Kierreakseleiden väsymislujuuden parantaminen valssaamalla

Abstract

Tässä kandidaatintyössä selvitetään, voidaanko kierteen väsymislujuutta parantaa kierteen pohjaa valssaamalla. Työ tehdään eräälle konepajalle, jonka valmistettavien tuotteiden kierteet ovat alttiita väsyttävälle kuormitukselle. Kierreosuuden kestävyyden parantamiseksi konepaja on kehittänyt valssausmenetelmän ja haluaa tämän työn avulla selvittää menetelmän soveltuvuuden väsymiskestoiän parantamiseen. Työ toteutettiin vertailemalla kolmea eri tavalla valmistettua kierrettä. Kutakin koekappaletta valmistettiin kaksi kappaletta.

Aihetta tutkittiin kirjallisuuden, sekä LUT Teräsrakenteiden laboratorion röntgendiffraktiometrin ja profilometrin avulla. Lisäksi lopputuotteen rakennetta kierteen ympärillä analysoitiin ja löydettiin kohtia, joita voidaan jatkossa kehittää. Työn lopputuloksena kirjallisuus tuki valssausmenetelmän hyötyjä ja profilometrillä oli havaittavissa positiivisia muutoksia koekappaleissa suuremmalla valssauskuormalla. Jäännösjännityksiä ei saatu onnistuneesti mitattua kierreprofiilin muodon aiheuttamien häiriöiden vuoksi.

In this bachelor’s thesis, the effect of novel threads post-processing method for fatigue strength is studied. The work is carried out for a machine shop that manufactures threaded axles. The machine shop has developed a rolling method and seeks confirmation of its benefits for the fatigue life of the product. Three different test pieces were obtained from the company, with two of each type, totaling six.

The subject was studied using literature review and with the help of X-ray diffractometry and profilometry at the LUT Steel Structures Laboratory. The structure of the threaded axle was also analyzed, and areas for improvement were identified. As a result of the study, the literature supported the benefits of the rolling loads using profilometry. Residual stresses couldn’t be successfully measured due to limitations caused by the thread profile.