Pevnostní posouzení dříku typ BEZNOSKA TRIO

V této normě je definováno, jakým způsobem musí být dřík během zkoušky uložen (ukotven) a jakým způsobem musí být během zkoušky zatěžován (viz obr. 1).

obr. 1

V případě dříku TEP typ Beznoska TRIO jsme posouzení mechanických vlastností provedli ve třech etapách.

Nejprve jsme zjišťovali pomocí pevnostního výpočtu metodou konečných prvků (MKP) kritická místa pro všechny tři varianty dříku (cementované, necementované a modulární) a zjištěné napětí posoudili z hlediska materiálových vlastností (zejména meze kluzu, meze pevnosti a meze únavy).

Na přiložených obrázcích (viz obr. 2) je příklad uložení a zatížení dříku pro výpočet a jsou uvedena výsledná redukovaná napětí podle teorie Missese pro případ dosažení meze kluzu materiálu v kritickém místě dříku. Zatěžovací schéma v obou případech odpovídá požadavkům normy ISO 7206-4.

obr. 2

V další etapě návrhu dříku jsem prováděli únavové zkoušky vybraných velikostí a variant. K dispozici jsme měli zařízení Electropuls E3000 od firmy Instron na pracovišti TU Liberec.

Zkoušky modulárního dříku velikost „0“ s nejnepříznivějším postavením krčku „5“ (CCD 125° a antetorze 10°) a za podmínek předepsaných normou ISO 7204-6 se uskutečnily na třech sestavách. Během těchto zkoušek nedošlo k poškození dříku (lomu nebo vizuálnímu defektu).

Zkoušky proběhly za následujících podmínek:

  • Pulsující sinusové zatížení (Fmin=200(N), Fmax=2300(N), střední hodnota síly Fs=1250(N))
  • Frekvence zatěžující síly f=20Hz
  • Celkový počet zatěžovacích cyklů n= 5.106

Dříky byly upnuty ve speciálním přípravku a zatěžující svislá síla byla aplikována přes kalenou desku, doplněnou axiálním kuličkovým ložiskem pro odstranění parazitních vodorovných sil (viz obr. 3).

obr. 3

V poslední etapě jsme prováděli komplexní zkoušky na vlastním zařízení Electropuls E10000, umožňující aplikovat proměnnou sílu až 10.000(N) a současně provádět zkoušku dříku při ponoření do kapaliny (viz obr. 4).

Zkoušky se soustředily na modulární variantu, která je ze zcela pochopitelných důvodů nejcitlivější na aplikované zatížení zejména proto, že modulární krček umožňuje z hlediska napjatosti výrazně nepříznivější postavení hlavice vůči dříku.

Pro vybrané sestavy jsme zvolili výrazně „drsnější“ podmínky zkoušky. Každý dřík byl postupně zatěžován pulsující silou 2300, 2800, 3300 a dále s odstupňováním po 500(N) tak, že na každé zatěžovací hladině byla sestava zatížena 10 milióny cyklů. V tomto režimu byl každý dřík zatěžován až do lomu. Zkoušky jsme provedli celkem u 5ti sestav. Výsledkem bylo zjištění, že u nejnepříznivější kombinace dřík + krček a normového uložení dojde k lomu mezi 3300÷4300(N). Celkový počet zatěžovacích cyklů podle shora uvedeného schéma po nichž došlo k lomu byl 25÷42 miliónů.

obr. 4

Závěr:

Výsledky zkoušek jasně prokazují, že všechny varianty dříku Beznoska TRIO vyhovují požadavkům normy ISO a i v případě nejnepříznivější kombinace (necementovaný modulární dřík 01 a krček 5) je výrazně překračují.

Spolupracujeme