Nuffieldin sylinterikannen pulttien voitelu/kiristysmomentti

[lisenssi]

No niinpäs olikin. Käyn "varastollani inventoimassa" kohtsilleen.

Materiaalia oli riittävästi. Sen puoleen voi pyöräyttää yhden satsin kevyesti.

Olennaisia kysymyksiä ovat:

a) mihin voimaan pultilla pitää päästä?

b) paljonko muut paikat, kuten lohkon kierrereikä ja sylinteriputken olake lohkossa ja mutteri kestävät?

c) paljonkos se pultti nyt saisi maksaa? (näillä ehdoilla: pultti on kokonaan sorvattu yhdellä kiinnityksellä; karkaistu/päästetty; ja jokainen pultti koeponnistettu eli vedetty momenttiin ennen toimittamista esim öljyvoideltuna ja lisäksi pultista annetaan rikkoutumismomentti)

Kävin mittailemassa omasta traktorista sylinterikannen pinnapultin mutterin pituuden. Se oli 5/8" eli n 16 mm. Tämä on huomattavasti parempi kuin std mutteri, jonka pituus on vain n 11 mm ja jolla olen tähän asti tehnyt nuo testit. Mutterin alla on 1" halkaisijainen aluslevy, jonka paksuus on n 3,5 mm.

[lisenssi]

Koska lohkoa ei parane rikkoa, niin on tarkasteltava ensin tuo sylinteriputken lohkon puolisen olakkeen kesto. Olake tulee halkaisijoista 114 ja 110 ja siitä laskemalla pinta-ala on n 700 mm2. Oletetaan, että valu on GJS500, jolloin sitä voidaan puristaa jännitykseen 500 N/mm2. Voimaa tuo olake kestää silloin n 352 kN. Nuffissa on 4 pulttia/sylinteri (yhteensä 16 pulttia).

Näin ollen yhtä pulttia kohden voimaa tulee 352/4 = 88 kN. Tätä rajaa ei parane ylittää, vaikka kaikki voima ei menekään tuohon lohkon olakkeeseen, vaan kannen tiiviste ottaa kauttaaltaan voimaa vastaan, mutta sen me jätämme lisävarmuudeksi.

Joten siis pultilla pitäisi päästä tuohon 88 kN voimaan, joka on siis melkein 9 tonnia/pultti.

Laskemalla 1/2"-20 UNF pultille tulevat jännitykset 88 kN voimalla ja öljyvoideltuna, saadaan n 1100 N/mm2 jännitys. Tähän on otettava varmuuksia vähintään 20 %. Silloin pultilta vaaditaan 1100/0,8 = 1375 N/mm2 myötölujuus.

Pulttien lujuuden on oltava se 1400 N/mm2. Kiristysmomentti on 220 Nm.

Sen verran tarkennusta, että tämä on nyt se pullingi-Nuhvin pulttien aihe eikä mikään tavallinen Nuhvi, johon std pultit riittävät mainiosti.

[jusape]

Ja tuossa tiiviste välillä kestänyt, välillä ei, enempi tai vähempi ....
Jos olisi sökö lohko, voisi tuon lohkonkierteen keston kokeilla milloin tulee ylös....

[lisenssi]

Minullakaan ei ole tuollaista valurautaa nyt nurkissa, mutta pehmeää automaattiterästä löytyi. Se on samaa lujuutta. Tein siitä mutterin, joka on vain 12 mm paksu. Jos se kestää, niin kestää kyllä Nuffin 25 mm valurautakierre. Tein myöskin vastaavan mutterin kuin on pultin yläpäässä Nuffissa.

Jos löytyy jostain romutettu lohko, niin sillä voi tehdä vielä viimeisen testin. Silloin asia on nk varma nakki.

Äsken kiskaisin jo 190 Nm momenttia pulttiin. Kummatkin mutterit selvisivät täysin ehjin nahoin. Lisäilin momenttia 10 Nm portain. Siinä näkee, ettei mutteri ala "hitsautua" kierteestä kiinni tms. Systeemi käyttäytyi hyvin.

Tuli vähän opittua näiden pulttien karkaisusta. Ensinnäkin pultti on sammutettaessa oltava täysin pystysuorassa. Jos sen kastaa veteen (tai mieluummin öljyyn) kyljellään, se vetää pahasti mutkalle eli menee piloille.

Toinen juttu on se, että pulttiin ei saa mennä ottamaan pihdeillä kyljestä kiinni, kun kastaa veteen. Tuo pihtien kosketuskohta ei jäähdy samalla nopeudella kuin muu osa pulttia ja siihen tulee vauriokohta karkaisuvaiheessa. Pultille on tehtävä kehto, jossa se on tuettuna päistä ja helppo upottaa pystysuorassa öljyyn.

Pillillä pultin kuumennus kesti n 2 minuuttia ennen sen sammutusta. Karkaisun jälkeen pultin voi kuumentaa n 500 asteeseen pillin hennolla huntuliekillä ja jättää sitten jäähtymään ilmassa. Tämä on käsittääkseni nopein kotikonstitapa tehdä karkaisuja.

Mutta niin kuin tästä voi jo päätellä NUFFIELD PULLING TRACTOR DIVISIONS CYLINDER HEAD BOLT DEPARTMENT on käynnistellyt superpulttien valmistusta.

Mutterien alle on laitettava karkaistut aluslevyt, esim http://rocksideltd.co.uk/products/11-HA ... ASHERS.pdf

[jamppi]

Minulta saa testilohkon jos tarvii...

[jusape]

Oliskos jampilla jouten laittaa muutamat ylimääräiset orkkispultit lisenssille, niiden orkkisten vetotestiä varten, että paljonko ne todellisuudessa sietävät.
Ja samalla saataisiin kenties kovuusmittarinkin lukema niistä ?? Onks täs mitään ajatusta ??

Toinen, mitä tänään miettisin, mitä polttoaineen palovaiheen paineennousu tekee pulttien vetokuormitukselle ??

Esikammiokoneen puristuspaineen käyräkuva ilmeisesti:
http://www.konekansa.net/attachment.php ... 1367758369" onclick="window.open(this.href);return false;

Palotapahtuman painekäyrä, vaparikone
http://www.konekansa.net/attachment.php ... 1367775601" onclick="window.open(this.href);return false;

Ahdettujen moottorien palotapahtuman paineista keskustelua, mulla ei kielitaito riitä tuota lukemaan...
http://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=215499" onclick="window.open(this.href);return false;

Konekansan sivulla aloittamani ketju paineista ja vääntömomenteista , linkki siihen:
http://www.konekansa.net/showthread.php ... tava-voima" onclick="window.open(this.href);return false;

[lisenssi]

Mielellään tutkittaisiin ne alkuperäiset pultit ja mutterit. Voitko jamppi lähettää minulle?

Ne pultit, jotka ostin ensimmäistä testiä varten, olivat todellisuudessa 900 N/mm2 lujuudessa kovuusmittauksen perusteella. Ei ihme, että kestivät momenttia aika hyvin.

Viimeisenä testivaiheena ennen pulttien asennusta koneeseen voisi olla se jampin lohko. Laitetaan yksi luja pultti siihen kiinni, paksuseinämäinen holkki väliin ja vedetään mutteri 220 Nm momenttiin öljyvoideltuna. Siitä sitten nostetaan momenttia 10 Nm portaissa, kunnes jostain pettää.

Laskin äsken, että noilla lujilla pulteilla tulee mutterin kontaktipintaan pintapainetta n 670 N/mm2. Siksi ensinnäkin tarvitaan aluslevy (koska lohko kestää n 500 N/mm2) laajentamaan kontaktipinta-alaa lohkoon päin ja toiseksi on saatava lujuutta mutteria vasten. Tarkoitukseen riittää 34CrNiMo6-09 sellaisenaan, joten siitä voidaan sorvata esim 4 mm paksut aluslevyt, jos alkuperäisten lujuus ei riitä.

Näihin lujiin pultteihin tulee kierteen pääteura, joka on jouheva pyöreäpohjainen ura. Se lisää pultin väsymiskestävyyttä. Pultti on siis tässä suhteessa alkuperäistä parempi, mutta vähän työläämpi. Alkuperäinen on kuitenkin niin pehmeää tavaraa, ettei pääteurasta olisi juuri mitään hyötyäkään. Mutta lujassa pultissa siitä on hyötyä.

Jaa, meinas vallan unohtua , ensimmäinen protosatsi pultteja on jo lämpökäsittelyvaiheessa. Tehdään 1400 N/mm2 pultit.

Täytyypä tutkailla noita jusapen linkkejä.

[jamppi]

Voin lähettää muutaman testiin..

[lisenssi]

Laitatko niitä muttereitakin ja jos löytyy aluslevyjä, niin niitäkin.

Tuohon jusapen kysymykseen sylinteripaineesta ja sen vaikutuksesta pultteihin. Jos nyt oletetaan max paineen käyvän 200 bar paikkeilla pullingi-Nuhvissa, niin siitä tulee n 15 tonnia nostavaa voimaa kanteen. Karkeasti ottaen yhden sylinterin 4 lujasta kannenpultista tarvitaan melkein 2 pelkästään tätä nostetta vastaan ja 2 jää pitämään tiivistystä yllä (eli toisin sanoen 50 % pulttien voimasta jää vielä tiivistykselle). Mutta sen sijaan alkuperäisillä pulteilla ei jää juuri mitään voimaa puristamaan tiivistettä eli ei ihme, jos pölähtää tiiviste välistä pois.

[lisenssi]

Mikä on ruuvien voiteluaineiden vaikutus kiristysmomentteihin?

https://publications.theseus.fi/bitstre ... sequence=1

Eo työssä esitetään tarkkoja mittauksia Würthin kuparitahnaa käytettäessä (kitkakerroin n 0,14). Tämä on tietysti hyvä vaihtoehto. Siinä tapauksessa eli sitä käytettäessä aikaisemmin esitettyä ja vaadittavaa momenttia hieman alennetaan.

Kierteen kitkakertoimella 0,14 ja karkaistun aluslevyn kanssa kannan kitkakerroin 0,16 yo tutkimuksesta saatuna tietona CU-800 kierretahnalla koottaessa johtaa kiristysmomenttiin 212 Nm, jonka pyöristämme 210 Nm.

Kävin tekemässä testejä Zn pintaisella ruuvilla ja mutterilla eri voiteluaineilla. Jokaisessa testissä mutteri kiristettiin antamaan saman ruuvivoiman.

Täysin voitelemattomana kiristysmomentti oli 100 Nm (referenssimomentti).

Öljyttynä momentti oli 82,5 Nm.

Klüber BH72-422 momentti oli 95 Nm (tämä on aine, jolla on tarkoitus olla muuttamatta momenttia).

Kuparitahnalla (Moly-Slip) 74 Nm. (löytyy melkein kaikista autotarvikeliikkeistä ja on hyvä aine)

RED LINE CV-2 momentti oli 73 Nm (ei ole ruuveihin tarkoitettu asennustahna!).

NANO Lubricant kiinnileikkaantumisen estävä tahna 74 Nm (ylivoimaisesti kallein aine).

Voima mitattiin testissä lautasjousipaketilla, jossa oli 8 kpl kolmen päällekkäisen lautasen ryhmää yhdessä. Systeemi toimi hyvin. Lautasen koko d20,5/D40 mm ja paksuus 2,5 mm ja h = 3,5 mm. Paketti puristettiin ruuvilla tietyn määrän kasaan ja se johti samaan voimaan kussakin testissä.

Kaikki Molycote-tuotteet antoivat käytännössä samalla momentilla sen pulttivoiman, jonka tuottamiseen kuivana tarvittiin 1,35-kertainen momentti (35 % enemmän momenttia).

Öljyäminen pudotti myös momentin tarvetta runsaasti. Kuivana on väännettävä 1,22-kertaisella momentilla.

Tässä viestiketjussa ensimmäisessä testissä ero täysin kuivan ja ilman sinkkiä olevan ruuvin ja MoS2-voidellun välillä oli suuri. Se oli 1,76-kertainen.

Tässä viimeisessä testissä ero oli 1,35-kertainen. Näiden välinen ero johtuu sähkösinkityksen alentavasta vaikutuksesta kitkaan. Kumpikin mittaustulos pitää paikkansa. Nuffieldissa ei ole sähkösinkitystä sylinterikannen pulteissa.

Jostain syystä rasva RED LINE CV-2 rikkoi mutterista kierteet (testattu kahteen kertaan uudella pultilla/mutterilla), mutta muut varsinaiset kierretahnat eivät rikkoneet mutterikierteitä, vaikka kitkakerroin on niissä sama. En tiedä syytä tähän. RED LINE ei ole kierretahnaksi kehitetty. Nuo muut aineet toimivat kierteen osalta aina siihen asti, kunnes pultti menee poikki.

NANO toimi kyllä hienosti, mutta hinta on huimaava, joten sitä ei valita kierteen voiteluaineeksi tässä tapauksessa.

Koska tarkimmat kirkakertoimen mittaustulokset ovat Würthin CU-800 kuparitahnasta, se on suositeltavin vaihtoehto myös pulling Nuffieldin tapauksessa.

Eräs seikka täytyy vielä huomata tässä asiassa. Jos muttereita kiristetään kuivana, ne ja pultit kuluvat kierteen osalta. Käytettäessä kierretahnaa osat kestävät useita kokoonpanoja vaurioitumatta.

Testasin vielä CU-800 ja COPASLIP kuparitahnojen keskinäistä eroa. Testipultti oli 1/2"-20 UNF GRADE 5 (vastaa 8.8 ruuvia) ja std mutteri ilman pinnoitusta siihen ja toisena vaihtoehtona oli itse valmistettu karkaistu mutteri.

Laskennan mukaan http://www.tribology-abc.com/sub9.htm, kun valitsee tuolta ensin Screw joints UNF, tightening torque, sitten GRADE 5, sitten 1.0 Sp ja sitten kitkakertoimet 0.14 ja 0.16 ja painaa solve, saa kiristysmomentin, joka on pultin myötörajalla. Momentti on 1332 lb in eli n 150 Nm.

Suurin arvo, jolla laskenta ei anna enää hälytystä ylisuurista jännityksistä, on 0.7 Sp ja sillä kiristysmomentiksi tulee em kitkakertoimilla vain 105 Nm GRADE 5 pultille.

Std mutteri alkoi ensin pettää juuri 150 Nm momentissa. Karkaistulla mutterilla sai selville, että pultti alkaa venyä ja pettää lopullisesti 170 Nm momentissa. Kyllä tuo laskennallinen raja 150 Nm pitää paikkansa. Karkaistu pitkä mutteri ei tietenkään pettänyt. Ehdottomasti korkein kiristysmomentti tuolle GRADE 5 pultille näitä kuparitahnoja käytettäessä on 140 Nm. GRADE 5 pultin kannassa on kolme viivaa (GRADE 8 on 6 viivaa).

150 Nm asti pultti kiristyi tasaisin kääntökulmin, mutta välillä 150-160 Nm avain kääntyi melkein kaksinkertaisen kulman aikaisempiin 10 Nm momentinlisäysportaisiin verrattuna. Pultin myötäminen alkoi heti 150 Nm jälkeen, mutta avain naksahti vielä eli 160 Nm saavutettiin. Sitten 170 Nm momentilla avain ei enää naksahda, vaan pultti alkaa venyä.

Eroa noiden kahden kuparitahnan välillä ei oleellisesti ollut. Molemmilla pultti alkaa pettää lopullisesti 170 Nm momentissa. Tuo Würthin CU-800 tuubin hinta (100g) oli n 8 euroa.

Tähänastinen yhteenveto on se, että tarvitaan erikoisluja vaarnaruuvi, kova ja vähän paksumpi aluslevy sekä karkaistu mutteri, jossa voidaan käyttää alkuperäisiä mittoja. Nämä ovat kaikki valmistettavia osia. Jos mutterista tehdään korkeampi, se voisi tulla esim suuttimien vaihdon tielle ja koska tässä vaiheessa ei ole ilmennyt tarvetta mutterin ylimääräiselle korotukselle, pidetään sen mitat alkuperäisinä.

[lisenssi]

Seuraava vaihe on noiden Nuhvin originaallipulttien testaus. SAE GRADE 5 vastaa eurooppalaista ISO 8.8 lujuutta ja SAE GRADE 8 vastaa ISO 10.9. Tähän asti on testattu GRADE 5, joka alkaa pettää 150 Nm momentin jälkeen ja vastaavasti laskennallisesti GRADE 8 alkaisi pettää n 210 Nm kohdalla.

Mutta mitä kestävät Nuhvin alkuperäiset pultit? Sitä selvitetään, kun jampin lähettämä pulttisatsi saapuu perille.

[jusape]

Tänään Oulaisissa asiasta oli juttua, ei ole vissiin vielä kerennyt lähettämäänkään.
Mut järkevintä mielestäni on juuri tuo, testata ja tutkia orkkikset seuraavaksi....

Ja alustavasti sellaisia siellä varovasti hiukan kyseltiin kyllä, asiaa on seurattu muullakin taholla...

[lisenssi]

Näin on tehtävä. Muuten jää liikaa avoimia kysymyksiä. Kyllä lähtötilanteen tietäminen on ensiarvoisen tärkeää. Muuten voi pahimmassa tapauksessa käydä niin, että alkuperäiset ovat parempia

Ja se lohkossa olevan kierteen kesto on myöskin tutkittava. Siinäkin pitää olla riittävästi marginaalia, ettei hajoteta paikkoja liiallisilla voimilla. Se jää Clubin puheenjohtajan tehtäväksi vetää pultti ns "juurmultinensa" ylös.

Mielenkiintoista on myöskin se, ettei tuolla SAE-maailmassa ole virallisesti GRADE 8 (10.9) ylittävää pulttia. Meillä ISO-järjestelmässä tunnetaan luokiteltuna sen lisäksi 12.9 ja 14.9, joka viimemainittu on nyt tavoitteena tehdä.

Mutta se on täysin mahdollista, että BMC:llä on tehty spesiaalit kannenpultit. Ja se tässä juuri onkin se jännittävä juttu.

[jusape]

Epävirallisesti sieltä löytyy ainakin kyllä myös GRADE 9 , käsittääkseni....
(Ainakin tuossa samaisessa korjausopuksessa oli jotain mainintaa sellaisesta )

Kun tuohon "juurimulta" vaiheeseen asia menee, pitää kattoa päräyttäisikös sitä Heinolas käymään sitten, kyläilylle.....

[lisenssi]

Näin varmaan täytyy olla, koska esim hydrauliikassa noita 12.9 pultteja on yleisesti käytössä. Muuten ei pysy venttiilit kovilla paineilla lohkossa kiinni.

Kyllähän se aika kiinnostava juttu on tuo viimeinen veto, melkein kuin kuuluisia viimeisiä sanoja

Seuraava pulttitesti on ensi lauantaina.