Warning: session_start() [function.session-start]: Cannot send session cookie - headers already sent by (output started at /home/ceram3/domains/ceramizer.com/public_html/ro/configuration.php:1) in /home/ceram3/domains/ceramizer.com/public_html/ro/libraries/joomla/session/session.php on line 423

Warning: session_start() [function.session-start]: Cannot send session cache limiter - headers already sent (output started at /home/ceram3/domains/ceramizer.com/public_html/ro/configuration.php:1) in /home/ceram3/domains/ceramizer.com/public_html/ro/libraries/joomla/session/session.php on line 423

Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/ceram3/domains/ceramizer.com/public_html/ro/configuration.php:1) in /home/ceram3/domains/ceramizer.com/public_html/ro/libraries/joomla/session/session.php on line 426
Cercetare Industriala
Cercetare Industriala


Ca parte din proiectul de cercetare a unui dispozitiv electronic de diagnosticare în timp real (on-line) pentru uneltele dinţate destinate uzului general numit Vibrex împreună cu programul de Gearexpert care să permită detectarea deteriorarii condusului , cercetare experimentală finanţata de către Comitetul ştiinţific de cercetare a fost efectuat prin utilizarea unui aditiv special pentru uleiurile numit CERAMIZER ®.
Aceasta cuprinde o parte din monografia Doctorului Inginer Jerzy Tomaszewski şi Józef Drewniak, intitulat "exploatarea vitezei dinţate ".
Impactul CERAMIZER ® - ulei aditiv pentru performanta parametrilor cutiei de viteze.
Sursa: www.zent.pl

gears

IMPACTUL ADITIVULUI DE ULEI CERAMIZER ASUPRA PARAMETRILOR DE PERFORMANTA AI MECANISMELOR

Procesele legate de exploatarea vitezei, sunt legate cu raportul frecarea între două roţi cooperante, ca rezultat al inter-alunecarii dintre dintii unei roti. Frictiunea generează căldură pe suprafaţa dinţilor şi în unele conditii rezulta exploatarea cutiei de viteze. Pentru scopul cercetarii, am ales ® CERAMIZER, un ulei aditiv pentru cutia de viteze fabricat de VIDAR din Varşovia.

Ceramizarea suprafetelor metalice rezulta în generarea unui strat metalo-ceramic pe suprafeţe metalice ale masinii si pe dispozitive sensibile la frecare în timpul funcţionarii. Prin crearea unui strat metalo-ceramic-CERAMIZER ® regenereaza si reconditioneaza suprafetele metalice sensibile la frecare, aderand permanent la metal la nivel molecular. Stratul metalo-ceramic generat este dur, durabil şi are un coeficient de frecare redus, transmite caldura si este rezistent la temperaturi ridicate si sarcini mecanice . Acest strat umple, acopera şi netezeşte micro-defectele şi deformările suprafetelor metalice supuse la frecare. Ca urmare e unei temperaturi ridicate la nivel local (peste 900 ° C) pe locurile de frecare urmează topirea particulelor de CERAMIZER ®. Aceste particule de CERAMIZER ® sunt caracterizate de un nivel ridicat de aderenţă la metal şi transporta particulele de metal incluse în ulei sau grăsime în locurile uzate (transportate selectiv) acolo unde există o temperatură ridicată, ca urmare a frecarii ,urmand apoi difuzarea lor . În aceste locuri ,particule de metal şi ® CERAMIZER reconstruiesc suprafeţele generand un strat metalo-ceramic.

Ca rezultat al difuziunii CERAMIZER® asupra suprafetelor metalice , structura cristalizata de metal se imbunatateste si stratul exterior devine mai dur si se umple(este generat un strat protector metalo-ceramic inseparabil si de durata).

 

Proprietăţile contactului de frecare lubrifiate cu ulei şi la care se adauga CERAMIZER ® Iniţial, au fost examinate cu testul Roll-Block aparatulele T-05 fabricate de ITE în Radom. Aparatul test T-05 are ca scop estimarea proprietăţilor frotiurilor din plastic, uleiuri şi frotiuri solide şi rezistenţa la uzură în timpul frecarii a metalelor şi a materialelor plastice şi să examineze exploatarea rezistentei la frecare scăzuta, straturi aplicate pe piese de maşini foarte încărcate. Dispozitivul de încercare, este proiectat pentru a desfăşura activităţi de cercetare în conformitate cu metodele prevăzute de standardele americane: ASTM D 2714, D 3704, D 2981 şi G 77. Datorită soluţiilor aplicate şi a echipamentelor montate pe masina de teste a fost posibila efectuarea testelor asupra contactului de alunecare gresat si uscat şi mişcare oscilanta, cu posibilitatea de a ajusta viteza alunecarii şi o amplitudinea. Contactul examinat poate di intens sau raspandit. Funcţionarea aparatului de testare este prezentat in figura 7.10.

aparat

Exemplu de prindere 4, cu inserarea unui semicerc 3 include auto-reglarea prinderii blocului 1, furnizand montarea etanşă la cilindul 2 şi aceeaşi răspândire uniforma de împingere pe contact. Sistemul dublu de incarcare permite aplicarea unei forte de apasare fata de cilindrul P, cu o precizie de 1%. Cilindrul se roteşte cu monotona n , viteza de rotaţie sau efectueaza o miscare de oscilaţie cu frecvenţă F. Cercetand forţa de frecare, unitatea de uzura la frecare liniară , temperatura de bloc şi uleiul au fost raportate. Elementele testate de T-05 este un eşantion de bloc şi o bobina anti-proba. Suprafaţă cilindrică a bobinei rotative, împreună cu suprafaţa laterală a blocului cuprinde un contact de răspândire de 6,35 mm latime.

* Masa de uzură calculata ca masa blocului de probă cu utilizarea unui echilibru de 0,0001 g de rezoluţii.
* Volumul de uzura calculat pe baza consumului de masă de 7,85 g / cm ³ densitate de bloc.
* Volum de uzură calculat ca o uzură liniară a unităţii de frecare in μm, măsurată cu un converor de deplasare în ceea ce priveşte distanţa în km.
* O rata medie de frictiune calculata ca o valoare medie a momentelor înregistrate pentru distanţa de frecare data.

Metoda de cercetare alicata include determinarea parametrilor pentru un tip de ulei de baza FVA-2 cu si fara adaugarea de CERAMIZER®. .Cercetarile au fost efectuate pentru o incarcatura de 120kg ,viteza de alunecare de 0,5m/s si o distanta de frecare de 10800m.

Tabelul 7.1 prezinta rezultatele pentru un ulei de baza si ulei cu aditiv

Nr.

 

 

Consumul de masa

Consumul de volum

Capacitatea de consum

Factorul de frecare

(stabilizat)

 

         9

       mm³

    µm/km

 

                                              Ulei de baza FVA-2

        1

0,00185

0,236

1,35

0,063

        2

0,00168

0,214

1,24

0,104

     Mediu

0,00177

0,225

1,30

0,086

                              Ulei FVA-2 cu adaugare CERAMIZER

        1

0,00083

0,106

0,78

0,031

        2

0,00075

0,096

2,11

0,063

        3

0,00044

0,056

1,08

0,088

     Mediu

0,00067

0,086

1,32

0,061

Figura 7.11 prezinta procentajul compararii rezultatelor.

tabel

Împreună cu scăderea raportului de frecare temperatura blocului a scăzut cu 28% în raport cu temperatura blocului cu ulei de referinţă.

Rezultatele obţinute pe aparatul de testare trebuie să fie verificate pentru condiţii de contact predominante în timpul angrenarii şi un impact de aditiv pe alţi parametri ai mecanismului ce trebuie să fie definiti. Obiectul principal de cercetare a fost de a determina impactul aditivului de ulei pe proprietăţile dinamice ale angrenajului cilindrilor. În conformitate cu descrierea oferită de producător mecanismul genereaza un strat de ulei de viteze ,aditiv ce genereaza un strat metalo-ceramic pe suprafata dintelui care în timpul functionarii este supus auto-nivelarii. Startul metalo-ceramic prevede netezirea micro-fisurilor, zgârieturilor şi exfolierii. Ca urmare a efectuarii ceramizarii este obtinut un profil corect al dinţilor şi scădere considerabilă a inter-frecarii dintilor. Obiectivul principal al cercetării a fost de a determina impactul stratului ceramic generat pe suprafata dintilor asupra parametrilor de performanţă ai cutiei de viteze. Cercetarea a inclus măsurarea urmatorilor parametri:

* temperatura uleiului si a carcasei cutiei de viteze.
* Vibratiile si zgomotul mecanismului ( presiune acustică) - abaterea, angrenarea , înainte şi după adaugarea aditivului.
* Stresul rezidual de pe suprafaţa dintelui, înainte şi după ceramizare.

Cercetarile au fost efectuate pe un stand de putere închis SB -J2 prezentat in figura 7.12.

aparat

Cercetarile au fost efectuate pe trei perechi de roţi de constructie cinematica, parametrii sunt inclusi în tabelul 7.4. Rotile s-au facut din otel 18HGT şi au fost supuse supus carburarii de până la 0,2 adâncime a modulului şi supuse întăririi de până la 56 ± 2 HRC duritate. În timpul fiecarui experiment pinionul a fost încărcat cu 650 +6 Nm rotatii pe minut.
În timpul fiecarui test s-a folosit un ulei proaspat, de tip TRANSOL SP-150, in care s-a folosit cu adaos de CERAMIZER ® .

Parametrii  rotilor utilizate pentru testare. Tabelul 7.2

Tipul rotii

Nr. dintilor

Modul mm

Ratia de suprapu- nere

Unghiul profilului α

Corectari

x

Latimea rotii

Rotatii

1/min

Dinte

27

4

1,208

20º

0,0

16

1450

Roata

25

4

1,208

20º

0,2574

20

1119

Tabelul 7.3 include numărul de teste, numărul de probe folosite şi anti-probe şi valorile de încărcare instanta a pinionului.

Lista cu numerele de roti dintate utilizate pentru teste şi valorile momentelor de încărcare pentru pinion. Tabelul 7.3

Numarul testului

Nr.rotii esantion

Nr.rotii anti-esantion

Moment [Nm]

Test 1

61-03-05-18

62-03-01-2-05

653

Test 2

61-03-05-30

62-03-01-2-21

650

Test 3

61-03-05-05

62-03-01-2-21

656

Fiecare test a fost efectuat timp de 48 de ore (conform fabricantul CERAMIZER ®, întregul proces trebuie să dureze până la 40 de ore de functionare a angrenajului sub incarcatura ).

Figura 7.13 arată măsuratorile standului aplicate în scopul de a stabili parametrii de performanţă ai mecanismului. În carcasa 1, au fost stabilite roţi de probă şi anti-probă enumerate în tabelul 2. Senzor 8 masoara accelerarea vibraţiilor carcasei cutiei de viteze. Senzori de temperatură 9,14 măsoară temperatura carcasei cutiei de viteze şi temperatura uleiului din carcasa interioara. Indicatorul de sunet 10 înregistreaza fluctuaţiile presiunii acustică la fiecare 2 minute. Rezultatele au fost înregistrate cu sistemul DasyLab , versiunea 4.0 elementele 12,13.

figura

Momentul cuplului osiei cu pinionul a fost măsurată cu un sistem extensometer 6 cu transferul telemetric al semnalului 7 la datele sistemului logisti 12. Viteza de rotaţie a arborelui de admisie testate la viteza 1 a fost ajustat cu invertor 15. Măsurarea stresului rezidual de pe suprafata dintilor a fost făcută cu un instrument de difractie cu raze x tip ASTX2002 prezentat in figura 7.14.

figura

Măsurarea performantelor devierii dintilor a fost obţinută cu masina de măsurare Hoefler. Fiecare dintre masuratorile performanţei devierii au fost determinate cu referire la o roată, înainte şi după ceramizare.
Rezultatelor de măsurare vor fi prezentate pentru fiecare parametru al performantei măsurat,. Aceste rezultate au fost înregistrate în timpul intregului experiment care incepe o data cu pornirea mecanismului, mai târziu în timpul ceramizarii şi în timpul operarii ceramizer ® pe laturile dinţilor

Temperatura uleiului din interiorul mecanismului şi a carcasei a fost măsurată cu termocupluri tip J la fiecare 1 minut în timpul intregului test .

tabel

Figura 7.16 prezintă fluctuaţiile de temperatură a carcasei cutiei de viteze în timpul a trei teste de masurare.
În ambele cazuri, valorile indicate determina cresterea temperaturii în raport cu temperatura mediului ambiant.
Analiza diagramelor arată că în timpul ceramizarii nu există modificări semnificative de temperatura în zona fluxului de căldură (linie orizontală). Numai în cazul testului 1 (figura 7.15 şi 7.16) s-a observat o scadere semnificativa a temperaturii uleiului si a carcasei cutiei de viteze în special în faza finală a testului. O inerţie termică mare a mecanismului poate cauza întârzieri semnificative în fluctuaţilei de temperatură a uleiului şi a carcasei mecanismului ceea ce duce la fluctuaţiile nedetectabile ale temperaturii în timpul fluxului de căldură.

tabel

Pe suprafata ceramizata a dinţilor s-a masurat o amplitudine a vibratiilor de accelerare .

Figura 7.17 prezintă fluctuaţiile amplitudinii vibraţiilor de accelerare cu referire la cele trei teste.

tabel

Analiza diagramelor arată scăderea vibraţiilor carcasei mecanismului în timpul ceramizarii. În mod evident s-a observat fusul orar necesar pentru generarea stratului şi de patrundere în roţilor. După acest proces nivelurile de vibraţii se stabilizeaza şi fluctueaze în jurul unei valoari constante. Dacă consideram nivelul amplitudinii vibratiilor ca cel de pornire , atunci , în cele din urmă observam o scadere aproape de doua ori mai mare a amplitudinii vibratiilor. Tabelul 7.4 prezinta valoarea medie a vitezei vibratiilor şi amplitudinea acceleraţiei în prima şi ultima oră de experiment.

Compararea eficientei amplitudinii vibratiilor. Tabelul 7.4

Nr. Test

A RMN

[g]

1 ora

A RMN

[g]

Ultima ora

Raportul de scadere al vibratiilor

V

RMS

[mm/s]

1 ora

V

RMS

[mm/s]

Ultima ora

Raportul de scadere al vibratiilor

Test 1

8,56

5,47

1,57

3,49

2,24

1,56

Test 2

4,0

3,17

1,26

1,63

1,30

1,26

Test 3

6,88

3,08

2,27

2,82

1,22

2,32

Echivalentul de presiune acustică a fost masurat ca parametru de zgomot pe duarata a două minute, cu utilizarea unui filtru de tip A. Zgomotul a fost măsurată cu ecartament de tip Svan-912 E clasa I cu inregistrarea rezultatelor. Figura 7.18 prezinta rezultate cu referire la măsurarea zgomotului pentru testul 1

tabel

Luand in considerare rezultatele se pot distinge doua zone:prima cu o tendinta clara de ceramizare a suprafetei laterale a dintilor si rezultand scaderea nivulului de zgomot si a doua de stabilizare a fluctuatiilor zgomotului in jurul unei valori medii.Tabelul 7.5 include rezultatele calculelor unei valori a presiunii acustice medii in dreapta si in stanga liniei rosii prezentate in figura 7.18.

Rezultatele comparative ale masuratorilor presiunii acustice.Tabelul 7.5

Nr. Test

Suprafata stanga

L eqw [dB(A)]

Suprafata dreapta

L eqw [dB(A)]

Scaderea presiunii

D L eqw [dB(A)]

Test 1

95,47

94,16

1,31

Test 2

92,98

90,92

2,06

Test 3

93,72

92,48

1,26

Masuratorile stresului rezidual au fost facute pentru roara esantion No. 61-03-05-30 si pentru dintele No. 1,5,10,15,20,15 din dreapta.Masuratorile au fost efectuate pentru dinti dupa ceramizare si rodare.
Tabelul 7.6 include rezultatul masuratorilor stresului rezidual pentru directia tangenta la profilul dintelui in conformitate cu figura 7.19.

tabel

Luand in considerare impactul ceramizarii asupra valorii stresului rezidual se va nota faptul ca acest proces este indiferent valorii stresului rezidual.Fluctuatiile stresului rezidual obtinute inainte si dupa ceramizare sunt analogice ca si cand roata a functionat cu ulei fara aditiv.

Rezultatele masuratorilor stresului rezidual pe suprafata dintilor.Tabelul 7.6

Nr. Dinte

1 MPa

5 MPa

10 MPa

15 MPa

20 MPa

25 MPa

Dupa uzare,carburare, intarire

-606,3±

   12,9

-608,6±

    4,8

-608,6±

   13,9

-610,2±

     ±6

-737,4±

     6,5

-632,9±

     8

Dupa ceramizare

-534±

    13

-549±

   8,0

-613±

   1,9

-614±

   6,3

-500±

   16,3

-488±

    14,5

Ca rezultat al procesului de relaxare exista fluctuatii de stres si se incadreaza intr-o masuratoare eronata.Va fi notat faptul ca volumul procesului de ceramizare pentru valoarea stresului rezidual este o trasatura avantajoasa a aparatului care intra intr-o valoare negativa a stresului rezidual pentru carbonizare si rezultatul intaririi in cresterea rezistentei suprafetei si rezistenta la indoirea bazei dintelui .Orice proces de scadere al valorii negative a stresului rezidual ar fi unul dezavantajos si ar scadea rezistenta dintelui.

Masuratorile devierii dintilor pentru roti inainte si dupa ceramizare au fost determinate pentru dintii No. 1,5,10,15 . Masuratorile parametrilor de deviere pentru dinti dupa ceramizare au fost efectuate pe suprafata activa a dintilor inclusiv in zona inferioara a varfului conic ce intra in radacina dintelui.Analizele de referinta a angrenarii performantelor de deviere dupa ceramizare arata un impact semnificative pentru formarea varfului de referinta.Probabil un strat ceramic dur cauzeaza uzari semnificative a varfului comun care in consecinta da aceleasi efecte ca modificarea profilului capului dintelui(compararea graficelor in scopul de a determina profilul devierii dintelui F inainte si dupa ceramizare).

Impactul aditivului de ulei pentru mecanismele dinţate a dintilor distorsionati a fost analizat pe standul descris în capitolul 6. Procesul de ceramizare a suprafetei a fost obţinut datorită adăugarii de CERAMIZER ® in ulei şi a punerii in functiune a mecanismului sub sarcină nominală de 50 de ore. După acest timp temperatură masei suprafetei laterare a dintelui a fost determinată şi a fost comparata cu temperatura masei obţinute pentru dinte, fără stratul ceramic. Tabelul 7.7 conţine rezultatele măsuratorilor, împreună cu valorile calculate de căldură generată pe suprafata dintilor

Compararea parametrilor termici ai angrenajului inainte si dupa ceramizare.Tabelul 7.7

Inainte de ceramizare

Dupa ceramizare

Cresterea temp. Masei

Cresterea temp.

Retelei

Cresterea temp.

incalzirii retelei

Factorul de frecare

Cresterea temp. Masei

Cresterea temp.

Retelei

Cresterea temp.

incalzirii retelei

Factorul de frecare

W

 

W

 

9,2

13,5

162,8

0,035

6,3

10,1

119,9

0,024

Rezultate obtinute din raportul de frecare scăzuta pentru mecanisme sunt comparabile cu rezultatele obţinute cu aparatul T-05.

Există următoarele efecte principale pentru generarea stratului ceramic pe suprafaţă dintelui:

1. CERAMIZER ® are un impact semnificativ asupra nivelului vibratiilor mecanismului. Este raporatata scaderea aproape dubla a parametrilor de vibraţii ca o amplitudine eficienta de viteză şi de accelerare .
2. Diminuarea vibraţiilor continua cu reducerea nivelului zgomotului echivalentului de presiune acustică. Această valoare este in jur de 1,6 dB (A).
3. Pe ceramizare nu există nici un proces de reducere a stresului rezidual negativ iniţial cauzat de intarire ceea ce este foarte avantajos. Ceramizarea nu are un impact direct asupra reducerii rezistenţei partii uzate a dintelui , precum şi asupra ruperii bazei dintelui la oboseală .
4. Având în vedere duritatea foarte mare de suprafaţă, un strat ceramic face purtarea mai usoara si mai rapida.Este evident pe apexul comun. Efectele acestui proces sunt comparabile cu modificarea profilului apexului comun.
5. După procesul de ceramizare raportul de frecare dintre dinti scade cu 30% .
6. De asemenea, consumul de masă scade semnificativ, cu aproximativ 60%.