ピエゾクランピング(プレストレスを直接測定)

PiezoClamping®は、圧電セラミックのプレストレスを直接測定するた めの革新的な技術です。 これは実用的で正確であり、トルクと電荷の測 定による従来の制御方法を損なう変動の影響を受けません。 PiezoClamping® を接続し、セラミックのパラメータを入力し、目標の プレストレスに達するまでトランスデューサのボルトを締めるだけです。 締め付けは、結果に影響を与えることなく、一時停止しながらゆっくりと 適用できます。 締付トルクとは異なり、プレストレスはセラミックの寸法 や量、ボルトの種類、ねじの仕上げや潤滑などには依存しません。 ・損傷を防止し、プレストレスを均一化 ・ SI 単位へのトレーサビリティを備えた校正が可能

プレストレスはピエゾの平均静応力であり、ボルトのトラクションをリングの断面 積で割ったものに等しくなります。 プレストレスは、動作中の変位を回避するこ とに加えて、最大出力とトランスデューサの要素間の有効接触面積を同時に最大 化することを目的としています。 最適なプレストレスは圧電材料の圧縮強度とリング上の静圧分布に依存し、一般 的な値は PZT-8 では 45 MPa、PZT-4 では 35 MPa です。 プレストレ スとは異なり、トルクはピエゾ断面積に比例し、ボルトの寸法と摩擦係数に非常に 敏感です。 プレストレスは、トランスデューサとコンバータの寿命、最大動作電力、効率を決 定する重要な要素です。 過剰なプレストレスは圧電材料の特性を変化させ、圧壊 超音波溶接用コンバータ： を引き起こす可能性がありますが、プレストレスが不十分な場合は高出力でセラ ランジュバン型パワー超音波振動子の代表例 ミックが横方向に変位し、亀裂、電気アーク、短絡の原因となります。 プレストレス制御は、圧力単位 (MPa または ksi) でのプレストレス絶対値を 考慮することなく、トルク制御または電荷蓄積に限定されてきました。 最適なプレストレスにより トルクに基づくプリストレス制御が実用的です。 ただし、プレストレスとトルクの より高い出力が得られ 相関関係は摩擦係数に依存し、摩擦係数は表面仕上げ、清浄度、潤滑によって大 寿命が延長されます。 きく変化するため、間接的で不正確です。 たとえば、ねじ山の問題が原因でボル 過剰なプレストレスは トが固着した場合、目標トルクに達したにもかかわらず、プレストレスは予想より 圧電材料の特性を変化させ も大幅に低くなります。 破壊発生の可能性があります。 セラミックス上に発生する電荷による制御は直接測定ですが、電荷は電圧計によ って消費されるため、測定がプレストレスの印加速度に依存するため、精度も低く プレストレスが不足すると なります。 さらに、測定値はリングにかかる力に比例する電圧であるため、プレ セラミックが変位し 亀裂、アーク、短絡が発生します。 ストレスを決定するには計算が必要です。 PiezoClamping® は、コンデンサと電圧計を使用したトルクと電荷の測定に よる制御方法の精度を損なう変動がなく、締め付けプロセス中にプレストレスが 正確に測定される新しい技術 [1] を採用しています。 注: トランスデューサを組み立てる際は、インターフェース、ネジ山、およびすべての部品が清潔で乾燥しており、潤滑剤が塗布されていないことを確認してく ださい (目標のプレストレスを達成するために必要なトルクを低減するために、ボルトのヘッド シートにのみ潤滑剤を塗布できます)。 PiezoClamping® は、ターゲットのプレストレス、数値、および圧電セラミックの特定の特性に合わせて設定する必要があります。 ボルトが固着した場合にボルトを保護するに は、目標のプレストレスを達成するために必要な通常のトルクの 120% に設定されたトルクでクリック トルク レンチを使用します。 安定性を高め、時間の 経過や使用によるプレストレスの緩和を軽減するには、最終的に締める前にトランスデューサを数回締めたり緩めたりしてください。 PiezoClamping® は、トランスデューサーを緩めるだけで、保持されたプレストレスを測定することもできます。 PiezoClamping® が接続され、適切に構成された状態でボルトを締めます。