• बीके4
  • बीके5
  • बीके2
  • बीके3

1. संक्षिप्त

अनुदैर्ध्य तरंगों द्वारा उपयोग किया जाने वाला और उपयोग के लिए चयनित आंतरिक धागा इसके द्वारा निर्धारित किया जाता है।साधारण बोल्टविभिन्न कसने की रणनीतियों द्वारा कैलिब्रेट किए गए सेल्फ-लॉकिंग बोल्टों और एंकर बोल्टों तथा सेल्फ-लॉकिंग कैलिब्रेशन एंकरिंग विशेषता वक्रों के बीच अंतर का विश्लेषण किया गया है। परिणाम: बोल्ट और बोल्ट कैलिब्रेशन विधि से अलग-अलग कैलिब्रेशन विशेषताएँ प्राप्त होंगी। चेन के लॉकिंग समय पैमाने के कारण सेल्फ-कैलिब्रेशन और सेल्फ-कैलिब्रेशन समय-पैमाना अलग-अलग लक्ष्यों की ओर ले जाते हैं। सामान्य गति वक्र के कारण, प्राप्त विभिन्न विशेषताएँ दाईं ओर खिसक जाएँगी।

2. परीक्षा दर्शन

वर्तमान में, अल्ट्रासोनिक विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता हैबोल्ट अक्षीय बल परीक्षणऑटोमोबाइल उपप्रणाली के कसने वाले बिंदु के लिए, बोल्ट अक्षीय बल और अल्ट्रासोनिक ध्वनि समय अंतर के बीच संबंध विशेषता वक्र (बोल्ट अंशांकन वक्र) पहले से प्राप्त किया जाता है, और फिर वास्तविक भाग उपप्रणाली का परीक्षण किया जाता है। कसने वाले कनेक्शन में बोल्ट के अक्षीय बल को बोल्ट के ध्वनि समय अंतर को अल्ट्रासोनिक रूप से मापकर और अंशांकन वक्र का संदर्भ लेकर प्राप्त किया जा सकता है। इसलिए, वास्तविक भाग उपप्रणाली में बोल्ट अक्षीय बल माप परिणामों की सटीकता के लिए सही अंशांकन वक्र प्राप्त करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। वर्तमान में, अल्ट्रासोनिक परीक्षण विधियों में मुख्य रूप से एकल तरंग विधि (यानी अनुदैर्ध्य तरंग विधि) और अनुप्रस्थ अनुदैर्ध्य तरंग विधि शामिल हैं।
बोल्ट कैलिब्रेशन की प्रक्रिया में, कैलिब्रेशन परिणामों को प्रभावित करने वाले कई कारक होते हैं, जैसे क्लैम्पिंग लंबाई, तापमान, कसने वाली मशीन की गति, फिक्स्चर टूलिंग आदि। वर्तमान में, सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली बोल्ट कैलिब्रेशन विधि रोटेशन टाइटनिंग विधि है। बोल्ट को बोल्ट टेस्ट बेंच पर कैलिब्रेट किया जाता है, जिसके लिए अक्षीय बल सेंसर के लिए सहायक फिक्स्चर का निर्माण आवश्यक होता है, जो कि प्रेशर प्लेट और आंतरिक थ्रेडेड होल फिक्स्चर होते हैं। आंतरिक थ्रेडेड होल फिक्स्चर का कार्य सामान्य नटों का स्थान लेना है। ऑटोमोबाइल चेसिस के उच्च सुरक्षा कारक वाले फास्टनिंग कनेक्शन बिंदुओं में आमतौर पर एंटी-लूज़ डिज़ाइन का उपयोग किया जाता है ताकि फास्टनिंग की विश्वसनीयता सुनिश्चित हो सके। वर्तमान में अपनाए गए एंटी-लूज़ उपायों में से एक सेल्फ-लॉकिंग नट है, यानी प्रभावी टॉर्क लॉकिंग नट।

लेखक ने अनुदैर्ध्य तरंग विधि अपनाई है और बोल्ट को कैलिब्रेट करने के लिए साधारण नट और सेल्फ-लॉकिंग नट का चयन करने हेतु स्वयं निर्मित आंतरिक थ्रेड फिक्स्चर का उपयोग किया है। विभिन्न कसने की रणनीतियों और कैलिब्रेशन विधियों के माध्यम से, बोल्ट कर्व को कैलिब्रेट करने के लिए साधारण नट और सेल्फ-लॉकिंग नट के बीच अंतर का अध्ययन किया गया है। ऑटोमोटिव सबसिस्टम फास्टनरों के अक्षीय बल परीक्षण के संबंध में कुछ सुझाव दिए गए हैं।

अल्ट्रासोनिक तकनीक द्वारा बोल्ट के अक्षीय बल का परीक्षण एक अप्रत्यक्ष परीक्षण विधि है। ध्वनि प्रत्यास्थता के सिद्धांत के अनुसार, ठोस पदार्थों में ध्वनि संचरण की गति तनाव से संबंधित होती है, इसलिए बोल्ट के अक्षीय बल को प्राप्त करने के लिए अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग किया जा सकता है [5-8]। कसने की प्रक्रिया के दौरान बोल्ट खिंचता है और साथ ही अक्षीय तन्यता उत्पन्न करता है। अल्ट्रासोनिक तरंग बोल्ट के शीर्ष से पूंछ तक संचारित होती है। माध्यम के घनत्व में अचानक परिवर्तन के कारण, यह मूल पथ पर वापस लौटती है, और बोल्ट की सतह पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के माध्यम से संकेत प्राप्त करती है। समय अंतराल Δt होता है। अल्ट्रासोनिक परीक्षण का योजनाबद्ध आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है। समय अंतराल खिंचाव के समानुपाती होता है।

e5c9ec8e475c567692f1ea371f39c1a

अल्ट्रासोनिक तकनीक द्वारा बोल्ट के अक्षीय बल का परीक्षण एक अप्रत्यक्ष परीक्षण विधि है। ध्वनि प्रत्यास्थता के सिद्धांत के अनुसार, ठोस पदार्थों में ध्वनि के प्रसार की गति तनाव से संबंधित होती है, इसलिए अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करके बल का मान प्राप्त किया जा सकता है।बोल्टों का अक्षीय बलकसने की प्रक्रिया के दौरान बोल्ट खिंचता है और साथ ही अक्षीय तनाव उत्पन्न करता है। अल्ट्रासोनिक तरंग बोल्ट के सिरे से सिरे तक संचारित होती है। माध्यम के घनत्व में अचानक परिवर्तन के कारण, यह मूल पथ पर वापस लौट आती है और बोल्ट की सतह पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के माध्यम से संकेत प्राप्त करती है। समय अंतराल Δt होता है। अल्ट्रासोनिक परीक्षण का आरेख चित्र 1 में दर्शाया गया है। समय अंतराल खिंचाव के समानुपाती होता है।

M12 mm × 1.75 mm × 100 mm और फिर बोल्टों के विनिर्देश के अनुसार, साधारण बोल्टों का उपयोग करके 5 बोल्ट लगाएं। पहले विभिन्न प्रकार के कैलिब्रेशन सोल्डर पेस्ट के साथ सेल्फ-एंकर परीक्षण करें। बोल्ट फ्लेंज को फिट करने और दबाने के लिए कृत्रिम सर्पिल प्लेट का उपयोग करें। प्रारंभिक तरंग को स्कैन करते समय (अर्थात मूल L0 को रिकॉर्ड करते समय), इसे एक उपकरण (जिसे टाइप I विधि कहा जाता है) से 100 N m+30° तक कसें। दूसरी विधि में, प्रारंभिक तरंग को स्कैन करके टाइटनिंग गन से लक्ष्य आकार तक कसें (जिसे टाइप II विधि कहा जाता है)। दूसरी विधि में, इस प्रक्रिया में एक निश्चित प्रकार होगा (जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है)। चित्र 5 साधारण बोल्ट और सेल्फ-लॉकिंग विधि है। टाइप I विधि के अनुसार कैलिब्रेशन के बाद का वक्र चित्र 6 में दिखाया गया है। चित्र 6 सेल्फ-लॉकिंग प्रकार है। चित्र 6 सेल्फ-लॉकिंग वर्ग को दर्शाता है। वर्ग I और वर्ग II वक्र। उपयोग की विधि इस प्रकार हो सकती है: सामान्य एंकर वर्ग के कस्टम वक्र का उपयोग करें, जो बिल्कुल समान हो (सभी मूल बिंदु से समान खंड दर और बिंदुओं की संख्या के साथ गुजरते हों); एंकर बिंदु प्रकार के सूचकांक प्रकार को लॉक करें (प्रकार I और एंकर चिह्न, अंतराल अंतर की ढलान और बिंदुओं की संख्या); समानताएं प्राप्त करें।

cd8c10016a4679fe0900e92ca5229ee

प्रयोग 3 में, डेटा अधिग्रहण उपकरण सॉफ़्टवेयर में ग्राफ़ सेटअप के Y3 निर्देशांक को तापमान निर्देशांक के रूप में सेट किया गया (एक बाह्य तापमान सेंसर का उपयोग करके), अंशांकन के लिए बोल्ट की निष्क्रिय दूरी को 60 मिमी पर सेट किया गया, और टॉर्क/अक्षीय बल/तापमान तथा कोण के वक्र को रिकॉर्ड किया गया। चित्र 8 में दर्शाए अनुसार, यह देखा जा सकता है कि बोल्ट को लगातार कसने पर तापमान लगातार बढ़ रहा है, और तापमान वृद्धि को रैखिक माना जा सकता है। अंशांकन के लिए स्व-लॉकिंग नट वाले चार बोल्ट नमूने चुने गए। चित्र 9 में चारों बोल्टों के अंशांकन वक्र दर्शाए गए हैं। यह देखा जा सकता है कि चारों वक्र दाईं ओर स्थानांतरित हैं, लेकिन स्थानांतरण की मात्रा भिन्न-भिन्न है। तालिका 2 में कसने की प्रक्रिया के दौरान अंशांकन वक्र के दाईं ओर स्थानांतरित होने की दूरी और तापमान वृद्धि को रिकॉर्ड किया गया है। यह देखा जा सकता है कि अंशांकन वक्र के दाईं ओर स्थानांतरित होने की मात्रा मूलतः तापमान वृद्धि के समानुपाती है।

3. निष्कर्ष और चर्चा

कसते समय बोल्ट पर अक्षीय तनाव और मरोड़ तनाव दोनों का संयुक्त प्रभाव पड़ता है, और इन दोनों के परिणामस्वरूप अंततः बोल्ट में शिथिलता आ जाती है। बोल्ट के अंशांकन में, केवल बोल्ट के अक्षीय बल को ही अंशांकन वक्र पर दर्शाया जाता है ताकि कसने वाले उपप्रणाली का क्लैम्पिंग बल प्राप्त हो सके। चित्र 5 में परीक्षण परिणामों से देखा जा सकता है कि, यद्यपि यह एक स्व-लॉकिंग नट है, यदि बोल्ट को मैन्युअल रूप से घुमाकर उस बिंदु तक लाया जाता है जहाँ वह दबाव प्लेट की बेयरिंग सतह पर लगभग फिट हो जाता है, तो अंशांकन वक्र के परिणाम सामान्य नट के परिणामों से पूरी तरह मेल खाते हैं। इससे पता चलता है कि इस स्थिति में, स्व-लॉकिंग नट के स्व-लॉकिंग टॉर्क का प्रभाव नगण्य है।

यदि बोल्ट को इलेक्ट्रिक गन से सीधे सेल्फ-लॉकिंग नट में कसा जाता है, तो वक्र पूरी तरह से दाईं ओर खिसक जाएगा, जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है। इससे पता चलता है कि सेल्फ-लॉकिंग टॉर्क कैलिब्रेशन वक्र में ध्वनिक समय अंतर को प्रभावित करता है। वक्र के दाईं ओर खिसके हुए प्रारंभिक भाग को देखें, जो दर्शाता है कि बोल्ट में एक निश्चित मात्रा में खिंचाव होने पर भी अक्षीय बल उत्पन्न नहीं होता है, या अक्षीय बल बहुत कम होता है, जिसका अर्थ है कि बोल्ट को अक्षीय बल सेंसर पर दबाया नहीं गया है। स्पष्ट रूप से, इस समय बोल्ट का खिंचाव वास्तविक खिंचाव नहीं, बल्कि एक झूठा खिंचाव है। झूठे खिंचाव का कारण यह है कि वायु कसने की प्रक्रिया के दौरान सेल्फ-लॉकिंग टॉर्क द्वारा उत्पन्न ऊष्मा अल्ट्रासोनिक तरंगों के प्रसार को प्रभावित करती है, जो वक्र पर प्रतिबिंबित होती है। इससे पता चलता है कि बोल्ट में खिंचाव हुआ है, जो दर्शाता है कि तापमान अल्ट्रासोनिक तरंग को प्रभावित करता है। चित्र 6 के लिए, कैलिब्रेशन हेतु सेल्फ-लॉकिंग नट का भी उपयोग किया गया है, लेकिन कैलिब्रेशन वक्र के दाईं ओर न खिसकने का कारण यह है कि यद्यपि सेल्फ-लॉकिंग नट को कसते समय घर्षण होता है और ऊष्मा उत्पन्न होती है, लेकिन बोल्ट की प्रारंभिक लंबाई की रिकॉर्डिंग में इस ऊष्मा को शामिल कर लिया गया है। इसे हटा दिया गया है, और बोल्ट कैलिब्रेशन का समय बहुत कम होता है (आमतौर पर 5 सेकंड से कम), इसलिए तापमान का प्रभाव कैलिब्रेशन विशेषता वक्र पर दिखाई नहीं देता है।

उपरोक्त विश्लेषण से यह देखा जा सकता है कि वायु स्क्रूइंग में धागे के घर्षण के कारण बोल्ट का तापमान बढ़ता है, जिससे अल्ट्रासोनिक तरंग का वेग कम हो जाता है, जो अंशांकन वक्र के दाईं ओर समानांतर विस्थापन के रूप में प्रकट होता है। टॉर्क, ये दोनों ही धागे के घर्षण से उत्पन्न ऊष्मा के समानुपाती होते हैं, जैसा कि चित्र 10 में दर्शाया गया है। तालिका 2 में, संपूर्ण कसने की प्रक्रिया के दौरान अंशांकन वक्र के दाईं ओर विस्थापन की मात्रा और बोल्ट के तापमान में वृद्धि की गणना की गई है। यह देखा जा सकता है कि अंशांकन वक्र के दाईं ओर विस्थापन की मात्रा तापमान वृद्धि की मात्रा के अनुरूप है, और इसमें एक रेखीय समानुपाती संबंध है। अनुपात लगभग 10.1 है। यह मानते हुए कि तापमान 10°C बढ़ता है, ध्वनिक समय अंतर 101ns बढ़ जाता है, जो M12 बोल्ट अंशांकन वक्र पर 24.4kN के अक्षीय बल के अनुरूप है। भौतिक दृष्टिकोण से, यह बताया गया है कि तापमान में वृद्धि से बोल्ट सामग्री के अनुनादी गुण में परिवर्तन होगा, जिससे बोल्ट माध्यम से अल्ट्रासोनिक तरंग की गति बदल जाएगी और फिर यह अल्ट्रासोनिक प्रसार समय को प्रभावित करेगी।

4. सुझाव

साधारण अखरोट औरस्वत: लॉक होने वाला नटबोल्ट के अभिलक्षण वक्र को अंशांकित करने के लिए, विभिन्न विधियों के कारण भिन्न-भिन्न अंशांकन अभिलक्षण वक्र प्राप्त होंगे। स्व-लॉकिंग नट का कसने वाला बल बोल्ट का तापमान बढ़ाता है, जिससे अल्ट्रासोनिक समय अंतर बढ़ता है, और प्राप्त अंशांकन अभिलक्षण वक्र समानांतर रूप से दाईं ओर खिसक जाएगा।
प्रयोगशाला परीक्षण के दौरान, अल्ट्रासोनिक तरंग पर तापमान के प्रभाव को यथासंभव समाप्त किया जाना चाहिए, या बोल्ट अंशांकन और अक्षीय बल परीक्षण के दोनों चरणों में समान अंशांकन विधि को अपनाया जाना चाहिए।


पोस्ट करने का समय: 19 अक्टूबर 2022
डाउनलोड करना
ई-सूची