Como componente central de la conexión mecánica, el Estado de tensión del perno afecta directamente la seguridad y fiabilidad del equipo. El detector de estrés del perno detecta la precarga, el estrés axial y el daño por fatiga del perno a través de medios técnicos como ultrasonido, medidores de tensión o métodos de par. Sin embargo, la precisión de los resultados de las pruebas se ve afectada por muchos factores, a continuación se analizan el rendimiento del instrumento, las condiciones ambientales, las especificaciones de operación, las características del material y las condiciones de instalación.

I. rendimiento y calibración del instrumento

1. precisión y estabilidad de los sensores

La precisión de los componentes centrales del detector (como la sonda ultrasónica, el manómetro o el sensor de par) afecta directamente los resultados de la medición. Por ejemplo, el método ultrasónico se basa en el tiempo de propagación de ondas P en los pernos para calcular el estrés. si la respuesta de frecuencia del sensor es insuficiente o la adquisición de la señal se retrasa, causará un error de medición del tiempo, lo que a su vez afectará el resultado del cálculo del estrés. Además, los sensores pueden envejecer o flotar después de su uso a largo plazo y deben calibrarse regularmente.

2. métodos de calibración y piezas estándar

La calibración es la clave para garantizar la precisión del instrumento. Si la muestra de referencia utilizada a tiempo por la escuela (como el perno estándar con tensión conocida) es muy diferente del material y el tamaño del perno de prueba real, causará el fracaso del modelo de calibración. Por ejemplo, en el método ultrasónico, la velocidad del sonido está relacionada con las características del material, y la diferencia de velocidad del sonido entre los diferentes aceros puede alcanzar el 5%. si la pieza de calibración no coincide con el material de la pieza medida, el error aumentará significativamente.

3. sistema de adquisición y procesamiento de datos

La mayoría de los detectores modernos utilizan el procesamiento digital, y la racionalidad de los algoritmos (como el reconocimiento de ondas reflejadas por ultrasonido y la filtración de ruido) afecta directamente los resultados. Por ejemplo, el ruido de baja frecuencia puede ocultar la señal de eco real, lo que conduce a un error de juicio; El filtrado excesivo puede perder detalles de señal válidos. Además, también es necesario verificar la aplicabilidad de los modelos de compensación de software (como la corrección de temperatura y la corrección no lineal de materiales).

II. efectos de las condiciones ambientales

1. efecto de temperatura

La temperatura tiene un impacto significativo en el módulo de elasticidad del material del perno, la velocidad del sonido y los componentes electrónicos del instrumento. Por ejemplo, el módulo de elasticidad del acero disminuye con el aumento de la temperatura (alrededor del 3% - 5% por cada 100 ° C de aumento), y si la compensación de temperatura no se realiza en el momento de la detección, el valor de cálculo del estrés puede desviarse de la realidad. En el método de ultrasonido, la velocidad del sonido se ve más afectada por la temperatura, y por cada aumento de 1 ° C a temperatura ambiente, la velocidad del sonido cambia alrededor del 0,5%.

2. humedad y ambiente corrosivo

Un ambiente de alta humedad puede causar óxido o corrosión en la superficie del perno, cambiando su tamaño de sección y las propiedades del material. Por ejemplo, la corrosión puede reducir la sección efectiva del perno, lo que resulta en un aumento de la tensión real, y el detector puede no ser capaz de medir con precisión debido al aumento de la rugosidad de la superficie. Además, el ambiente húmedo puede afectar el rendimiento de aislamiento de los componentes electrónicos y causar ruido de medición.

3. vibración e interferencia electromagnética

En escenarios de maquinaria de construcción o carga dinámica, la vibración externa puede causar un contacto inestable entre el sensor y el perno (como un mal acoplamiento ultrasónico) y producir una pseudo - forma de onda. La interferencia electromagnética (como motores cercanos, inversores de frecuencia) puede afectar la señal de voltaje o los datos de transmisión inalámbrica del medidor de tensión, que deben resolverse a través de cables de blindaje o circuitos de filtro.

III. normas de funcionamiento y factores humanos

1. masa de instalación y acoplamiento

El método ultrasónico requiere aplicar un agente de acoplamiento (como vaselina) en la cara final del perno, y si el acoplamiento es malo (si hay burbujas o aceite), la atenuación de la señal puede alcanzar más del 30%, lo que resulta en una amplitud de eco insuficiente. En el método del medidor de tensión, la desviación de la posición del parche o la adherencia inadecuada pueden introducir errores de esfuerzo de flexión. Por ejemplo, cuando el ancho de tensión no está alineado con el eje del perno, la tensión medida contiene el componente de flexión y debe corregirse a través de la compensación del puente.

2. modo de carga y condiciones límite

Si el método de carga no coincide con las condiciones reales de trabajo durante la prueba (por ejemplo, el método de par no tiene en cuenta el coeficiente de fricción del hilo), el resultado se desviará del estrés real. Por ejemplo, cuando el coeficiente de fricción del hilo se reduce en un ambiente húmedo, la fuerza de precarga producida por el mismo par puede disminuir entre un 10% y un 15%. Además, la rigidez insuficiente del soporte (como la deformación de la pinza al detectar pernos delgados) puede causar una distribución desigual del estrés.

3. habilidades del operador

La operación humana tiene un impacto significativo en los resultados. Por ejemplo, la presión desigual de la sonda ultrasónica puede causar cambios en el Estado de acoplamiento; En el método del medidor de tensión, un error de cableado o una mala soldadura puede causar soldadura falsa; En el método del par, la velocidad de carga demasiado rápida puede causar una lectura alta debido a la deformación rezagada del perno. Es necesario reducir los errores humanos a través de la formación.

IV. características del material y estado del perno

1. uniformidad del material y estado de tratamiento térmico

La uniformidad del material del perno afecta directamente la distribución del estrés. Por ejemplo, si los pernos de acero al carbono medio tienen una dureza de enfriamiento desigual, las diferencias en la ruta de transmisión ultrasónica pueden causar errores en el cálculo del estrés. Las tensiones residuales (como la liberación incompleta después del procesamiento en frío o el tratamiento térmico) también interfieren con los resultados de las pruebas y deben eliminarse mediante el recocido o el tratamiento de Envejecimiento.

2. parámetros del hilo y estado de la superficie

La calidad del procesamiento del hilo (como el error de tono y el desgaste lateral del diente) afecta la relación de par - esfuerzo. Por ejemplo, el ángulo de contacto real de los hilos desgastados se reduce y la precarga puede reducirse en un 20% bajo el mismo par. Los recubrimientos superficiales (como la galvanización y el recubrimiento de dacromet) cambiarán el diámetro y el coeficiente de fricción del perno y deben corregirse en el modelo de prueba.

3. daño por fatiga y arrastre

Los pernos en servicio pueden producir microcracks debido a la fatiga, lo que conduce a la concentración de esfuerzo. El método ultrasónico puede identificar las grietas a través de las características de las ondas reflejadas, pero las grietas pequeñas tempranas (tamaño inferior a 1 mm) pueden no ser detectadas debido al límite de longitud de onda. En un entorno de alta temperatura, el arrastre del perno puede causar relajación del estrés, y los resultados de la prueba deben corregirse en combinación con el factor de tiempo.

V. condiciones de instalación y efectos fronterizos

1. rigidez de la pieza conectada

La rigidez de la pieza de conexión afecta la distribución de la fuerza del perno. Por ejemplo, si la pieza conectada es un material blando (como una aleación de aluminio), puede deformarse al cargar, lo que hace que la carga real del perno sea inferior al valor teórico. El detector debe corregirse en combinación con la rigidez del sistema, de lo contrario el error puede alcanzar entre el 10% y el 30%.

2. pérdida y aflojamiento de la precarga

Los pernos pueden reducir la precarga debido a la relajación o vibración durante su uso a largo plazo. El detector debe distinguir entre la fuerza de precarga restante y la fuerza de precarga inicial, de lo contrario puede juzgar erróneamente la vida útil restante. Por ejemplo, el método ultrasónico mide el estrés actual, mientras que el método del par puede no reflejar el estado real debido al desgaste del hilo.

3. interacción del sistema multiperno

En la conexión de múltiples pernos, como la brida y el asiento del rodamiento, el estrés de cada perno puede interactuar debido a las diferencias en el orden de instalación y la fuerza de precarga. Por ejemplo, la sobrecarga de pernos adyacentes puede causar concentración de esfuerzo, mientras que el detector puede ignorar el efecto general del sistema al medir un perno por separado.