Untuk memenuhi mode produksi skala besar dan jalur perakitan di industri mobil atau industri mesin konstruksi, sub bagian biasanya diproduksi oleh masing-masing sub pemasok, dan kemudian sub bagian dirakit dengan pengelasan, memukau, ikatan dan sambungan baut. Desain sambungan baut sederhana, bagian-bagiannya distandarisasi dan perakitannya sederhana. Ini banyak digunakan karena efisiensi dan pembongkarannya yang tinggi. Sambungan baut umumnya dikontrol oleh torsi yang telah disetel sebelumnya. Karena gesekan antara flensa dan pasangan benang, sekitar 90% torsi digunakan untuk mengatasi gesekan. Baut tersebut dapat menghasilkan tegangan yang baik untuk menjepit benda kerja sebelum titik leleh baut tersebut. Namun, semakin besar gaya tidak diatur, semakin baik. Jika titik leleh baut terlampaui, semakin besar gaya, semakin baik, deformasi plastis dan bahkan patah dapat terjadi. Oleh karena itu, dalam perakitan dan pengencangan bagian-bagian utama, proses pengencangan yang andal dapat dilakukan dengan menganalisis gaya penjepit untuk memastikan keandalan sambungan.
1 、 Prinsip koneksi baut dan pengencang
Bor lubang di sambungan kedua komponen dan sambungkan dengan baut. Dalam proses pengencangan, baut diregangkan secara aksial oleh gaya pengencangan. Setelah mencapai titik torsi, kedua komponen dikencangkan oleh tegangan baut (lihat Gambar 1). Di bawah kondisi yang sama, menambah panjang sekrup dapat membuat baut memanjang lebih baik dan mendapatkan gaya penjepit yang lebih besar.
Perlu dicatat bahwa ada hubungan linier antara torsi dan gaya penjepit dalam rentang deformasi elastis baut. Pengencangan baut tidak boleh melebihi batas penggunaan. Jika mencapai titik leleh maka akan kehilangan kemampuan pegas dan menghasilkan deformasi plastis atau bahkan rekahan. Dengan meningkatnya kemiringan baut, kekuatan tariknya juga akan meningkat. Oleh karena itu, kemiringan baut dan torsi yang diperlukan untuk pengencangan harus ditentukan sesuai dengan situasi luluh yang sebenarnya. Untuk baut kunci di mesin, baut kelas 12,9 umumnya dipilih untuk mendapatkan kekuatan tarik yang lebih tinggi.
Torsi dapat langsung diukur dengan kunci torsi manual dan senapan pengencang listrik, tetapi gaya penjepitan lebih diperhatikan. Gaya penjepit tidak sesederhana torsi yang diterapkan. Pada proses pengencangan baut yang sama, sebelum terjadi deformasi plastis, semakin banyak baut diputar, semakin besar torsi. Namun, dengan bertambahnya torsi, gaya penjepit tidak selalu meningkat secara linier, karena 90% torsi dikonsumsi oleh gesekan antara baut dan sayap dan gesekan pada pasangan ulir, dan faktor gesekan memiliki dispersi yang besar. Ambil dua contoh, misalnya, jika ada slag las atau kerusakan ulir pada sekrup baut, baut mungkin tidak pada tempatnya saat dikencangkan ke torsi target; jika ulir diminyaki sebelum mengencangkan baut, gaya penjepitan yang lebih tinggi dapat diperoleh dengan mengurangi gesekan di bawah torsi yang sama. Oleh karena itu, persyaratan gaya penjepitan yang lebih tinggi, selain metode torsi, dapat menggunakan kontrol torsi dan pemantauan sudut, atau pengetatan metode sudut dan proses pengencangan lanjutan lainnya.
2 、 Metode pengukuran gaya penjepitan ultrasonik
Untuk mengontrol efek pengencangan dengan lebih baik, di pabrik mesin, umumnya perlu menganalisis gaya penjepit untuk sambungan baut penting seperti baut kepala silinder, baut batang penghubung, dan baut tutup bantalan utama untuk mendapatkan kontrol proses yang lebih baik.
Proses pengukuran dan analisis gaya penjepit dapat sangat dikurangi dengan penganalisis pengukuran ultrasonik. Peralatan pengukur terdiri dari generator denyut, sensor suhu, perangkat lunak pengukuran dan analisis, sensor penjemputan ultrasonik, dan kabel. Beban aksial sebanding dengan perpanjangan saat baut dikencangkan, yang kondusif untuk perbedaan waktu propagasi gelombang ultrasonik sepanjang arah gaya aksial dalam media baut, dan dapat diubah sesuai dengan beban aksial Langkah utamanya adalah sebagai berikut : 1
① Tentukan hubungan antara gaya pengencangan awal baut dan perpanjangan: untuk mengurangi variasi, baut yang diuji harus berasal dari batch yang sama dengan baut saat mengukur gaya penjepit. Baut dipasang pada perkakas kalibrasi. Setelah mengatur tingkat baut, spesifikasi baut, panjang total, panjang penjepitan dan informasi lainnya, hubungan antara preload dan elongasi diperoleh dengan alat ukur selama aplikasi torsi, dan file kalibrasi dibuat.
② Kalibrasi panjang awal baut: sebelum mengukur gaya penjepit, kalibrasi panjang awal baut yang akan dianalisis, tempelkan sensor pickup akustik di bagian atas baut, dan gunakan alat ukur untuk mengambil panjang awal riak.
③ Pengukuran dan analisis gaya penjepit: setelah merakit bagian-bagian sesuai dengan proses yang ditetapkan, kencangkan baut, bersihkan permukaan sampel, sambungkan sensor penjepit akustik ke patch baut, dan alat ukur memancarkan sinyal ultrasonik. Menurut riak dan waktu yang dipantulkan, dikombinasikan dengan panjang awal baut, perpanjangan baut setelah pengencangan dihitung, dan gaya penjepit akhirnya ditentukan sesuai dengan hubungan antara dokumen kalibrasi.
④ Kontrol kualitas analisis gaya penjepit: saat menggunakan analisis ultrasonik, karena suhu lingkungan dijaga konstan, bagian atas dan bawah baut harus digiling untuk mendapatkan bidang mulus paralel yang cukup, sehingga memfasilitasi refleksi ultrasonik dan mendapatkan hasil yang lebih akurat. Dalam penelitian, lebih banyak sampel harus digunakan untuk pengukuran, dan hasil pengukuran harus dianalisis secara real time. Jika ada nilai abnormal, beberapa verifikasi harus diadopsi untuk menghilangkan kesalahan pengukuran. Menurut prinsip statistik, ukuran sampel harus lebih dari 30, dan data akan mengikuti atau mendekati distribusi normal.
3 Ringkasan
Menggunakan pengukuran ultrasonik dan teknologi analisis dapat mencapai deteksi non-destruktif, cepat, hasil deteksi dapat ditemukan, sangat meningkatkan efisiensi dan akurasi pengukuran. Melalui analisis gaya penjepit, dapat memberikan panduan dan koreksi untuk proses pengencangan, yang dapat mengontrol proses pengencangan dan meningkatkan kualitas dengan lebih baik daripada menggunakan kunci torsi untuk mendeteksi torsi statis.
