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通過緊固件扭矩測量計算來簡化產品測試和校驗

發布時間:2019-05-17 來源:admin

在產品生產過程中獲取必要的數據能幫助確保產品的質量和穩定性。下面來介紹如何通過緊固件扭矩來實現著個步驟。

測試和校驗是產品設計過程中最為嚴格的一環。在這個過程中,一些未知的缺陷以及生產過程中出現的瑕疵將會被發現。如你將看到的那樣,你將能通過簡單的測量以及記錄緊固件扭矩來消除這些未知的隱患。

想要確保產品能符合生產標準,能夠長期穩定地進行,且不會過早地損壞并不是一件容易的事。顧客,監管部門以及科鎂隆工廠質量控制部門都希望能夠對產品缺陷的根源進行追查。你將如何滿足這些不同群體的要求呢?答案就是提供產品在進行規范測試時產生的所有數據。盡管有許多設計的方面需要關注,但本文將通過描述緊固件預負荷的影響以及如何解決因不恰當的預負荷可能產生的問題,來重點介紹一些“具體細節”。

為什么要把重點放在緊固件上呢?產品的結構依靠其自身的緊固件來分配各個部門所要承受的負荷。如果緊固件所承受的預負荷是非正常的,那么這將導致產品過早損壞。舉個例子,如果一個螺栓承受的預負荷過小,那么它將會比周圍其他部位傳遞更少的壓力,便會因此導致超負荷,容易損壞。另一方面,如果螺栓承受過大的預負荷,將會損壞結構亦或是過度延展,最終將導致螺栓預負荷的損失。不恰當地擰緊緊固件不僅僅會影響負荷的分配,還將影響密封完整性。

墊片和密封圈需要螺栓有足夠的預負荷來使它們固定住,這將使得墊片能達到產品的預期使用壽命;否則故障將會發生。比方說,過多的預負荷將導致墊圈過早損壞,同時過少的預負荷也會導致密封不良。

為什么螺栓會受到非正常的預負荷呢?這將要追溯到裝配過程中無法避免的摩擦力以及擰緊過程中不恰當的扭矩力。為了解決這個問題,需要你測量螺栓受到的扭矩值和預負荷值,并使用這些數據來確定摩擦力的大小以及計算恰當的扭矩力。

1、采集螺栓預負荷數據

一個完整的測量方案需要兩個傳感器:一個用來測量螺栓的負荷,另一個來測量受到的扭矩力。測量螺栓負荷的傳感器要能被螺栓從中穿過,同時測量被擰緊時,螺栓頂端的受力情況。這些傳感器以不同的名字命名,如通孔壓式傳感器,力傳感器或者環形壓式傳感器等等。這些傳感器并不局限于測量計算螺栓的負荷;他們能夠永久地被安裝在產品里,來監控墊圈和密封圈。因此這將對預負荷(會導致墊圈疲勞和硬化)的變化進行長期監控,使得你能夠在墊圈損壞前對其進行更換。

2、測量受到的扭矩力

扭矩力的測量很簡單,就像使用一個帶有數字顯示的力扭矩扳手或帶有反應或旋轉扭矩傳感器的變形測量器一樣。后者可以連接到一個數字顯示器和數據紀錄檢測系統,以自動采集在擰緊過程中每一個緊固件受到的扭矩力或者集成到自動裝配系統中,以便實時監控反饋。最適合的傳感器將取決于你需要的精確度和使用需求。如果你已經選擇了測量負荷和扭矩力的傳感器,你將能獲取摩擦力的數值,因此可以準確地計算出你所需要施加的扭矩力。

3、獲取緊固件摩擦力的數值并確定合適的扭矩力

    摩擦力數值的獲取也十分簡單。把傳感器安裝在產品與螺栓之間,螺栓的軸從傳感器中穿過頂端緊貼傳感器的主動感應區域。隨后擰緊傳感器,同時測量扭矩值以及負荷值,不斷重復實驗,直到兩者數值不再變動。通過運用扭矩計算方程(如Farr Screwjack方程式或Motosh方程式),將測得的兩個數值代入其中,計算出摩擦力的大小。如果已經得到摩擦力的數值,你便能計算出恰當的扭矩值。然后,在生產過程中,你將這個精確的扭矩值與扭矩傳感器結合起來,以驗證每一個緊固件是否都受到了恰當的扭矩力,并都已記錄下來。采集的數據將用于確保產品的質量以及生產的穩定性。因此產品的校驗和追溯缺陷的根源都不再是問題。


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