Bħala indikatur ewlieni għall-kontrollboltforza tal-ikklampjar, ir-realtà hija li l-biċċa l-kbira tat-torque tal-issikkar jintilef permezz tal-frizzjoni, b'porzjon żgħir biss attwalment konvertit f'forza tal-ikklampjar. Allura, liema fatturi fl-aħħar jiddeterminaw id-distribuzzjoni tat-torque tal-bolt u l-kobor tal-koeffiċjent tal-frizzjoni? Illum, l-editur minn Jiangsu Jinrui se jaqsam studju empiriku bbażat fuq analiżi tal-mikrotopografija, li tiżvela l-fatturi ewlenin li jinfluwenzaw id-distribuzzjoni tat-torque tal-bolt u l-koeffiċjent tal-frizzjoni, li jipprovdi bażi b'saħħitha għall-kisba ta 'rbit ta'-affidabbiltà għolja.
1. Koeffiċjent tal-frizzjoni u Distribuzzjoni tat-Torque
Meta tissikka bolt, it-torque tad-dħul ma jintużax għal kollox biex jiġġebbed il-bolt u jiġġenera forza tal-ikklampjar. Fil-fatt, it-torque huwa mqassam fost tliet mogħdijiet ta 'konsum:
Frizzjoni tal-ħajt: Il-frizzjoni sseħħ fiż-żona ta 'kuntatt tal-ħajta bejn il-bolt u l-ġewż, li tikkonsma ammont kbir ta' torque;
Frizzjoni tal-wiċċ tal-ġarr: Il-frizzjoni teżisti wkoll bejn ir-ras tal-bolt u l-washer jew il-wiċċ tal-komponent konness, u t-torque kkunsmat f'din il-parti jammonta għal proporzjon akbar;
Effett ta 'l-angolu taċ-ċomb tal-ħajt (jiġifieri, komponent ta' preload effettiv): Din il-parti biss tat-torque hija verament użata biex tistira l-bolt u b'hekk tifforma forza ta 'kklampjar.
Studji wrew li madwar 85% sa 90% tat-torque jintuża biex tingħeleb il-frizzjoni, u madwar 10% biss jinbidel f'forza tat-tensjoni tal-bolt.
Dan ifisser li ladarba jinbidel il-koeffiċjent tal-frizzjoni, l-effiċjenza tal-konverżjoni tat-torque tinbidel kif xieraq, li tirriżulta f'differenza possibbli ta 'aktar mid-doppju fil-forza tal-ikklampjar ġġenerata taħt l-istess torque. Għalhekk, mhuwiex affidabbli li tissakkar il-forza tal-ikklampjar biss bit-torque.
2. Disinn tal-Iskema
Biex tesplora fil-fond il-fatturi ewlenin li jiddeterminaw id-distribuzzjoni tat-torque tal-bolt u l-koeffiċjent tal-frizzjoni, il-Laboratorju tat-Triboloġija tal-École Centrale de Lyon fi Franza iddisinja skema sperimentali sistematika. L-għan ewlieni ta 'din l-iskema huwa li tgħaqqad l-ittestjar mekkaniku ma' analiżi tal-mikrotopografija tal-wiċċ biex tiġi stabbilita relazzjoni kawżali bejn l-imġiba tal-frizzjoni u l-mikrostruttura.
L-esperiment sar skont l-istandard ISO 16047 għall-ittestjar tal-forza tal-ikklampjar tat-torque-. Il-boltijiet użati kienu ta 'speċifikazzjoni M10 × 60, magħmula minn azzar 30MnB4, li kienu cold-headed, thread-rolled, and then electrogalvanized. Il-valuri speċifiċi tat-torque totali ġew irreġistrati fid-dettall, filwaqt li t-torque tal-ħajta u t-torque tal-wiċċ tal-bearing ġew separati biex jikkalkulaw b'mod preċiż il-koeffiċjent tal-frizzjoni u janalizzaw il-liġi tad-distribuzzjoni tat-torque. It-teknoloġija tal-iskannjar tat-topografija tridimensjonali intużat biex tiġi estratta l-ħruxija-parametri relatati, u l-bidliet fil-parametri qabel u wara l-issikkar tqabblu biex tiġi esplorata l-korrelazzjoni intrinsika bejn l-imġiba tal-frizzjoni u l-mikrotopografija. Dan id-disinn mhux biss jikkunsidra l-prestazzjoni mekkanika iżda jidħol ukoll fil-livell mikro, u jiżvela r-raġunijiet fundamentali għal bidliet fid-distribuzzjoni tat-torque tal-bolt u l-koeffiċjent tal-frizzjoni.
3. Metodu ta 'Verifika tat-Test
Ibbażat fuq l-iskema ta 'hawn fuq, inbena apparat tat-test li jikkonforma mal-istandard ISO 16047, li jista' jkejjel b'mod preċiż it-torque u l-forza tal-ikklampjar. Il-proċess tat-test jinkludi l-links li ġejjin:
It-twaħħil u t-tagħbija tal-bolt: Installa l-bolt fuq bank tat-test standardizzat, applika torque stabbilit, u -ħin reali jirreġistra l-valuri tat-torque totali, it-torque tal-ħajt, it-torque tal-wiċċ tal-ġarr, u l-forza tal-ikklampjar;
Kejl tas-separazzjoni tal-frizzjoni: Separa l-frizzjoni tal-ħajt mill-frizzjoni tal-wiċċ tal-ġarr permezz tal-istruttura speċjali tal-apparat u s-sensuri biex tiżgura l-eżattezza tal-kalkolu tal-koeffiċjent tal-frizzjoni;
Arranġament tal-iskannjar tat-topografija: Qabel u wara kull operazzjoni tal-issikkar, wettaq skanjar tridimensjonali fuq il-wiċċ tal-ġarr tar-ras tal-bolt u l-wiċċ tal-washer biex taqbad informazzjoni dwar il-karatteristika tal-livell tal-mikron-;
Estrazzjoni u analiżi tal-parametri: Oħroġ -parametri relatati mal-ħruxija u għaqqadhom mad-dejta tal-frizzjoni biex tanalizza r-relazzjoni korrispondenti bejn il-bidliet fit-topografija tal-wiċċ u l-imġiba tal-frizzjoni.
Il-figura hawn taħt turi l-istruttura tal-bank tat-test u l-pożizzjonijiet speċifiċi tal-punti tal-kejl.
4. Analiżi tar-Riżultati tat-Topografija
Id-dejta tat-test żvelat diversi fenomeni ewlenin li jgħinu biex jifhmu fil-fond il-fatturi fundamentali li jiddeterminaw id-distribuzzjoni tat-torque u l-koeffiċjent tal-frizzjoni:
4.1 Bidliet Dinatiċi tal-Koeffiċjent ta' Frizzjoni
Matul il-proċess tal-issikkar, il-koeffiċjent tal-frizzjoni mhuwiex kostanti iżda jinbidel kontinwament mal-istat tal-kuntatt. Ġeneralment, il-koeffiċjent tal-frizzjoni tal-wiċċ tal-ġarr huwa madwar 44% ogħla mill-koeffiċjent tal-frizzjoni tal-ħajta, li jindika li ħafna mit-torque jiġi kkunsmat fuq il-wiċċ tal-ġarr aktar milli l-wiċċ tal-ħajta.
4.2 Dispersibbiltà sinifikanti tat-torque
Anke meta tiġi stabbilita l-istess mira tal-forza tal-ikklampjar, id-differenza fit-torque meħtieġ tista 'tkun kważi d-doppju. Pereżempju, xi boltijiet jeħtieġu torque ta '96.7 Nm, filwaqt li oħrajn jeħtieġu biss 54.5 Nm. Din it-tixrid tal-valuri tat-torque hija direttament ikkawżata mill-instabilità tal-koeffiċjent tal-frizzjoni.
4.3 Evoluzzjoni sinifikanti tat-topografija tal-wiċċ
Ir-riżultati tal-iskannjar tridimensjonali juru li l-parametri tal-ħruxija tal-wiċċ tal-ġarr għaddew minn bidliet sinifikanti:
Sq (root mean square roughness) naqas minn bejn wieħed u ieħor 5.3 μm għal 1.04 μm, u l-wiċċ sar aktar lixx;
Ssk (skewness) daru negattiv, li jindika bidla fid-distribuzzjoni tal-qċaċet tal-wiċċ u l-widien, b'aktar materjal ikkonċentrat fil-punti baxxi (widien) tal-wiċċ, u l-karatteristiċi tal-fossa saru aktar ovvji;
Il-valur ta 'Sku (kurtosis) żdied, li jfisser li l-kapaċità tal-ġarr tal-wiċċ ġiet imsaħħa.
Dawn il-bidliet jindikaw li matul il-proċess tal-issikkar, il-wiċċ jgħaddi minn deformazzjoni plastika, iż-żona ta 'kuntatt reali tiżdied, u l-imġieba tal-frizzjoni tinbidel kif xieraq. Il-figura hawn taħt turi t-topografija tridimensjonali-tal-wiċċ tal-ġarr tar-ras tal-bolt qabel u wara l-issikkar: qabel l-issikkar, il-wiċċ jippreżenta struttura tal-wied ovvja mhux maħduma-; wara l-issikkar, il-qċaċet mhux maħduma huma mqaxxrin, il-wiċċ għandu tendenza li jkun ċatt, u d-direzzjonalità hija aktar ovvja. Dan juri li l-frizzjoni mhux biss tikkonsma l-enerġija iżda wkoll tifforma mill-ġdid l-istruttura tal-wiċċ fil-livell mikro.
Il-figura t'hawn taħt timmarka b'mod ċar il-marki tal-frizzjoni u ż-żoni ta 'deformazzjoni tal-plastik fuq il-wiċċ tal-ġarr permezz ta' osservazzjoni mikroskopika: hemm grif sinifikanti f'xi żoni, u d-direzzjoni tal-estensjoni tal-grif hija konsistenti mad-direzzjoni tar-rotazzjoni tal-bolt, li tindika li l-frizzjoni kkawża fluss materjali u ħsara fil-wiċċ.
Il-figura hawn taħt tippreżenta l-karatteristiċi irregolari tal-kuntatt tal-wiċċ tal-ġarr: iż-żona ta 'kuntatt attwali hija ħafna iżgħar mill-erja nominali, u t-tagħbija hija kkonċentrata fi ftit żoni mikro, li twassal għal stati ta' tensjoni lokali għolja - u deformazzjoni plastika. Dan il-kuntatt irregolari huwa l-fattur ewlieni li jikkawża varjazzjonijiet fil-koeffiċjent tal-frizzjoni.
