Test Rig Development for Real Time Clamping Force Estimation in Threaded Tightenings with Implemented Extended Kalman Filtering

Autor: Farell, Annie
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Druh dokumentu: Text
Popis: The clamping force between the components during bolt tightening is of great interest, and it has been the focus of developing new tightening techniques for a long time. Today there is no easy or practical method to directly measure the clamping force in a typical production situation. However, if the clamping force could be estimated while performing the tightening, it would be precious since it gives information on whether the joint can carry the load between the components. This master thesis aimed to build a test rig for estimating clamping force in real-time during bolt tightening with Kalman filtering, modelled from the bolt formula Kellerman-Klein equation. This thesis was a continuation of a previous master’s thesis, which developed the algorithm in an offline environment. The focus of designing the test rig was to investigate where in the drive line placing the IRTT inline rotary torque transducer would give the best clamping force estimation compared to the measured clamping force with a force sensor. The result showed that the placement of the IRTT sensor did not substantially impact the clamping force estimation. The best mean quality value of the estimation of 75,23% was achieved when the IRTT sensor had a placement between the motor and the gearbox. The result of the thesis was a new physical platform for estimating clamping force in real time.
Klämkraften som uppstår mellan komponenterna vid en gängad åtdragning är av stort intresse och under lång tid har det varit i fokus för utvecklingen av nya åtdragning-stekniker. Idag finns det ingen enkel eller praktisk metod att direkt mäta klämkraften i en normal produktionssituation. Om klämkraften däremot kunde estimeras under åtdragningen skulle det vara mycket värdefullt eftersom klämkraften ger information om förbandet kommer att kunna hantera belastningen mellan komponenterna eller ej. Denna masteruppsats hade som uppdrag att bygga en testrigg för att uppskatta klämkraften i realtid under en gängad åtdragning med Kalman filtrering, modellerad från bultformeln Kellerman-Kleins ekvation. Detta examensarbete var en fortsättning på en tidigare masteruppsats som hade utvecklat algoritmen i en offline miljö. Fokus för utformningen av testriggen var att undersöka var i drivlinan den roterande vrid-momentgivare IRTT skulle placeras för att ge den bästa estimeringen av klämkraften. Den estimerade klämkraften jämfördes med den uppmätta klämkraften från en kraft-sensor som placerades i förbandet. Resultatet visade att placeringen av IRTT-sensorn inte nämnvärt påverkade klämkraftsestimeringen. Det bästa medelvärdet på kvalitets-faktorn av estimeringen på 75,23% uppnåddes när IRTT sensorn placerades mellan motorn och växellådan. Resultatet av detta examensarbete var en ny fysisk plattform för att uppskatta klämkraften i realtid.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: