Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 11. 18 mars 1952 - Hållfasthetsberäkning av dynamiskt belastade konstruktioner, av Pentti Laasonen - Andras erfarenheter - Varför hårdmetallverktyg slits, av O A
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
258
TEKNISK TIDSKRIFT v
amplituden för denna del en tendens att växa i
jämförelse med andra amplituder.
Ett systems egensvängningsrörelse som sådan
har inget tekniskt intresse, kännedomen om dess
egenfrekvenser och dämpning däremot desto
större. Dessa behövs för beräkning av de
tvångssvängningar och motsvarande dynamiska
belastningar, som störfrekvenserna av eventuella yttre
krafter åstadkommer. Vanligen förenklas
problemet härvid antingen genom att man endast
räknar med systemets lägsta frekvenser eller
genom att man endast tar hänsyn till några
förhållandevis självständiga delsystem, som man
redan på förhand kan förmoda vara kritiska.
Såsom nämnts är varje kropp i stånd till
svängningsrörelse och därför är det naturligt, att
svängningsproblemen är viktiga, särskilt vid
nykonstruktioner. Som en obligatorisk
delundersökning hör den svängningstekniska
beräkningen exempelvis till konstruktion av hastigt
roterande maskiner, för vilka såväl böj - som
torsionssvängningar kan uppträda.
En rörelseform av väsentligt annat slag, en
självinducerad svängning, är det då fråga om,
när själva svängningssystemet på något sätt
framkallar eller reglerar den utifrån
inströmmande energins mängd. Då kan nämligen
systemets dynamiska stabilitet trots den positiva inre
dämpningen vara av olika slag beroende på, om
rörelseamplituden är av- eller tilltagande. Den
under vissa villkor uppstående
"jazznings"-rörelsen i bilhjulen samt motsvarande fladder i
flygplanets vingar eller roderorgan är väl kända
exempel på dynamiskt labila system.
Enligt statistik från olika håll har största delen,
ca 80—95 %, av inträffade maskinskador
kunnat konstateras vara förorsakade av utmattning.
Det torde inte vara överraskande, om en
grundligare undersökning skulle visa, att dessa fall i
sin tur till en avsevärd del är åstadkomna av en
resonanssvängning. Därvid måste man beakta,
att undersökningens begränsning till en eller två
lägsta egenfrekvenser ej alltid kan anses vara
tilllåten. Visserligen är nog
svängningsamplituder-na för dessa vanligen de största, men detsamma
gäller ej nödvändigt de motsvarande
spänningarna. Har man två harmoniska svängningsrörelser
med lika amplituder, är nämligen förhållandet
mellan maximispänningarna lika med kvadraten
på förhållandet mellan frekvenserna.
De i maskintekniken använda mekaniska
systemen är ofta i svängningshänseende mera
komplicerade än de ovan förutsatta ideella. Om man
uppfattar dem som elastiska system, så är
antingen influensfaktorerna för hopkopplade
systemdelar eller massorna variabla. Det första
fallet är det fråga om t.ex. vid universalkopplingar,
det andra vid vevrörelse, när kolvens och vevs
takens massor reduceras till vevaxeln. I stället för
diskreta egensvängningstal får man då smalare
eller bredare resonansband. Det är självklart, att
behärskande av ett sådant elastodynamiskt
system, såväl beträffande dess stabilitet som dess
hållfasthetsegenskaper, är ett något svårare
problem.
Av denna förteckningsartade framställning
torde man redan komma underfund med att de med
dynamisk belastning såväl i praktiskt
konstruktionsarbete som i mera systematisk forskning
framkommande hållfasthetsteoretiska
specialproblemen är många. Detta är desto mera
anmärkningsvärt, som strävan efter material- och
konstruktionstekniskt effektivare lösningar
samtidigt med den allmänna tekniska utvecklingen
till snabbare och prestationskraftigare maskiner
säkert kommer att allt mera betona de
hithörande problemens betydelse.
Andras erfarenheter
Varför hårdmetallverktyg slits. Under årens lopp har
ett flertal teorier framlagts för att förklara varför
hårdmetallverktyg har längre livslängd än snabbstålsverktyg.
Vanligen hänvisar man till de förras större hårdhet såväl
vid rumstemperatur som vid arbetstemperatur, samt
hårdmetallernas högre smältpunkter. Själva nötningsförloppet
har man först på senare tid börjat ägna större
uppmärksamhet.
Vid svarvning av stål med hårdmetall, bestående av
vol-framkarbid och kobolt, erhålles en mycket snabb
förslitning av verktygets spånsida i form av en gropbildning ett
stycke bakom den skärande eggen, och en oekonomisk
bearbetning. Begagnas i stället en hårdmetall, som förutom
volframkarbiden innehåller en mindre mängd titankarbid,
minskar slithastigheten avsevärt.
Detta förhållande har de i USA verksamma forskarna
Ernst, Merchant och Zlatin sökt förklara genom en
grundlig undersökning av spånbildningens mekanism, främst
friktionsförhållandena vid kontinuerlig spånbildning. Det
är emellertid ytterligt svårt att studera friktionsytorna
under själva skärförloppet, ävensom att bestämma dessas
temperatur. Den tyske forskaren Dawihl drog slutsatsen
att spånet vid glidningen över verktygsytan, på grund av
den i kontaktpunkten rådande höga temperaturen,
svetsades fast vid hårdmetallen och att vid spånets fortsatta
tvångsvisa rörelse karbidfragment rycktes loss ur ytan,
varvid en grop bildades.
Ernst och Merchant har påvisat att på vanligt sätt
tillförda kyl- och smörjmedel vid högre skärhastigheter har
mycket liten effekt på storleken av friktionskoefficienten
mellan spån- och verktygsyta, troligen beroende på att
kylmediet ej når nämnda ytor. Dessa blir därför mycket
rena och mottagliga för kemiska angrepp.
Man kan tänka sig att gropförslitningen sker:
genom att hårda inneslutningar i det bearbetade
materialet skär in i verktygsytan eller att ojämnheter i denna,
härledande från slipningen, ryckes loss på grund av
skärkrafterna;
genom att en sammansvetsning mellan spån och verktyg
äger rum under en kort tidsperiod under friktionsvärmets
inverkan omedelbart följt av en lossryckning, då fragment
av hårdmetallen kommer att föras bort av spånet;
genom upprepad upphettning och oxidation av
verktygsytan, vilket emellertid är mindre troligt, då luften
förmodligen ej har tillträde till skärytorna, i varje fall vid
höga skärhastigheter;
genom att temperaturen i friktionsytorna blir så hög att
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
