• bk4
  • bk5
  • الجزء الثاني
  • bk3

1. موجز

يتم تثبيت الخيط الداخلي المستخدم في الموجات الطولية والذي تم اختياره للاستخدام بواسطةمسامير عاديةتم تحليل الفرق بين منحنيات خصائص التثبيت لبراغي التثبيت ذاتية القفل وبراغي التثبيت ذاتية القفل، وذلك باستخدام استراتيجيات شد مختلفة. أظهرت النتائج أن طريقة معايرة البرغي وطريقة معايرة البرغي تُنتج خصائص معايرة مختلفة، وأن المقياس الزمني لقفل السلسلة يؤدي إلى اختلاف أهداف المعايرة الذاتية. وبسبب منحنى الحركة الطبيعي، فإن الخصائص المميزة المختلفة التي تم الحصول عليها ستتحرك نحو اليمين.

2. فلسفة الاختبار

في الوقت الحاضر، تُستخدم طريقة الموجات فوق الصوتية على نطاق واسع فياختبار القوة المحورية للبرغييتم الحصول مسبقًا على منحنى العلاقة المميزة (منحنى معايرة البرغي) بين القوة المحورية للبرغي وفرق توقيت الصوت فوق الصوتي عند نقطة تثبيت النظام الفرعي للسيارة، ثم يُجرى الاختبار على النظام الفرعي الفعلي. ويمكن الحصول على القوة المحورية للبرغي في وصلة الربط عن طريق قياس فرق توقيت الصوت فوق الصوتي للبرغي والرجوع إلى منحنى المعايرة. لذا، يُعد الحصول على منحنى المعايرة الصحيح بالغ الأهمية لدقة نتائج قياس القوة المحورية للبرغي في النظام الفرعي الفعلي. وتشمل طرق الاختبار فوق الصوتي الحالية بشكل أساسي طريقة الموجة المفردة (أي طريقة الموجة الطولية) وطريقة الموجة الطولية المستعرضة.
في عملية معايرة البراغي، توجد عوامل عديدة تؤثر على نتائج المعايرة، مثل طول التثبيت، ودرجة الحرارة، وسرعة آلة الربط، وأدوات التثبيت، وغيرها. حاليًا، تُعدّ طريقة الربط الدوراني الطريقة الأكثر شيوعًا لمعايرة البراغي. تُعاير البراغي على منصة اختبار البراغي، مما يتطلب تصنيع أدوات تثبيت داعمة لمستشعر القوة المحورية، وهي عبارة عن لوحة ضغط وأداة تثبيت ذات ثقب ملولب داخلي. تتمثل وظيفة أداة التثبيت ذات الثقب الملولب الداخلي في استبدال الصواميل العادية. يُستخدم تصميم مضاد للارتخاء عادةً في نقاط توصيل التثبيت ذات معامل الأمان العالي في هيكل السيارة لضمان موثوقية التثبيت. من بين التدابير المضادة للارتخاء المعتمدة حاليًا الصامولة ذاتية القفل، أي صامولة قفل عزم الدوران الفعال.

يستخدم المؤلف طريقة الموجة الطولية، ويستعين بأداة تثبيت لولبية داخلية الصنع لاختيار الصامولة العادية والصامولة ذاتية القفل لمعايرة البرغي. ومن خلال استراتيجيات شد وطرق معايرة مختلفة، تمت دراسة الفرق بين الصامولة العادية والصامولة ذاتية القفل في معايرة منحنى البرغي. كما يقدم اختبار القوة المحورية لمثبتات الأنظمة الفرعية للسيارات بعض التوصيات.

يُعد اختبار القوة المحورية للبراغي باستخدام تقنية الموجات فوق الصوتية طريقة اختبار غير مباشرة. وفقًا لمبدأ المرونة الصوتية، ترتبط سرعة انتشار الصوت في المواد الصلبة بالإجهاد، لذا يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية لقياس القوة المحورية للبراغي [5-8]. يتمدد البرغي أثناء عملية الربط، مُولِّدًا في الوقت نفسه إجهاد شد محوري. تنتقل نبضة الموجات فوق الصوتية من رأس البرغي إلى ذيله. ونظرًا للتغير المفاجئ في كثافة الوسط، تعود النبضة على طول مسارها الأصلي، ويستقبل سطح البرغي الإشارة عبر السيراميك الكهروإجهادي. يُوضح الشكل 1 المخطط التوضيحي لاختبار الموجات فوق الصوتية. يتناسب فرق الزمن طرديًا مع الاستطالة.

e5c9ec8e475c567692f1ea371f39c1a

يُعد اختبار القوة المحورية للبراغي باستخدام تقنية الموجات فوق الصوتية طريقة اختبار غير مباشرة. ووفقًا لمبدأ المرونة الصوتية، ترتبط سرعة انتشار الصوت في المواد الصلبة بالإجهاد، لذا يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية للحصول علىالقوة المحورية للبراغيسيتمدد البرغي أثناء عملية الربط، مما يُولّد إجهاد شد محوري. ستنتقل نبضة الموجات فوق الصوتية من رأس البرغي إلى ذيله. ونظرًا للتغير المفاجئ في كثافة الوسط، ستعود النبضة على طول مسارها الأصلي، وسيستقبل سطح البرغي الإشارة عبر السيراميك الكهروإجهادي. يُظهر الشكل 1 مخططًا توضيحيًا لاختبار الموجات فوق الصوتية. يتناسب فرق الزمن طرديًا مع الاستطالة.

M12 مم × 1.75 مم × 100 مم، ثم مواصفات البراغي. استخدم براغي عادية لتثبيت 5 براغي من هذا النوع. أولًا، استخدم اختبار التثبيت الذاتي باستخدام معجون لحام معايرة بأشكال مختلفة. يتم ذلك عن طريق تركيب صفيحة حلزونية اصطناعية على شفة البرغي والضغط عليها. عند مسح الموجة الأولية (أي تسجيل L0 الأصلي)، يتم ربطها بعزم 100 نيوتن متر + 30 درجة باستخدام أداة واحدة (تسمى الطريقة الأولى). أما الطريقة الثانية، فتعتمد على مسح الموجة الأولية وربطها بالحجم المستهدف باستخدام مسدس ربط (تسمى الطريقة الثانية). بالنسبة للطريقة الثانية، سيكون هناك نوع معين في هذه العملية (كما هو موضح في الشكل 4). 5 هو البرغي العادي وطريقة القفل الذاتي. المنحنى بعد المعايرة وفقًا للطريقة الأولى. الشكل 6 هو نوع القفل الذاتي. الشكل 6 هو فئة القفل الذاتي. منحنيات الفئة الأولى والفئة الثانية. يمكن استخدام طريقة الاستخدام التالية: استخدام منحنى مخصص لفئة مرساة مشتركة، بنفس الطريقة تمامًا (جميعها تمر عبر نقطة الأصل بنفس معدل القطع وعدد النقاط)؛ تثبيت نوع مؤشر نقطة المرساة (النوع الأول وعلامة المرساة، وميل فرق الفاصل الزمني وعدد النقاط)؛ الحصول على أوجه التشابه).

cd8c10016a4679fe0900e92ca5229ee

تتمثل التجربة الثالثة في ضبط إحداثي Y3 في إعداد الرسم البياني ببرنامج جهاز جمع البيانات كإحداثي درجة الحرارة (باستخدام مستشعر حرارة خارجي)، وضبط مسافة دوران البرغي عند 60 مم للمعايرة، وتسجيل عزم الدوران/القوة المحورية/درجة الحرارة ومنحنى الزاوية. كما هو موضح في الشكل 8، يُلاحظ أنه مع استمرار شد البرغي، ترتفع درجة الحرارة باستمرار، ويمكن اعتبار ارتفاع درجة الحرارة خطيًا. تم اختيار أربعة عينات من البراغي للمعايرة باستخدام صواميل ذاتية القفل. يوضح الشكل 9 منحنيات المعايرة للبراغي الأربعة. يُلاحظ أن جميع المنحنيات الأربعة قد انزاحت إلى اليمين، ولكن بدرجة متفاوتة. يسجل الجدول 2 المسافة التي انزاح بها منحنى المعايرة إلى اليمين وارتفاع درجة الحرارة أثناء عملية الشد. يُلاحظ أن درجة انزياح منحنى المعايرة إلى اليمين تتناسب طرديًا مع ارتفاع درجة الحرارة.

3. الخاتمة والمناقشة

يتعرض البرغي لتأثير مشترك من الإجهاد المحوري والإجهاد الالتوائي أثناء عملية الربط، وتؤدي القوة الناتجة عن هذين الإجهادين في النهاية إلى خضوع البرغي. في معايرة البرغي، تُؤخذ القوة المحورية فقط في الاعتبار عند رسم منحنى المعايرة لتحديد قوة التثبيت لنظام الربط الفرعي. يتضح من نتائج الاختبار في الشكل 5 أنه على الرغم من كونه صامولة ذاتية القفل، إلا أنه عند تسجيل الطول الابتدائي بعد تدوير البرغي يدويًا إلى النقطة التي يكاد يلامس فيها سطح ارتكاز لوحة الضغط، تتطابق نتائج منحنى المعايرة تمامًا مع نتائج الصامولة العادية. وهذا يدل على أن تأثير عزم القفل الذاتي للصامولة ذاتية القفل في هذه الحالة ضئيل للغاية.

إذا تم ربط البرغي مباشرةً في الصامولة ذاتية القفل باستخدام مسدس كهربائي، سينزاح المنحنى إلى اليمين ككل، كما هو موضح في الشكل 6. يُبين هذا أن عزم القفل الذاتي يؤثر على فرق التوقيت الصوتي في منحنى المعايرة. لاحظ انزياح الجزء الأول من المنحنى إلى اليمين، مما يشير إلى أن القوة المحورية لم تتولد بعد في حالة وجود استطالة معينة في البرغي، أو أن القوة المحورية ضئيلة جدًا، وهو ما يعادل عدم ضغط البرغي على مستشعر القوة المحورية. من الواضح أن استطالة البرغي في هذه الحالة هي استطالة زائفة وليست حقيقية. يعود سبب الاستطالة الزائفة إلى أن الحرارة المتولدة عن عزم القفل الذاتي أثناء عملية الربط بالهواء تؤثر على انتشار الموجات فوق الصوتية، وهو ما ينعكس على المنحنى. يُظهر هذا أن البرغي قد استطال، مما يدل على أن درجة الحرارة تؤثر على الموجة فوق الصوتية. في الشكل 6، تُستخدم الصامولة ذاتية القفل أيضًا للمعايرة، ولكن سبب عدم انزياح منحنى المعايرة إلى اليمين هو أنه على الرغم من وجود احتكاك عند ربط الصامولة، مما يُولّد حرارة، إلا أن هذه الحرارة قد تم تضمينها في تسجيل الطول الأولي للبرغي. وقد تم مسحها، كما أن زمن معايرة البرغي قصير جدًا (عادةً أقل من 5 ثوانٍ)، لذا فإن تأثير درجة الحرارة لا يظهر على منحنى خصائص المعايرة.

يتضح من التحليل السابق أن احتكاك اللولب أثناء عملية الربط الهوائي يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة البرغي، مما يقلل من سرعة الموجات فوق الصوتية، ويتجلى ذلك في انزياح منحنى المعايرة نحو اليمين. يتناسب كل من عزم الدوران والحرارة الناتجة عن احتكاك اللولب طرديًا مع الحرارة المتولدة، كما هو موضح في الشكل 10. في الجدول 2، تم حساب مقدار انزياح منحنى المعايرة نحو اليمين وارتفاع درجة حرارة البرغي خلال عملية الربط بأكملها. يتضح أن مقدار انزياح منحنى المعايرة نحو اليمين يتناسب طرديًا مع درجة ارتفاع درجة الحرارة، بنسبة خطية تبلغ حوالي 10.1. بافتراض ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية، يزداد فرق التوقيت الصوتي بمقدار 101 نانوثانية، ما يعادل قوة محورية قدرها 24.4 كيلو نيوتن على منحنى معايرة برغي M12. من وجهة نظر فيزيائية، يُفسر ذلك بأن زيادة درجة الحرارة ستؤدي إلى تغيير خاصية الرنين لمادة البرغي، وبالتالي تتغير سرعة الموجات فوق الصوتية عبر وسط البرغي، مما يؤثر على وقت انتشار الموجات فوق الصوتية.

4. اقتراح

عند استخدام المكسرات العادية وصامولة ذاتية القفللمعايرة منحنى خصائص البرغي، سيتم الحصول على منحنيات معايرة مختلفة تبعًا لاختلاف الطرق. يؤدي عزم ربط الصامولة ذاتية القفل إلى زيادة درجة حرارة البرغي، مما يزيد من فرق التوقيت بين الموجات فوق الصوتية، وبالتالي سينزاح منحنى خصائص المعايرة الناتج إلى اليمين بالتوازي.
أثناء الاختبار المختبري، يجب التخلص من تأثير درجة الحرارة على الموجات فوق الصوتية قدر الإمكان، أو يجب اعتماد نفس طريقة المعايرة في المرحلتين من معايرة البراغي واختبار القوة المحورية.


تاريخ النشر: 19 أكتوبر 2022
تحميل
الكتالوج الإلكتروني