Pitäisi saada selville kestääkö itsetehty
moottoripyörän akseli:
Akselin pituus on (etutolppien välissä)
200mm 19mm halkaisijalla, ja 17 halkaisijaa pari
milliä ennen muin se menee etutolpan sisällä.
Laakerit ovat noin 40mm tolppien reunoista. Olake
19/17 on sorvattu kartiomaiseksi.
Materiaalina akselissa nuorrutusteräs 42CrMo4
(= Imatra Moc 410). Käsittääkseni kyseinen teräs
toimitetaan valmiiksi nuorrutettuna?
Myötöraja teräkselle 750Nm/mm2, murtolujuus jotain
päälle tuhat. Kimmomoduli x10^3 N/mm2. Suoraa
vetoa tuo akseli siis kestäisi jotain 17tn.
Akseli on aivan alkuperäisen muotoinen, mutta
hiukan epäilyttää kestääkö tuo, kun ei ole mitään
käsitystä mitä ainetta alkuperäinen on.
Kovuusmittaus tuotti saman tuloksen Moc 410
kuin alkuperäiselle. Onko tuo MoCr kuinka sitkeää,
onko sillä taipumusta murtua toistuvista iskuista
(tässä tapauksessa jousitus ja pyörä pehmentävät
iskuja)? Käytetäänkö tuollaisissa akseleissa
muita lämpökäsittelyjä kuin mahdollisesti
metallin toimittajan nuorrutus? Karkaistu ei
varmaankaan käy murtumisen takia?
Eli paljon tuo akseli kestää kiloja (laakereihin
kohdistettuna)?
moottoripyörän akseli:
Akselin pituus on (etutolppien välissä)
200mm 19mm halkaisijalla, ja 17 halkaisijaa pari
milliä ennen muin se menee etutolpan sisällä.
Laakerit ovat noin 40mm tolppien reunoista. Olake
19/17 on sorvattu kartiomaiseksi.
Materiaalina akselissa nuorrutusteräs 42CrMo4
(= Imatra Moc 410). Käsittääkseni kyseinen teräs
toimitetaan valmiiksi nuorrutettuna?
Myötöraja teräkselle 750Nm/mm2, murtolujuus jotain
päälle tuhat. Kimmomoduli x10^3 N/mm2. Suoraa
vetoa tuo akseli siis kestäisi jotain 17tn.
Akseli on aivan alkuperäisen muotoinen, mutta
hiukan epäilyttää kestääkö tuo, kun ei ole mitään
käsitystä mitä ainetta alkuperäinen on.
Kovuusmittaus tuotti saman tuloksen Moc 410
kuin alkuperäiselle. Onko tuo MoCr kuinka sitkeää,
onko sillä taipumusta murtua toistuvista iskuista
(tässä tapauksessa jousitus ja pyörä pehmentävät
iskuja)? Käytetäänkö tuollaisissa akseleissa
muita lämpökäsittelyjä kuin mahdollisesti
metallin toimittajan nuorrutus? Karkaistu ei
varmaankaan käy murtumisen takia?
Eli paljon tuo akseli kestää kiloja (laakereihin
kohdistettuna)?
Vastaukset 8
Vanhimmat
eiköhän nuo akselit ko. yhteydessä ole aikas ylimitoitettuja, jotta kestää kyllä jos "kunnon" terästä.
Se mikä tuossa oleellista niin pintakarkaisu, jotta luistaa hyvin.
Voithan laskea leikkauslujuuden akselille ilman kiristystä... veikkaan, että saat silti ylimitoitetun loppusumman. Kiristetyssä aksesissa tuo leikkausrasitus ei ole niin suuri kuin kiristämättömässä. Vetolujuuttahan noissa ei vaadita paljon mitään.
Tuo akseli on toisesta päästään kiinni kannella
(siis puoliympyrä tolpassa ja kannessa), siltä
kohtaa akseli on 7/8". Toiseen päähän mentäessä
akselin halk. laskee 19mm ja siitä toisen tolpan
sisään 17mm. Akselille tulee holkit molempiin
päihin ja laakereiden väliin. Päässä on jenga,
millä kiristetään koko paska nippuun.
Ainoa oikeastaan huolestumisen aihe on tuo 19/17mm
olake. Siinä on oiva kohta murtumalle. Samoin
epäilyttää laakerien etäisyys tolpasta, syntyy
vipuvartta (tosin vain 40mm).
Tässä ne metallin speksit:
http://www.sten.fi/data/attachments/42CrMo4.pdf
Autojen ja moottoripyörien osia lasketaan mahdollisesti alustavasti jollain periaatteella, mutta lopullinen päätös perustuu testaukseen.
Autot ja pyörät laitetaan rajuun testiin, jossa ne yritetään periaatteessa ajaa rikki. Tämän testin lopputuloksena mahdollisesti sitten joitain osia joudutaan vahvistamaan ennen lopullisen tuotteen laittamista markkinoille. Ainakin amerikkalaiset autot käyvät tällaisen testausohjelman läpi.
Akseli on toisaalta tyypillisesti vaihtokuormitukselle altistuva osa ja se pitää siis mitoittaa eliniän ja oletetun vaihtokuormitusprofiilin mukaan. Pelkkä staattinen lujuustarkastelu (montako kiloa se kestää tasaista kuormaa) ei anna hyvää lopputulosta tällaisessa tilanteessa. Akseli voi napsahtaa poikki eliniänsä lopussa varsin pienestäkin kuormitushuipusta väsymisen johdosta, joten siksi dynaaminen tarkastelu on hedelmällisempää.
Mutta jos olet valmistanut aivan alkuperäisen kanssa identtisen osan hyvälaatuisesta teräksestä ja annat sille saman lämpökäösittelyn kuin alkuperäisessä mahdollisesti on, niin kyllä se saman kestää. Monestihan akselit pintakarkaistaan.
Lisää kestävyyttä saa lujemalla materiaalilla ja/tai suuremmnalla halkaisijalla.
Viimekädessä kokeilemalla sen huomaa.
mallinen tuo akseli on.
Materiaalista löytyy datalehti:
http://www.sten.fi/data/attachments/42CrMo4.pdf
Ainoa mikä minua tuossa akselissa huolestuttaa on
19/17mm olake, onko tuo materiaali kuinka
murtoherkkää taivuttaessa.
Murtovenymän perusteella näyttäisi olevan kohtuullisen sitkeää, joten ei ihan eka kerralla hajoa olakkeen kohdalta. Muutenkaan juuri parempaa ainetta voi olla vaikea löytää. Tosin sitten jos olakkeessa on terävä kulma voi ajan mittaan hajota väsymällä. Hieman auttaa, jos kiillottaa osan ja varsinkin kulmat, joissa itse asiassa pitäisi olla pyöristys.
Toisaalta muistelen, että toisinaan osia tehdään myös hiilikarkaisemalla, jolloin sisus jää sitkeäksi, ja toisaalta kovaan pintaan jää hieman puristusta, joka parantaa väsymiskestävyyttä.
Tällaiseen kestävyyteen ei taida suoraan koneistuksen jäljiltä oleva osa päästä.
tein siitä olakkeesta on kartion ja kiillotin sen. Minustakin tuo kromimolybdeeniteräs näyttää
paperilla hyvältä.
Tein testin tuolla samalla materiaalilla.
Testikappale oli 12mm/19mm. Olake oli
sorvattu kartioksi. Pienemmän pään laitoin
ruuvipenkkiin, ja puolenmetrinjatkolla
kääntöä. Ehkä 180-250Nm (kädessä aika hyvä tuntuma,
kun olen tehnyt autohommia koko ikäni), akseli
muuttaa muotoaan. Akseli taipui noin 10 astetta,
kunnes kovemmalla väännöllä napsahti siististi
poikki. Huomioitavaa se ettei tuohon edes
hirmuista voimaa tarvinnut. Ja tuo 17mm akseli
ei ole kuin kaksi kertaa vahvempaa (12mm =113mm2,
17mm = 226mm2). Tietenkään tuollaista tilannetta
ei synny siinä keulassa, mutta ei tuo siltikään
kovin lupaavalta vaikuttanut...
Tuossakohtaa menee varmaan vikaan, kun sanot "vähän suuremmalla voimalla"..
Nuo käsivaraisarviot ei oikeesti ole mistään kotoisin. Tuollasella vipuvarrella saa pienennällä riuhtasulla "karmeet" voimat aikaseks.
Ite ole katkaissut autosta pyörän pultit ristikkoavaimella nuorempana, kun olen ajatellut ettei muka pysy kii muuten. Vaatii voimaa mutta menee poikki, puhumattakaan jos jotakin vipuvartta käyttää.