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

ひずみゲージLB11は、高性能なうえ小型で円筒形状の設計になっており、特にネジやボルトの内部に組み込んでひずみを計測する用途に最適です。

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ひずみゲージ用接着剤 EP150

ひずみゲージの設置に使用される取り扱いが簡単な熱硬化型接着剤です。ブラシ(スクリューキャップに同梱)を使用するか、EP150をスプレーすることもでき、高い周囲温度およびトランスデューサの製作に適しています。

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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。

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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

設置手順

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*の穴をあけます。次のスケッチは、これがどのように見えるかを示しています。

Bolt and LB11 strain gaugeBonding 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。

注: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。

ひずみゲージの準備:

3.  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

4.  ひずみゲージを他の材料と接触しない位置に固定します。

ヒント:銅線を曲げ、別のブロックを使用してゲージを空気中に保持し、表面全体を接着剤で濡らすことができます。

5.  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

6.  EP150 (注文番号: 1-EP150)を注射器に充填する。EP150は、取り扱いが容易な熱硬化型エポキシ樹脂接着剤で、実験的応力解析用およびセンサ製造にも適しています。すべての取り付けステップ中で、気泡の発生を避ける必要があります。粘性の低い接着剤および真空の使用は、接着剤接合部の品質を改善することができます。 

7.   EP150のキャップに取り付けられたブラシを使用して、最初に接着剤をひずみゲージの表面に塗布します。筒状ゲージの表面全体が濡れるようにしてください。

 Bonding strain gauges to bolts step 7-put adhesive on the surface of the strain gauge

8.   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

9.   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

 10.   あらかじめ接着剤で濡らしたゲージをボルトの穴に挿入します。挿入時にゲージを圧迫しないように注意してください。ゲージは最終位置にセットし、機械的な力を加えないようにします。

Bonding strain gauges to bolts step 10-Insert wetted gauge into hole

11.   ひずみゲージを約1時間に穴に保持してから、次のステップに進みます。

Bonding strain gauges to bolts step 11-Leave strain gauge in drilling hole for 1 hour

12.   オーブン内で所定の時間、接着剤を硬化させます。*気泡を避けるために、加熱速度は 2/10K/分にする必要があります。接着剤の硬化時間は、 取扱説明書 にも記載されています。

13.   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。

硬化時間

温度 [°C/°F]硬化時間
160/3206 時間
170/3383 時間
190/3741 時間

注: オーブンを使用して適切な時間、熱硬化処理を行ってください。EP150には、接着剤が十分に硬化していないと、蒸発する溶媒が含まれています。さらに、このひずみゲージと組み合わせて、EP150を使用することを推奨します。適切な性能の接着剤であれば、他の種類の接着剤を使用できます。

法的免責事項:この技術情報は一般情報を提供するものです。その内容は改善のため頻繁に変更されます。HBMは説明の正確性および完全性について一切の責任を負いません。当社は、いつでも予告なしに機能や説明を変更する権利を留保します。

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