Tack till alla våra trogna sponsorer som stöttar och håller Rejsa rullande
Skruva banåkabil
Materialval, vevstakar, vevar etc
2744 besök totalt
Rolle Scirocco
Stockholm
Här sen Nov 2002
Inlägg: 5250


Trådstartare
Materialval, vevstakar, vevar etc

Finns det några förslag på materialval för att göra lite vevstakar? Vilka legeringar, eventuell efterhärdning etc.

_________________
Roland Johansson
Citera
Johan Edlund
Norrköping
Här sen Jun 2003
Inlägg: 1242



Vevstakar tex 4340, 300M, Ti-6Al-4V, ska dock smidas om det ska bli riktigt bra.
Citera
Rolle Scirocco
Stockholm
Här sen Nov 2002
Inlägg: 5250


Trådstartare
Johan Edlund skrev:
Vevstakar tex 4340, 300M, Ti-6Al-4V, ska dock smidas om det ska bli riktigt bra.


Shootpening eller polering, hur står de sig mot smide...

Tänkte fleropen skulle få göra lite vettiga delar under vintern. Är till en 250 rotax motor (ala superkart) och stakarna körs MAX 100mil innan byte. Dock mellan 8'-13' dessa 100mil.

_________________
Roland Johansson
Citera
Johan Edlund
Norrköping
Här sen Jun 2003
Inlägg: 1242



Rolle Scirocco skrev:
Johan Edlund skrev:
Vevstakar tex 4340, 300M, Ti-6Al-4V, ska dock smidas om det ska bli riktigt bra.


Shootpening eller polering, hur står de sig mot smide...

Tänkte fleropen skulle få göra lite vettiga delar under vintern. Är till en 250 rotax motor (ala superkart) och stakarna körs MAX 100mil innan byte. Dock mellan 8'-13' dessa 100mil.


Risken är väl i så fall att delarna kan gå sönder, kulpeening eller polering är inga alternativ till smide, det är ett sätt att minska risken för sprickbildning och de utmattningsproblem det innebär.
om du väljer att utgå ifrån en stor bit vid vevstakstillverkning så kommer materialet att ha en jämn struktur, med smide så kommer den istället att följa formen på detaljen och det är det man vill uppnå.

Vevaxlar kan man däremot tillverka från billet (har även info om material och processer), kolvar i aluminium-beryllium tillverkas på ett liknande sätt men annars så är det smide som gäller.
Citera
fuling
Stockholm
Här sen Jan 2003
Inlägg: 8366

Hjälpmoderator

Jag håller med om smide är bäst pga strukuren man får.
Men jag har lite svårt att se att det skulle vara någon skiland på vevstakrana och vevaxlar.

Dessutom han man göra andra tvärsnitt med en fräst stake, som mig vetligen inte går att gör med smidda.

Mot bättre vetade skulle jag säga att många racestakar är frästa, men det vet nog Johan bättre.

Japp värmebehandlinge, polering och kulpening förbättrar bara utmattingshållfastheten.

_________________
Johan Sjölinder
Citera
Göran Malmberg
Bromma
Här sen Feb 2003
Inlägg: 3893



Smide är bäst. Men det är förenat med väldiga stycke kostnader att customtillverka smidesgrejor.
Billet är ett sätt at enbart jobba med maskinprogrammering.

I top fuel så får man något kortare driftstid med billet, eller t,ex lite tyngre stakar. Men med deras förhållandevis låga varvtal så kan man gå på med lite extra vikt för styrkan skull. Jag beställer själv nitrogrejer eftersom det är standerd hemimått. Men billetgrejorna får inte platts i järnblocket, så det blir smide.
Göran Malmberg

_________________
Hemipanter Göran Malmberg
Citera
Rolle Scirocco
Stockholm
Här sen Nov 2002
Inlägg: 5250


Trådstartare
"Risken är väl i så fall att delarna kan gå sönder, kulpeening eller polering är inga alternativ till smide, det är ett sätt att minska risken för sprickbildning och de utmattningsproblem det innebär.
om du väljer att utgå ifrån en stor bit vid vevstakstillverkning så kommer materialet att ha en jämn struktur, med smide så kommer den istället att följa formen på detaljen och det är det man vill uppnå. "

Stora problemet som jag ser det är att göra smidda stakar själv... Att dessa delar även fabrikstillverkade far i bitar är 100% säkert, dock brukar då 100mil vara ok. 160 mil har jag sett en stake som gått och den hade väldigt väldigt ovalt hål för vevtappen och det vevhuset var inte sig självt senare... Dock gick inte staken av!
Kan man göra grova uppskattningar om hur sämre tåligheten blir, vad det avser antalet mil? Så länge man kan byta i den 'säkra perioden' kan man ju leva med lägre hållbarhet.


"Vevaxlar kan man däremot tillverka från billet (har även info om material och processer), kolvar i aluminium-beryllium tillverkas på ett liknande sätt men annars så är det smide som gäller."

Finns intresse och behov av sådant också, främst då vissa saker utgått till gamla Classic maskiner och därmed inte går att köpa.


"Japp värmebehandlinge, polering och kulpening förbättrar bara utmattingshållfastheten."

och det är ju trevligt.

_________________
Roland Johansson
Citera
Göran Malmberg
Bromma
Här sen Feb 2003
Inlägg: 3893



Aluminiumstakar har ju anklagats för att mattas ut. Ok, aluminium mattas ut, det är ingen större nyhet.
Problemet är inte så mycket att aluminium mattas ut utan att utmattningsteorierna tappar proportioner.

Jag har åkt med aluminiumstakar i 20 år! Det är ifs ingen bruks-högmilsbil, men jag kör den tämligen hårt.
Jag varvar 7000 med 4,5 tums slag vilket innebär kolvhastigheter över F-1. Dom stakar som sitter i nu har gått 2000 mil.

Vad vill jag ha sagt med detta?

Jo, att man ska inte oroa sig i onödan. Använder man bra material och formar det så krafterna sprids ut på rätt sätt så är det inga problem. Det funkar med billet.

Jag tar isär motorn varje vinter, och ofta så hittar jag nått trist som hänt utan att nått allvarlig inträffat. Om nu det felet skulle rullat en säsong till så kan det ha blivit en generalsmäll. Inklusive södervridna stakar, och så får DOM skulden. Även sk bevis kan vara grava felbedömningar.


Göran Malmberg

_________________
Hemipanter Göran Malmberg
Citera
Jörgen (Jet)
Stockholm/Skogås
Här sen Apr 2003
Inlägg: 19314



Som någon sade, flygplan är lättmetallkonstruktioner och (på utrikiska): you don't see them falling
out of the sky all the time. Trots att det fladdrar en del om vingarna och vibrerar, mer eller mindre, hela tiden.
olyckor orsakade av utmattning är väldigt ovanliga inom flygindustrin.

_________________
Jörgen Eriksson
Citera
Johan Edlund
Norrköping
Här sen Jun 2003
Inlägg: 1242



Bra eftermarknadsstakar är alltid smidda. Sedan brukar man fräsa alla ytor för att få en jämn och fin yta, men det är ju en annan sak.

Flygplan faller ur skyn pga materialproblem ibland, dock var det väl vanligare förr i tiden. Idag har man blivit rätt duktig på det där med material. Tex finns stora riggar där man kan hållfasthetstesta vingar till stora trafikflygplan, man använder olika material på vingarnas ovan- och undersida, man räknar ut livslängden på detaljerna, man har givare som mäter belastningen i tex vingarna, man ombehandlar detaljer eller byter ut med uträknade och provade intervaller.

Aluminium utmattas, liksom stål, men det finns ingen gräns på det hela när det gäller aluminium. Aluminium kommer att mattas ut tills styrkan är så låg att brott uppstår, stål istället tappar till en viss nivå och sedan är det slut där. Aluminium "tappar" också sin värmebehandling varvid materialet sjunker i styrka och hårdhet, detta kan man bota genom att värmebehandla stakarna igen.

--- Material och processer för vevaxeltillverkning ---

1. Supernitralloy 5%Ni 2%al
(C 0,22%, Ni 5%, Cr 0,5%, Mo 0,25%, Al 2%, V 0,1%)

2. AFNOR 32 CDV 13
(C 0,3%, Cr 3%, Mo 1%, V 0,2%)

3. AFNOR 40 CDV 20
(C 0,4% Cr 5%, Mo 1,3%, V 0,45%, Si 1%)

1 härdas och nitreras för att uppnå en kärnhårdhet mellan 44-46 HRC, nitrering ger en yta med 970 HV med ett djup av 0,55 mm. Detta uppnås genom härdning vid 900 grader, upplösningsbehandling vid 690 grader, åldring vid 560 grader och nitrering vid 530 grader. Detta material har vissa problem relaterat till lågt värde på slagsegheten.

2 genomgår en värmebehandlingscykel för att nå en kärnhårdhet av 36-38 HRC, ythårdhet av 850 HV med en nitrerad yta av 0,7 mm tjocklek. Detta material har en slagseghet på 70 J/cm^2 att jämföra med 14 J/cm^2 för det tidigare materialet. Avspänningsglödgning sker vid 600-620 grader efter härdningen.

3 får en kärnhårdhet mellan 44 och 48 HRC. Tillverkning sker genom att först vacuumsmälta metallen, sedan grovbearbetas stycket och glödgas vid 830 grader, sedan en andra grovbearbetning och avspänningsglödgning vid 800 grader. En första finbearbetning + härdning vid 990 grader och en serie av anlöpningar vid 570 till 610 grader. Mängden material som är kvar att ta bort ska inte överskrida ,5 mm och man måste även använda ett hjälpmedel för att hålla axeln rak i ugnen. Slutgiltigen görs tre anlöpningar innan det sista materialet tas bort och axeln nitreras till ett djup av ,6 mm. Nitreringen sker under 90-100 timmar för att nå 1050 HV. Materialet får en sträckgräns kring 1300 MPa. Brottgränsen på ca 1600 MPa sjunker till ca 1000 MPa vid 1000.000 cykler.

Några tillägg
Notera att en vevaxel på 650 mm växer ca 2,5 mm efter härdning, och 0,2-0,4 mm efter anlöpning och avspänningsglödgning vid temperaturer kring 600 grader C.

Nitrering sker till ett djup av 0,55 till 0,70 mm, detta innebär kring 80 timmar vid 500-540 grader C.

Men även andra material används, det ovanstående är enligt vad Lamborghini avslöjade i samband med att de drog sig ur F1.

Kika tex på http://www.racecar.co.uk/dkecrankshafts/products.htm

För motvikter så används ibland tungmetall (volframlegering som ska vara lättbearbetad) eller utarmat uran för högre täthet. Dessa kan göras i form av pluggar som trycks in i vevaxeln eller i form av skruvbara motvikter.

Rullade radier ska ge bättre utmattningsegenskaper.

Toyota ska ha provat en vevaxel legerad med titanborid för att öka vevaxelns styvhet, vilket minskar problem med tex torsionssvängningar. Normalt sett så innebär keramik och höjd e-mudol lägre hållfasthet och låg slagseghet.

Jag har även funderat om det är möjligt att använda ett "maraging" stål såsom detta här under. Dessa har ersatt de vanliga nitrerhärdningsstålen i tex jetmotoraxlar och liknande. Används också i skruv och bult med hög styrka.
http://www.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=M1835D
Citera
Göran Malmberg
Bromma
Här sen Feb 2003
Inlägg: 3893



Jag fick personligen specificationer från Childs & Albert på deras alustakar för 10 år sedan. Man menade att oljetempen måste hållas nere på så låg nivå som smörjningen tolererar för lång driftstid. Belastningarna ökar kraftigt med varvtalet, så kan man hålla sig under gränsvärden med en marginal så förlängs driftstiden avevärt. Den motor jag hade då 4,15" slag på 500 cui, 6500 rpm, sattes en gräns på 5000-6000 mil.

Göran Malmberg

_________________
Hemipanter Göran Malmberg
Citera
Skruva banåkabil
Materialval, vevstakar, vevar etc
2744 besök totalt
Tack till alla våra trogna sponsorer som stöttar och håller Rejsa rullande