Innovativa gränssnitt för axialglidlager
- Diarienummer
- SM15-0025
- Start- och slutdatum
- 160201-180731
- Beviljat belopp
- 538 699 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Val av högpresterande rullningslager är inte alltid hållbart, antingen från ett kostnads- och prestandaperspektiv eller för att de helt enkelt tar upp för mycket plats. I de fallen låter man ytor i kontakt ta upp glidande rörelser direkt eller så monterar man ett axialglidlager mellan komponenterna. I högpresenterande mekaniska system där variation i temperatur, last, hastighet, smörjmedel och föroreningar uppstår kompliceras livet för dessa stödkomponenter. I värsta fall kan haveri av högpresterande komponenter uppstå på grund av ett haveri av ett axialglidlager. Dagens utformning bygger på erfarenheter från beprövade fältprover och rigg-testförhållanden. För att underlätta framtida designförändringar, ökning av effekttätheten och robustheten, måste alla kontaktytor som slits och adderar till de totala friktionsförlusterna, och därmed sänker livslängden, i drivlinan minskas. Det här projektet kommer att initieras genom att karaktärisera de förhållanden som påverkar ett axialglidlager. Beteendet hos systemet kommer att studeras genom att göra en datormodell och simuleringsmodell. Projektet kommer att överväga en ändring i material (t.ex. blyfria material), oljeförsörjning, applicera strukturerade ytor och/eller beläggningar. Ny teknik kombinerat med befintliga och lösningar som vunnits från närliggande forskningsområden kommer att tillämpas i projektet. Resultaten av denna forskning kommer att tillämpas på en rad olika delsystem som finns längs drivlinan.
Populärvetenskaplig beskrivning
Axialglidlager (eller brickor) tar lite plats och är betydligt billigare än till exempel ett kullager. Trots att Scania har många års erfarenhet av axialglidlager i deras lastbilar så ökar kraven på dessa redan påfrestade delar. De fungerar bra när det är små belastningar som ska tas upp och när man känner till systemet. Men idag går utvecklingen snabbt, motorerna blir starkare, delar byts ut vilket påverkar last- och hastighetsvariationerna. Att ett axialglidlager behöver bytas ut kan bero på att belastningen inte är lika jämt fördelad över ytan vilket ger upphov till höga kontakttryck och hög friktion som bildar värme och orsakar ökat slitage. Riskerna när dessa komponeter slits är att nötningspartiklar når högpresterande komponenter, till exempel kuggväxlar, som då kan haverera eller få sänkt livsläng. Relativt enkla ytor som nöts hos axialglidlager kan alltså orsaka allvarligare och kostsamma skador. I det här projektet ska Ellen Bergseth studera hur axialglidlager slits och hur förändringar i material, ytor och oljetillförsel påverkar friktions- och nötningsbeteendet. Idag kan material i axialglidlager innehålla bly som man vill gå ifrån, men funktionen får samtidigt inte försämras. Målet är att ta fram robusta och kostnadseffektiva axialglidlager som tål snedställningar och har en låg stabil friktion. Ett testfall som sitter placerat i drivlinan kommer att väljas ut och även modelleras upp. En simuleringsmodell som beskriver kontakten och påfrestningarna utifrån kommer att tas fram för att kunna beskriva beteendet hos ett axialglidlager. Modellen ska sedan verifieras med labbtester och valideras i riggprov. Resultaten av denna forskning kommer att tillämpas på en rad olika delsystem som finns längs drivlinan. Ellen Bergseth, som idag arbetar som forskare och lärare inom området maskinkonstruktion, kommer att arbeta halvtid på Scania i två år med att ta fram innovativa lösningar för axialglidlager. Genom att kombinera existerande lösningar och ny teknik samt lösningar som vunnits från närliggande områden kan projektet bidra med att sänka friktion och nötning i axialglidlager. Hon kommer att bidra med konkret kunskap om gränssnittsmodellering och tribologiskt prediktering av kontakter.