 Пьезоэлектрическая и чувствительная к нагрузке шайба, разрабатываемая профессором и недавним выпускником университете Алабамы, обеспечивает более точный способ измерения прижимной силы, создаваемой болтом, на котором она расположена.
Это может стать преимуществом для многих отраслей промышленности, где прижимная сила болтов имеет решающее значение, в том числе в строительстве, автомобильной сборке, ядерной энергетике, автогонках, авиации и космосе.
Прижимная сила болта, который называется предварительным натягом, создается по мере того, как болт растягивается во время затяжки. Двумя наиболее распространенными методами нанесения предварительной нагрузки являются контроль крутящего момента и поворот ручкой. При управление крутящим моментом, указанный болт располагается на крепежной детали, как правило, с помощью динамометрического ключа. В повороте рычагом, гайка поворачивается на определенный угол, который растягивает болт до нужного значения. Оба метода являются приблизительными значениями истинной преднагрузки, так как оказываемое трение играет важную роль в полученных показаниях.
Когда используется ключ крутящего момента, речь идет об измерении крутящего момента, а не предварительного натяга. Указанную преднагрузку болта можно увеличить на плюс или минус 35 процентов, используя гаечный ключ в качестве индикатора, потому что сумму трения, участвующую в процесс, очень трудно оценить количественно.
Это означает, что для того, чтобы получить 2000 фунтов преднагрузки на каждый болт, другое значение крутящего момента должно быть применены к каждому из них.
Разрабатываемая шайба использует пьезоэлектрические нити, соединенные с портативным устройством, которое регистрирует значение предварительной нагрузки путем считывания электрической мощности нитей. Пьезоэлектрические материалы имеют способность генерировать напряжение, когда они подвергаются механическим нагрузкам.
Когда происходит затягивание, оно прямо указывает, сколько силы испытывает шайба, которая непосредственно связана с натягом болта. Вместо того, чтобы имеет дисперсию в плюс или минус 35 процентов, исследователи нацеливаются на более близкое расстояние, такое как от 5 процентов до 10 процентов.
Исследователи продолжают искать дополнительные источники финансирования в целях дальнейшего развития шайбы. Их тесты теперь включают определения соответствующего недорогого материала, в который встраиваются пьезоэлектрические нитей, вибрации и испытания температуры, чтобы накопить данные, необходимые для обеспечения точных показаний предварительной нагрузки.
Потому что пьезоэлектрический датчик нагрузки является керамическим и хрупким, испытания будут также предоставлять информацию об оптимизации дизайна шайбы, чтобы избежать нарушения чувствительных элементов. Если сила будет непосредственно применяться к пьезодатчику, то он может сломаться. Поскольку это делает возможность измерения с помощью шайбы бесполезной, то должны быть разработаны металлические элементы шайбы, способны нести большую часть нагрузки.
Исследователи также ищут тип материала, который они должны использовать, чтобы окружить пьезоматериал, который будет лучше защищать его. Таким образом, это позволит им убедиться, что пьезоэлектрический элемент будет обеспечить точное чтение и не сломается. Если элементы смогут быть сохранены, то шайба может быть использована многократно.
|
