kontrolle des kugelstrahlens - Metal Improvement Company

V I E R T E S K A P I T E L
BIEGEERMÜDUNG
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Die beste Vorraussetzung, um
Pitting auf den Zahnflanken im
Bereich des Teilkreisdurchmessers
zu vermeiden, ist die Erzeugung von
Druckspannung mit nachfolgender
Oberflächenbearbeitung durch
Läppen, Honen oder Gleitschleifen.
Dabei ist sorgfältig darauf zu achten,
daß nicht mehr als 10 % der
Druckeigenspannungsschicht
abgetragen wird. Diese
Bearbeitungsverfahren erzeugen
eine feinere Oberfläche und sorgen
für eine Vergrößerung des
Traganteils. Dadurch wird die
spezifische Flächenpressung
vermindert.
Eigenspannung [MPa]
Abb. 4-4 Eigenspannungsprofil eines Zahnrades aus
einsatzgehärtetem Stahl
Die Metal Improvement Company
bietet das Kugelstrahlen mit nachfolgendem Gleitschleifprozess genannt C.A.S.E. SM an, mit dessen
Hilfe die Pittingbeständigkeit von Zahnrädern bis um 500 % erhöht werden konnte. In Kapitel 11
finden Sie weitere Informationen und Schliffbilder zu diesem Verfahren.
Bei bestimmten Zahnradanwendungen sind bei 1 Million Lastspielen Dauerfestigkeitserhöhungen um
mindestens 30 % üblich. Die nachstehenden Organisationen / Spezifikationen erlauben folgende
Erhöhungen der Zahnfußbiegespannungen nach Bearbeitungen mit dem kontrollierten
Kugelstrahlverfahren:
o Lloyds Register of Shipping 20 % Erhöhung [4.2]
o Det Norske Veritas: 20 % Erhöhung [4.3]
o ANSI/AGMA 6032-A94, Marine Gearing Specification: 15 % Erhöhung
-276
-552
-828
-1104
-1380
0.05 0.10 0.15 0.20
Abstand von der Oberfl che [mm]
PLEUELSTANGEN
Pleuelstangen sind hervorragende Beispiele für Bauteile mit hoher Dauerschwingbeanspruchung, da
jede Motorumdrehung ein Lastspiel darstellt. Bei den meisten Pleuelstangen sind die Übergangsradien
vom Schaft in den Bereich der
Kurbelwellenlagerung die kritischen
Schadensbereiche. ABBILDUNG 4-5
zeigt eine Finite-Elemente-
Spannungsanalyse. Die Bereiche mit
der maximalen Spannung sind rot
dargestellt.
Die wirtschaftlichste Art Pleuelstangen
kugelzustrahlen ist die Bearbeitung
des geschmiedeten, gegossenen oder
gesinterten Bauteils vor jeglicher
maschineller Bearbeitung. Dadurch
wird das kostensteigernde Abdecken
Abb. 4-5 Spannungsverteilung in einer Pleuelstange
fertig bearbeiteter Flächen vermieden.
Unter Druckspannng stehende unbearbeitete Oberflächen besitzen ein besseres
Ermüdungsverhalten als unter Zugspannung (oder unter Nullspannung) stehende glatte Oberflächen.
Die kugelgestrahlten Oberflächen erfordern keine Vorbearbeitung bzw. Nachbehandlung.