Värähtelykulumiskoelaitteiston suunnittelu

Abstract

Tämän työn lähtökohtana oli koneen suunnittelun laitoksella aloitettu teknologian kehittämiskeskuksen (TEKES) rahoittama projekti värähtelykulumisen tutkimisesta. Projektissa tarvittiin koelaitteistoa, jolla voitiin tutkia värähtelykulumista. Kokeellisen tutkimuksen kohteena on kosketuspaineen ja kulumishiukkasten loukkuunjäämisilmiön vaikutukset värähtelykulumiseen. Loukkuunjäämisilmiöllä tarkoitetaan tilannetta, jossa kulumishiukkaset eivät pääse poistumaan kulumisalueelta. Näiden tekijöiden vaikutusten tutkiminen onnistuu parhaiten pallo-taso-tilanteessa, koska kosketuspainetta ja loukkuunjäämisilmiötä voidaan muuttaa vaihtelemalla kuormitusta ja pallon halkaisijaa. Pallon ja tason väliseen kosketustilanteeseen voidaan soveltaa Hertzin teoriaa muodonmuutosten pysyessä kimmoisella alueella. Koelaitteistossa käytetään kestomagneettitäristintä liikkeen aikaansaamiseen. Liike johdetaan palloon, joka liikkuu lukitun koetason päällä. Liikettä kontrolloidaan amplitudin takaisinkytkennällä, jonka tarvitsema signaali saadaan kuulan pitimeen kiinnitetystä kiihtyvyysanturista. Kuorma, jolla kuula tasoa koetilanteessa kuormittaa, määritetään tason alle kiinnitetyn rengasdynamometrin avulla. Kitkan mittauksessa käytetään voima-anturia, jonka antamaa signaalia tulostetaan koko kokeen ajan paperille. Vähennettäessä tästä voiman tasosta hitausvoimien osuus pois, saadaan kitkavoima määritettyä. /Kir09