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通过紧固件扭矩测量计算来简化产品测试和校验

发布时间:2019-05-17 来源:admin

在产品生产过程中获取必要的数据能帮助确保产品的质量和稳定性。下面来介绍如何通过紧固件扭矩来实现着个步骤。

测试和校验是产品设计过程中最为严格的一环。在这个过程中,一些未知的缺陷以及生产过程中出现的瑕疵将会被发现。如你将看到的那样,你将能通过简单的测量以及记录紧固件扭矩来消除这些未知的隐患。

想要确保产品能符合生产标准,能够长期稳定地进行,且不会过早地损坏并不是一件容易的事。顾客,监管部门以及科镁隆工厂质量控制部门都希望能够对产品缺陷的根源进行追查。你将如何满足这些不同群体的要求呢?答案就是提供产品在进行规范测试时产生的所有数据。尽管有许多设计的方面需要关注,但本文将通过描述紧固件预负荷的影响以及如何解决因不恰当的预负荷可能产生的问题,来重点介绍一些“具体细节”。

为什么要把重点放在紧固件上呢?产品的结构依靠其自身的紧固件来分配各个部门所要承受的负荷。如果紧固件所承受的预负荷是非正常的,那么这将导致产品过早损坏。举个例子,如果一个螺栓承受的预负荷过小,那么它将会比周围其他部位传递更少的压力,便会因此导致超负荷,容易损坏。另一方面,如果螺栓承受过大的预负荷,将会损坏结构亦或是过度延展,最终将导致螺栓预负荷的损失。不恰当地拧紧紧固件不仅仅会影响负荷的分配,还将影响密封完整性。

垫片和密封圈需要螺栓有足够的预负荷来使它们固定住,这将使得垫片能达到产品的预期使用寿命;否则故障将会发生。比方说,过多的预负荷将导致垫圈过早损坏,同时过少的预负荷也会导致密封不良。

为什么螺栓会受到非正常的预负荷呢?这将要追溯到装配过程中无法避免的摩擦力以及拧紧过程中不恰当的扭矩力。为了解决这个问题,需要你测量螺栓受到的扭矩值和预负荷值,并使用这些数据来确定摩擦力的大小以及计算恰当的扭矩力。

1、采集螺栓预负荷数据

一个完整的测量方案需要两个传感器:一个用来测量螺栓的负荷,另一个来测量受到的扭矩力。测量螺栓负荷的传感器要能被螺栓从中穿过,同时测量被拧紧时,螺栓顶端的受力情况。这些传感器以不同的名字命名,如通孔压式传感器,力传感器或者环形压式传感器等等。这些传感器并不局限于测量计算螺栓的负荷;他们能够永久地被安装在产品里,来监控垫圈和密封圈。因此这将对预负荷(会导致垫圈疲劳和硬化)的变化进行长期监控,使得你能够在垫圈损坏前对其进行更换。

2、测量受到的扭矩力

扭矩力的测量很简单,就像使用一个带有数字显示的力扭矩扳手或带有反应或旋转扭矩传感器的变形测量器一样。后者可以连接到一个数字显示器和数据纪录检测系统,以自动采集在拧紧过程中每一个紧固件受到的扭矩力或者集成到自动装配系统中,以便实时监控反馈。最适合的传感器将取决于你需要的精确度和使用需求。如果你已经选择了测量负荷和扭矩力的传感器,你将能获取摩擦力的数值,因此可以准确地计算出你所需要施加的扭矩力。

3、获取紧固件摩擦力的数值并确定合适的扭矩力

    摩擦力数值的获取也十分简单。把传感器安装在产品与螺栓之间,螺栓的轴从传感器中穿过顶端紧贴传感器的主动感应区域。随后拧紧传感器,同时测量扭矩值以及负荷值,不断重复实验,直到两者数值不再变动。通过运用扭矩计算方程(如Farr Screwjack方程式或Motosh方程式),将测得的两个数值代入其中,计算出摩擦力的大小。如果已经得到摩擦力的数值,你便能计算出恰当的扭矩值。然后,在生产过程中,你将这个精确的扭矩值与扭矩传感器结合起来,以验证每一个紧固件是否都受到了恰当的扭矩力,并都已记录下来。采集的数据将用于确保产品的质量以及生产的稳定性。因此产品的校验和追溯缺陷的根源都不再是问题。


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