียบที่แตกต่างกัน มาตราส่วนเวลาการล็อกของโซ่ทำให้การปรับเทียบด้วยตนเองเป็นการปรับเทียบด้วยตนเองและมาตราส่วนเวลาการปรับเทียบด้วยตนเองของการปรับเทียบด้วยตนเองนำไปสู่เป้าหมายที่แตกต่างกัน เนื่องจากเส้นโค้งการเคลื่อนไหวปกติ คุณลักษณะเฉพาะต่างๆ ที่ได้จะเคลื่อนไปทางขวา
2. ปรัชญาการทดสอบ
ปัจจุบันวิธีการอัลตราโซนิคถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการทดสอบแรงตามแนวแกนของสลักเกลียวของจุดยึดของระบบย่อยของรถยนต์ นั่นคือ การหาเส้นโค้งลักษณะความสัมพันธ์ (เส้นโค้งการสอบเทียบโบลต์) ระหว่างแรงตามแนวแกนของโบลต์กับความแตกต่างของเวลาเสียงอัลตราโซนิกนั้นจะได้รับล่วงหน้า และดำเนินการทดสอบระบบย่อยชิ้นส่วนจริงในภายหลัง แรงตามแนวแกนของโบลต์ในการเชื่อมต่อการขันนั้นจะได้รับโดยการวัดความแตกต่างของเวลาเสียงของโบลต์ด้วยอัลตราโซนิกและอ้างอิงถึงเส้นโค้งการสอบเทียบ ดังนั้น การได้รับเส้นโค้งการสอบเทียบที่ถูกต้องจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความแม่นยำของผลการวัดแรงตามแนวแกนของโบลต์ในระบบย่อยชิ้นส่วนจริง ในปัจจุบัน วิธีการทดสอบอัลตราโซนิกส่วนใหญ่ได้แก่ วิธีคลื่นเดี่ยว (เช่น วิธีคลื่นตามยาว) และวิธีคลื่นตามยาวตามขวาง
ในกระบวนการสอบเทียบสลักเกลียวมีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อผลการสอบเทียบ เช่น ความยาวของการยึด อุณหภูมิ ความเร็วของเครื่องขัน เครื่องมือติดตั้ง ฯลฯ ปัจจุบันวิธีการสอบเทียบสลักเกลียวที่ใช้กันทั่วไปที่สุดคือวิธีการขันแบบหมุน สลักเกลียวได้รับการสอบเทียบบนแท่นทดสอบสลักเกลียว ซึ่งต้องมีการผลิตอุปกรณ์รองรับสำหรับเซ็นเซอร์แรงตามแนวแกน ซึ่งได้แก่ แผ่นแรงดันและอุปกรณ์รูเกลียวภายใน ฟังก์ชันของอุปกรณ์รูเกลียวภายในคือการแทนที่น็อตปกติ การออกแบบป้องกันการคลายมักใช้ในจุดเชื่อมต่อการยึดที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความปลอดภัยสูงของตัวถังรถยนต์เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของการยึด หนึ่งในมาตรการป้องกันการคลายที่ใช้ในปัจจุบันคือการใช้สกรูล็อคตัวเอง นั่นคือ สกรูล็อคแรงบิดที่มีประสิทธิภาพ
ผู้เขียนใช้หลักการคลื่นตามยาวและใช้อุปกรณ์เกลียวภายในที่ผลิตขึ้นเองเพื่อเลือกน็อตธรรมดาและน็อตล็อคอัตโนมัติเพื่อปรับเทียบสลักเกลียว ผ่านกลยุทธ์การขันและวิธีการปรับเทียบที่แตกต่างกัน ความแตกต่างระหว่างน็อตธรรมดาและน็อตล็อคอัตโนมัติเพื่อปรับเทียบเส้นโค้งของสลักเกลียวจะถูกศึกษา การทดสอบแรงตามแนวแกนของตัวยึดระบบย่อยของยานยนต์มีคำแนะนำบางประการ
การทดสอบแรงตามแนวแกนของสลักเกลียวโดยใช้เทคโนโลยีอัลตราโซนิกเป็นวิธีการทดสอบทางอ้อม ตามหลักการของโซโนอิลาสติก ความเร็วของการแพร่กระจายเสียงในของแข็งสัมพันธ์กับความเค้น ดังนั้นจึงสามารถใช้คลื่นอัลตราโซนิกเพื่อรับแรงตามแนวแกนของสลักเกลียวได้ [5-8] สลักเกลียวจะยืดตัวเองในระหว่างกระบวนการขัน และในขณะเดียวกันก็สร้างแรงดึงตามแนวแกน พัลส์อัลตราโซนิกจะส่งจากหัวสลักเกลียวไปยังหาง เนื่องจากความหนาแน่นของตัวกลางเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน จึงจะย้อนกลับตามเส้นทางเดิม และพื้นผิวของสลักเกลียวจะรับสัญญาณผ่านเซรามิกเพียโซอิเล็กทริก ความแตกต่างของเวลา Δt แผนผังวงจรของการทดสอบอัลตราโซนิกแสดงไว้ในรูปที่ 1 ความแตกต่างของเวลาเป็นสัดส่วนกับการยืดตัว

การทดสอบแรงตามแนวแกนของสลักเกลียวโดยใช้เทคโนโลยีอัลตราโซนิกเป็นวิธีการทดสอบทางอ้อม ตามหลักการของความยืดหยุ่นของเสียง ความเร็วของการแพร่กระจายเสียงในของแข็งจะสัมพันธ์กับความเครียด ดังนั้นจึงสามารถใช้คลื่นอัลตราโซนิกเพื่อรับแรงตามแนวแกนของสลักเกลียวสลักเกลียวจะยืดตัวเองในระหว่างกระบวนการขันและในเวลาเดียวกันก็สร้างแรงดึงตามแนวแกน พัลส์อัลตราโซนิกจะถูกส่งจากหัวของสลักเกลียวไปยังหาง เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันในความหนาแน่นของตัวกลางจึงจะกลับมาตามเส้นทางเดิมและพื้นผิวของสลักเกลียวจะรับสัญญาณผ่านเซรามิกเพียโซอิเล็กทริก ความแตกต่างของเวลา Δt แผนผังวงจรของการทดสอบอัลตราโซนิกแสดงในรูปที่ 1 ความแตกต่างของเวลาเป็นสัดส่วนกับการยืดออก
M12 มม. × 1.75 มม. × 100 มม. จากนั้นระบุรายละเอียดของสลักเกลียว ใช้สลักเกลียวธรรมดา 5 ตัวเพื่อยึดสลักเกลียวดังกล่าว ก่อนอื่นให้ใช้การทดสอบการยึดด้วยตนเองโดยใช้สารบัดกรีสำหรับการสอบเทียบรูปแบบต่างๆ ซึ่งเป็นแผ่นเกลียวเทียมสำหรับขันหน้าแปลนสลักเกลียวให้พอดีและกด เมื่อสแกนคลื่นเริ่มต้น (นั่นคือการบันทึก L0 ดั้งเดิม) จากนั้นขันสกรูให้แน่นด้วย 100 N · m + 30 °ด้วยเครื่องมือหนึ่งอัน (เรียกว่าวิธีประเภท I) และอีกอันหนึ่งคือสแกนคลื่นเริ่มต้นและขันสกรูให้แน่นตามขนาดเป้าหมายด้วยปืนขัน (เรียกว่าวิธีประเภท I) สำหรับวิธีประเภทที่สอง) จะมีประเภทหนึ่งในกระบวนการนี้ (ดังแสดงในรูปที่ 4) 5 คือสลักเกลียวธรรมดาและวิธีการล็อกตัวเอง เส้นโค้งหลังการสอบเทียบตามวิธีประเภท I รูปที่ 6 คือประเภทล็อกตัวเอง รูปที่ 6 คือคลาสล็อกตัวเอง เส้นโค้งคลาส I และคลาส II วิธีการใช้งานสามารถใช้เส้นโค้งที่กำหนดเองของคลาสแองเคอร์ทั่วไปที่เหมือนกันทุกประการ (ทั้งหมดผ่านจุดกำเนิดด้วยอัตราเซกเมนต์และจำนวนจุดเดียวกัน); ล็อคประเภทดัชนีของประเภทจุดแองเคอร์ (ประเภท I และเครื่องหมายแองเคอร์ ความลาดชันของความแตกต่างของช่วงและจำนวนจุด); รับความคล้ายคลึงกัน)

การทดลองที่ 3 คือ การกำหนดพิกัด Y3 ของ Graph Setup ในซอฟต์แวร์เครื่องมือรวบรวมข้อมูลเป็นพิกัดอุณหภูมิ (โดยใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิภายนอก) ตั้งค่าระยะห่างระหว่างการทำงานเปล่าของสลักเกลียวเป็น 60 มม. สำหรับการสอบเทียบ และบันทึกแรงบิด/แรงตามแนวแกน/อุณหภูมิ และเส้นโค้งของมุม ดังแสดงในรูปที่ 8 จะเห็นได้ว่าเมื่อขันสลักเกลียวอย่างต่อเนื่อง อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และถือว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเป็นเส้นตรง ตัวอย่างสลักเกลียวทั้งสี่ตัวถูกเลือกสำหรับการสอบเทียบโดยใช้ตัวล็อคอัตโนมัติ รูปที่ 9 แสดงเส้นโค้งการสอบเทียบของสลักเกลียวทั้งสี่ตัว จะเห็นได้ว่าเส้นโค้งทั้งสี่เส้นถูกเลื่อนไปทางขวาทั้งหมด แต่ระดับของการย้ายจะแตกต่างกัน ตารางที่ 2 บันทึกระยะทางที่เส้นโค้งการสอบเทียบเลื่อนไปทางขวาและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิในระหว่างกระบวนการขัน จะเห็นได้ว่าระดับของเส้นโค้งการสอบเทียบที่เลื่อนไปทางขวาเป็นสัดส่วนกับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโดยพื้นฐาน
3. บทสรุปและการอภิปราย
สลักเกลียวต้องรับแรงที่เกิดจากแกนและแรงบิดร่วมกันระหว่างการขัน และแรงที่เกิดจากทั้งสองแรงนี้จะทำให้สลักเกลียวเกิดการยุบตัวในที่สุด ในการปรับเทียบสลักเกลียว แรงที่เกิดจากแกนของสลักเกลียวเท่านั้นที่จะสะท้อนบนเส้นโค้งการปรับเทียบเพื่อให้เกิดแรงยึดของระบบการยึด จากผลการทดสอบในรูปที่ 5 จะเห็นได้ว่าแม้ว่าจะเป็นน็อตล็อคตัวเอง แต่ถ้าบันทึกความยาวเริ่มต้นหลังจากหมุนสลักเกลียวด้วยมือจนถึงจุดที่เกือบจะพอดีกับพื้นผิวรับน้ำหนักของแผ่นกดแล้ว เส้นโค้งการปรับเทียบจะตรงกับความยาวของน็อตทั่วไปอย่างสมบูรณ์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าในสถานะนี้ อิทธิพลของแรงบิดล็อคตัวเองของน็อตล็อคตัวเองนั้นแทบไม่มีนัยสำคัญ
หากขันสลักเกลียวเข้ากับน็อตล็อคอัตโนมัติโดยตรงด้วยปืนไฟฟ้า เส้นโค้งจะเลื่อนไปทางขวาโดยรวม ดังแสดงในรูปที่ 6 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแรงบิดล็อคอัตโนมัติส่งผลต่อความแตกต่างของเวลาเสียงในเส้นโค้งการสอบเทียบ สังเกตส่วนเริ่มต้นของเส้นโค้งที่เลื่อนไปทางขวา ซึ่งบ่งชี้ว่าแรงตามแนวแกนยังไม่เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่สลักเกลียวมีการยืดตัวในปริมาณหนึ่ง หรือแรงตามแนวแกนมีขนาดเล็กมาก ซึ่งเทียบเท่ากับว่าสลักเกลียวไม่ได้ถูกกดทับกับเซ็นเซอร์แรงตามแนวแกน การยืดตัวของสลักเกลียวในเวลานี้เห็นได้ชัดว่าเป็นการยืดตัวที่ผิดพลาด ไม่ใช่การยืดตัวที่แท้จริง เหตุผลของการยืดตัวที่ผิดพลาดคือความร้อนที่เกิดจากแรงบิดล็อคอัตโนมัติในระหว่างกระบวนการขันอากาศมีผลต่อการแพร่กระจายของคลื่นอัลตราโซนิก ซึ่งสะท้อนบนเส้นโค้ง แสดงให้เห็นว่าสลักเกลียวได้รับการยืดตัว ซึ่งบ่งชี้ว่าอุณหภูมิมีผลต่อคลื่นอัลตราโซนิก สำหรับรูปที่ 6 น็อตล็อคอัตโนมัติยังใช้สำหรับการสอบเทียบด้วย แต่เหตุผลที่เส้นโค้งการสอบเทียบไม่เลื่อนไปทางขวาคือแม้ว่าจะมีแรงเสียดทานเมื่อขันน็อตล็อคอัตโนมัติเข้าไป แต่ก็เกิดความร้อนขึ้น แต่ความร้อนนั้นรวมอยู่ในบันทึกความยาวเริ่มต้นของสลักเกลียวแล้ว ความร้อนได้รับการเคลียร์แล้ว และเวลาในการสอบเทียบสลักเกลียวก็สั้นมาก (โดยปกติจะน้อยกว่า 5 วินาที) ดังนั้นผลของอุณหภูมิจึงไม่ปรากฏบนเส้นโค้งลักษณะการสอบเทียบ
จากการวิเคราะห์ข้างต้นจะเห็นได้ว่าแรงเสียดทานของเกลียวในอากาศขณะขันสกรูทำให้อุณหภูมิของสลักเกลียวสูงขึ้น ซึ่งทำให้ความเร็วของคลื่นอัลตราโซนิกลดลง ซึ่งแสดงออกมาในรูปของการเลื่อนขนานของเส้นโค้งการสอบเทียบไปทางขวา แรงบิดทั้งสองอย่างนี้แปรผันตามความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทานของเกลียว ดังที่แสดงในรูปที่ 10 ในตารางที่ 2 จะนับขนาดของการเลื่อนไปทางขวาของเส้นโค้งการสอบเทียบและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของสลักเกลียวในระหว่างกระบวนการขันทั้งหมด จะเห็นได้ว่าขนาดของการเลื่อนไปทางขวาของเส้นโค้งการสอบเทียบสอดคล้องกับระดับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ และมีความสัมพันธ์แบบสัดส่วนเชิงเส้น อัตราส่วนอยู่ที่ประมาณ 10.1 โดยถือว่าอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10°C ความแตกต่างของเวลาเสียงจะเพิ่มขึ้น 101ns ซึ่งสอดคล้องกับแรงแกน 24.4kN บนเส้นโค้งการสอบเทียบสลักเกลียว M12 จากมุมมองทางกายภาพ อธิบายได้ว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะทำให้คุณสมบัติการสั่นพ้องของวัสดุของสลักเปลี่ยนแปลงไป ทำให้ความเร็วของคลื่นอัลตราโซนิกผ่านตัวกลางของสลักเปลี่ยนแปลงไป และส่งผลกระทบต่อเวลาการแพร่กระจายคลื่นอัลตราโซนิกด้วย
4. ข้อเสนอแนะ
เมื่อใช้ถั่วธรรมดาและน็อตล็อคอัตโนมัติในการปรับเทียบเส้นโค้งลักษณะเฉพาะของสลักเกลียว จะต้องได้เส้นโค้งลักษณะเฉพาะของสลักเกลียวที่แตกต่างกันเนื่องจากวิธีการที่แตกต่างกัน แรงบิดในการขันน็อตล็อคอัตโนมัติจะเพิ่มอุณหภูมิของสลักเกลียว ซึ่งจะเพิ่มความแตกต่างของเวลาอัลตราโซนิก และเส้นโค้งลักษณะเฉพาะของสลักเกลียวที่ได้จะเลื่อนไปทางขวาแบบขนาน
ระหว่างการทดสอบในห้องปฏิบัติการ ควรขจัดอิทธิพลของอุณหภูมิบนคลื่นอัลตราโซนิกให้ได้มากที่สุด หรือควรใช้วิธีการสอบเทียบแบบเดียวกันในสองขั้นตอนของการสอบเทียบโบลต์และการทดสอบแรงตามแนวแกน
เวลาโพสต์: 19 ต.ค. 2565