Kitkavoiman mittauslaitteiston suunnittelu ja valmistaminen
Vuori, Vesa (2013)
Vuori, Vesa
Seinäjoen ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305046201
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305046201
Tiivistelmä
Mäntäpaineakkujen tuotannossa on käytössä useilta eri tiivistevalmistajilta tulevia tiivisteitä ja useita eri tiivistetyyppejä. Tiivisteen tyypit ja materiaali vaihtelevat eri olosuhteissa käytettäväksi tarkoitetuissa paineakuissa. Tiivisteiden eri ominaisuuksista ja laadun tasaisuudesta ei ole paljon tietoa eikä paineakkujen valmistajalla ole käytettävissä menetelmää kitkaominaisuuksien tutkimiseen. Kitkavoiman suuruus eri olosuhteissa vaikuttaa merkittävästi kelluvan männän liikkumiseen ja tämän myötä mäntäpaineakun sulavaan toimintaan.
Opinnäytetyön tarkoitus oli kehittää menetelmä, jolla kitkavoiman suuruutta olisi mahdollista tutkia yrityksen käyttämillä eri tiivistemateriaaleilla ja erikokoisilla tiivisteillä. Tutkimusmenetelmän kehittämisen jälkeen oli tarkoitus valmistaa tutkimuk-seen soveltuva laitteisto, jolla pystyttiin tutkimaan kitkavoimia eri tiivisteillä, erikokoisilla sylinteriputkilla ja erilaisissa olosuhteissa. Männän liikenopeutta haluttiin myös pystyä muuttelemaan ja keräämään tiedot kätevästi sähköiseen muotoon.
Tutkimustuloksista käy ilmi että männän liikenopeudella sylinteriputkessa, männän koolla ja öljyn määrällä on olennainen vaikutus kitkavoiman suuruuteen. Liikenopeudessa 6 mm/s kasvun havaittiin laskevan kitkavoiman arvoa noin 10 - 20 New-tonia mittauskokoonpanosta riippuen. Lämpötilan muutoksen vaikutuksia tutkiessa voitiin todeta, että suurempi halkaisijaosissa sylinteriputkissa lämpötilan vaikutus männäntiivisteen kitkavoimaan korostui. 80 mm:n sylinteriputkilla normaaliolosuh-teissa käytettävä tiiviste osoittautui matalampi kitkaiseksi kuin vastaava pakkas-olosuhteisiin tarkoitettu. Viimeisessä testissä tutkittiin männän halkaisijan vaikutusta kitkavoiman muutokseen. Oletusten mukaisesti kitkavoima kasvoi myös sylinteriputken halkaisijan kasvaessa. Keskimääräisesti eroa 50 mm:n ja 80 mm:n sylin-teriputkilla kitkavoimassa on noin 35 Newtonia.
Opinnäytetyön tarkoitus oli kehittää menetelmä, jolla kitkavoiman suuruutta olisi mahdollista tutkia yrityksen käyttämillä eri tiivistemateriaaleilla ja erikokoisilla tiivisteillä. Tutkimusmenetelmän kehittämisen jälkeen oli tarkoitus valmistaa tutkimuk-seen soveltuva laitteisto, jolla pystyttiin tutkimaan kitkavoimia eri tiivisteillä, erikokoisilla sylinteriputkilla ja erilaisissa olosuhteissa. Männän liikenopeutta haluttiin myös pystyä muuttelemaan ja keräämään tiedot kätevästi sähköiseen muotoon.
Tutkimustuloksista käy ilmi että männän liikenopeudella sylinteriputkessa, männän koolla ja öljyn määrällä on olennainen vaikutus kitkavoiman suuruuteen. Liikenopeudessa 6 mm/s kasvun havaittiin laskevan kitkavoiman arvoa noin 10 - 20 New-tonia mittauskokoonpanosta riippuen. Lämpötilan muutoksen vaikutuksia tutkiessa voitiin todeta, että suurempi halkaisijaosissa sylinteriputkissa lämpötilan vaikutus männäntiivisteen kitkavoimaan korostui. 80 mm:n sylinteriputkilla normaaliolosuh-teissa käytettävä tiiviste osoittautui matalampi kitkaiseksi kuin vastaava pakkas-olosuhteisiin tarkoitettu. Viimeisessä testissä tutkittiin männän halkaisijan vaikutusta kitkavoiman muutokseen. Oletusten mukaisesti kitkavoima kasvoi myös sylinteriputken halkaisijan kasvaessa. Keskimääräisesti eroa 50 mm:n ja 80 mm:n sylin-teriputkilla kitkavoimassa on noin 35 Newtonia.