ひずみゲージをボルト内に接着する方法

締め付け応力を計測するために、ひずみゲージをボルトに接着することは、一般的には困難です。しかし特別な電気式ひずみゲージを使用することにより、ボルトの軸方向荷重を計測する単純化されたソリューションがあります。

本文では、HBMのひずみゲージ 1-LB11-3/120ZW の設置方法と使用方法について説明します。このひずみゲージを、ボルトの中心に穿孔された穴に埋め込むことによりひずみ計測が可能になります。この応用例は、平らなひずみゲージを設置する従来の手法とは異なります。

必要な機器と材料

  • LB11 - ねじ組み込み型の円筒形ひずみゲージ:ボルトは、さまざまな部品や構造物を接続するために使用される一般的な部品です。LB11とTB21はリード線付き円筒形ひずみゲージで、ボルト、ねじ、その他の軸構成要素のひずみ、力、振動を計測できるように設計されています。
  • EP70 Strain Gauge Adhesive:EP70 is an easy-to-handle, hot-curing epoxy resin adhesive especially suitable for applications with cylindrical strain gauges. 
  • 洗浄剤/クリーニング剤:ひずみゲージ設置に必要なクリーニング材をご紹介するページです。
  • その他の機器:ドリル、はんだ器具、1ゲージ式ひずみゲージブリッジ用のアンプ

1. ドリルで穴をあける

1. 最初のステップでは、ドリルでボルトの中心に直径2 mmの適切な深さ。必要な穴の深さ、つまりゲージの位置は、ボルトによって変わります。ひずみゲージは最大ひずみが予想される部分に設置する必要があります。さらに、ねじの剛性を考慮する必要があります。穿孔は、横断面の引張応力を減少させます。そのため、ボルトの耐久性が低下する場合があります。

Bonding of bolt strain gauges step 1-sketch of the drilling

 

2. RMS 1 (部品番号: 1-RMS1または1-RMS1-SPRAY)をスプレーして穴の内側を清掃後、空気で乾燥させます(圧縮空気も使用できます)。これは、すべての汚れ粒子、金属の破片および内壁の汚れを除去するために行います。清掃作業の後、穴の内側が乾いていることを確認してください。

2. ひずみゲージの準備

1. 次のステップでは、ひずみゲージをパッケージから取り出します。

 Package of LB11 strain gauges from HBM

 

2. Cut an approximately 20mm long piece of teflon cord from the supplied roll with scissors. Grasp the strain gauge at the enameled copper wires with tweezers and insert the teflon cord into the cylindric strain gauge. Place the prepared strain gauge on a clean surface.

3. Bonding of the Strain Gauge

1.  ベンチバイスは、ゲージのボンディングプロセス中にボルトを固定するのに役立ちます。

Bolt on strain gauge step 5-Bench wise with fixed screw

 

2. Fill a syringe with EP70 (Order number: 1-EP70). EP70 is an easy-to-handle, hot-curing epoxy resin adhesive especially suitable for applications with cylindrical strain gauges. During all installation steps, the occurrence of air bubbles must be avoided.

 

3.   次のステップでは、あらかじめ用意されたボルトに注射器の接着剤を充填します。気泡を減少させるために、接着剤を挿入する前に注射器の先端を穴の底に置きます。穴を接着剤で満たしてから、接着剤を追加しながらゆっくり注射器を引き抜きます。

Bonding strain gauges to bolts step 8-Fill predrilled bolt with adhesive

 

4.   ボルトの表面にあふれた接着剤は、クリーニングパッドで清掃します。

Bonding strain gauges to bolts step 9-Clean the surface of the bolt

 

5.   Insert the strain gauge in the hole of the screw. Take care not to compress the strain gauge during insertion. The cylindric strain gauge and teflon cord should rest at the bottom of the hole. Loosen air bubbles by slightly moving the strain gauge up and down in the adhesive.

4. Curing of the Adhesive

1. オーブン内で所定の時間、接着剤を硬化させます。接着剤の硬化時間は、 取扱説明書 にも記載されています。

温度 [°C/°F]硬化時間
60/1403 時間
Optional post-curing at 100/2124 時間

 

2. After the adhesive has cured, the teflon cord protruding from the hole can be cut off with scissors. The remaining teflon cord stays in the installation. これで、ボルト用ひずみゲージの設置は 次のステップに進みます。

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