Till innehåll på sidan
Till KTH:s startsida

A Comparative Investigation of Gear Performance BetweenWrought and Sintered Powder Metallurgical Steel

Utilizing In-situ Surface Profile Measurements to Investigate theInitiation and Evolution of Micropitting and Pitting Damage

Tid: Fr 2021-06-04 kl 10.00

Plats: https://kth-se.zoom.us/j/68966894832, Stockholm (English)

Ämnesområde: Maskinkonstruktion

Respondent: Edwin Bergstedt , Maskinkonstruktion (Inst.)

Opponent: Professor i Maskinteknik Bengt-Göran Rosén, Högskolan Halmstad

Handledare: Ulf Olofsson, Maskinkonstruktion, Tribologi, Maskinelement, Järnvägsgruppen, JVG, Maskinkonstruktion (Avd.)

Exportera till kalender

Abstract

Den pågående elektrifieringen ställer nya krav på transmissioner och kugghjul. För att minska förluster bör elmotorn användas vid höga varvtal, dessutomär ljudnivån allt mer viktig då förbränningsmotorns ljud inte längre döljer det vinande ljudet från transmissionen. Pressade och sintrade komponenter av pulvermetall är ett intressant alternativ till konventionellt stål, då processen ärsnabb och effektiv, dessutom dämpar porerna inne i materialet ljud då ljudvågorinte kan propagera lika fritt genom gas som genom solidt stål. Dagens pulver-metallurgiskamaterial har dock vissa begränsningar, så som lägre styrka. SSF projektet Nanotechnology Enhanced Sintered Steel Processing jobbar mot att förbättra dagens pulvermetall material. Genom att blanda in nano-partiklar så kan densiteten ökas och därmed förbättras materialets egenskaper. För att kunna utvärdera nya kugghjul och materialkombinationer så behöver prestandan kartläggas för dagens material. Det är därmed viktigt att hitta en metod för att kunna testa och göra relevanta jämförelser. Denna avhandling presenterar metoder för att testa samt utvärdera prestandan för olika material och därmed generera underlag för att kunna jämförade olika materialen. Genom att genomföra effektivitets samt pittingprov i en FZG testrig, har prestandan för dagens pulvermetallmaterial kunnat jämföras mot konventionellt stål, utöver materialskillnader har ett antal olika slutbearbetningsmetorder har också utvärderats. Kuggflankerna har mätts på plats i växellådan fortlöpande under testningen med ett släpnålsinstrument, en metod för att optimera positionen av de mätta profilerna mot den teoretiska kuggpro-filen har också utvecklats. Genom denna metod är det möjligt att direkt jämföraolika mätningar för att se hur slitage påverkar profilen. Därmed kan man studera hur mikropitting initieras och även förstå hur skademekanismerna påverkas av material och slutbearbetningsmetod. Vid samma slutbearbetningsmetod så uppvisade pulvermetallmaterialen liknande ytinitierade skademekanismer som konventionellt stål. En skillnad är att pulvermetallmaterialet även uppvisade skador som initierats inuti materialet. Kugghjul med superfinerad yta uppvisadetidigt omfattande skador i pittingtesten. Detta är kopplat till avsaknaden avtoppavlättning (en parameter som modifierar kuggprofilens utseende) på kuggprofilen, kraftiga slag ger sprickbildning i roten och när tillräcklig mängd sprickor ansamlats så börjar kuggflanken flagna, därefter propagerar skadan snabbt mot toppen av tanden.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-293324