Stanovení životnosti vlákna: Rychlejší, přesnější a úspornější – i pro zakázková řešení
Závitová vřetena a matice jsou ústřední součástí moderního života od počátku industrializace. Překvapivá skutečnost: v současné době je prakticky nemožné předvídat jejich životnost a opotřebení, což má rozhodující význam pro zajištění vašich investic. Představujeme vám nový systém testování závitů TriboLife: dokáže rychle reprodukovat opotřebení prostřednictvím experimentálních zkoušek, čímž se drahé zkušební stojany pro testování odolnosti stávají do značné míry zbytečnými.
Třením vzniká teplo. Toto tvrzení snadno pochopí i lidé, kteří nejsou inženýry. Ale tření je mnohem víc. Přesněji řečeno, tření je odpor, který vzniká při pohybu dvou dotýkajících se těles. Tření zajišťuje přilnavost. Tření nám umožňuje zastavit se na vlhké dlaždicové podlaze po sprchování.
Starověké zákony tření z roku 1699 – a mnoho nezodpovězených otázek
Starověké zákony tření z roku 1699 – a mnoho nezodpovězených otázek
Existuje mnoho příkladů pozitivního vlivu tření. Tření však také způsobuje inženýrům a technickým aplikacím mnoho zděšení, což lze snadno vidět na příkladu závitových vřeten. Pokud jsou závitová vřetena instalována ve strojích a systémech, jsou obvykle vystavena velkému zatížení. Spolehlivost a maximální životnost jsou proto obzvláště důležité, zejména v případě zdvihacích zařízení. Problém: I dnes je pro vědu stále obtížné přesně vypočítat třecí síly. Zákony tření, které dnes používáme, lze vysledovat až k Guillaumu Amontonsovi v roce 1699.
In Nitě a stroje: Tření vede k vibracím
Účinky statického tření a kluzného tření mají přímý vliv na vibrace obrobku, a proto je obtížné spolehlivě předpovědět životnost závitů. Vědci se však nyní na toto téma opět zaměřují. Podíváme-li se na povrchy dvou stýkajících se ploch na atomární úrovni, měření ukazují, že nad určitou amplitudou dochází k extrémním vibracím povrchů. Tyto vibrace pokračují jako vibrace v závitu a jsou na atomární úrovni zcela neuspořádané a chaotické. Jinými slovy: tření je a zůstává obtížné vypočítat v přesných číslech. Dosažení spolehlivého výroku o trvanlivosti a životnosti závitů v praxi často vyžaduje dlouhé zátěžové testy trvající mnoho týdnů. Simulace stárnutí zabírá zdroje, stojí mnoho peněz a vytváří tlak na produktivitu.
„Jako specialisté na závity jsme samozřejmě neustále dotazováni na životnost našich výrobků,“ říká Moritz von Soden, jednatel společnosti Bornemann Gewindetechnik. „Naši inženýři pak musí vysvětlovat složitost fyzikálního tření. Zejména pro trapézové závity neexistují téměř žádné spolehlivé metody výpočtu. Ve spolupráci se společností SincoTec Test & Engineering GmbH se nám však podařilo vyvinout zkušební postup, který nám umožňuje velmi přesně a mnohem rychleji určit životnost systému vřeteno/matka.“
Inovativní, rychlý, přesný: systém pro testování závitů TriboLife
Únavové poškození se obecně používá k výpočtu životnosti součástí ve strojírenství (například lom materiálu). U závitů je však „úplné selhání“ méně důležitým faktorem než výpočet opotřebení. Zejména v případě trapézových závitů proto není posouzení synonymem pro výpočet životnosti.
Díky systému TriboLife lze procesy stárnutí experimentálně reprodukovat rychleji než kdykoli předtím. Díky tomu je dlouhodobé testování na speciálně navržených zkušebních stojanech do značné míry zbytečné. Lze aplikovat předběžná zatížení o hmotnosti několika tun. Lze zavést velké množství různých maziv. Interakce mezi maticí a závitem je zajištěna díky volně nastavitelnému úhlu. Kromě toho mohou být závity během testování vystaveny širokému rozsahu teplot. Systém TriboLife dosahuje zkušební frekvence 25 hertzů, což znamená, že opotřebení, ke kterému dochází po dobu 10 let, lze reprodukovat během jednoho týdne. Pro mnoho konstruktérů, zejména těch, kteří pracují na novém vývoji, je tento typ spolehlivých údajů o opotřebení důležitý, zejména pokud jde o vzájemné porovnávání materiálů a výrobních postupů v několika zkušebních sériích.
Experimentální výpočet životnosti složitých závitových součástí
„Přesné předvídání životnosti závitů je stále výzvou, a to i s pomocí systému TriboLife. Ale jeho oblast použití je široká. Rychlý testovací systém je skutečně přínosný, zejména pro správný návrh trapézových závitů,“ vysvětluje Dipl.-Ing. Steffen Krause, vedoucí vývoje ve společnosti SincoTec Test & Engineering GmbH. „Díky němu může náš spolupracující partner Bornemann pomáhat náročným zákazníkům na zcela nové úrovni. Připomeňme si: dosud byly intenzivní vytrvalostní zkoušky pro většinu aplikací jednoduše příliš nákladné. TriboLife nám umožňuje víc – v budoucnu budeme schopni vydávat přesná prohlášení o opotřebení a životnosti, a to i pro speciální závity.“
Další informace o TriboLife najdete také na YouTube:
O společnosti Bornemann
Společnost Bornemann Gewindetechnik (www.bornemann-gewindetechnik.de) vyrábí závity všech speciálních tvarů a velikostí. Vyrábíme například zakázková řešení pro zdvihací techniku a hydraulické ocelové konstrukce, zařízení plošin a šoupátka pro přehrady. Vedle náročných vysoce přesných prací na závitech s přítlačným závitem, posuvných šroubech a vícestupňových závitech se zaměřujeme také na výrobu velkých, k montáži připravených vřeten s trapézovým závitem a sad matic. Jako výchozí materiál lze použít jakýkoli obráběný materiál. Standardní rozměry závitových vřeten se pohybují v rozmezí průměrů od 10 do 300 mm a délky až 10 m. Ve vícedílném provedení lze vyrobit delší délky až do 100 m. Optimalizovaný výrobní proces společnosti Bornemann vytváří povrchy závitů, které dosahují kvality odpovídající broušeným závitům.