Academic literature on the topic 'Nötning'

EGR (Exhaust Gas Recirculation) är en teknik som används för att minska utsläppen av kväveoxider från förbränningsmotorer. Med EGR återcirkuleras delar av avgaserna till motorn vilket medför att sot och andra partiklar samt sura ämnen återförs. Därmed ställs det nya krav på motorns material och det gäller framförallt motorns cylinderfoder och kolvringar som detta arbete inriktar sig på. Syftet med arbetet är att med hjälp av en nötningsrigg sålla mellan olika material och ytbeläggningar under EGR-liknande förhållanden samt att undersöka olika faktorers inverkan på slitaget. En nötningsrigg av typen pinne-platta används där en del av en kolvring förs fram och tillbaka över en provbit från ett cylinderfoder. Kontakten smörjs genom kontinuerlig tillförsel av olja och EGR-liknande förhållanden simuleras genom tillförsel av sotig olja och syra. För att efterlikna de sura ämnen som återcirkuleras med EGR tillsätts salpeter- och svavelsyra. Proven visar att ett cylinderfoder med en PVD (I) I-beläggning har bäst egenskaper ur nötningssynpunkt. Fodret slits en sjättedel jämfört med dagens gjutjärnsfoder under EGR-liknande förhållanden. Tillförsel av syra leder till ett mycket högre slitage av dagens gjutjärnsfoder och under pH 3 ökar slitaget exponentiellt. Över pH 3 är slitaget oberoende av pH-värdet. Använd och sotig olja ger ett något högre medelslitage men skillnaden är inte signifikant.   (I) Physical Vapor Deposition, en ytbeläggningsteknik. Materialets riktiga namn har dolts på önskemål av Scania.
EGR (Exhaust Gas Recirculation) is a technique used to reduce exhaust emissions from combustion engines. EGR recycles the exhaust to the engine so that soot and other particles and acidic substances reversed. It creates new demands on the engine and its materials and especially the cylinder liner as this work focuses on. The aim of this work is to use a wear rig to test different materials and coatings under EGR-like conditions and to examine the various factors off the wear. A pin-plate wear rig was used where part of a piston ring is forced back and forth over a sample from a liner. The contact is lubricated by continuous supply of oil and EGR-like conditions are simulated through the supply of sooty oil and acid. In order to resemble the condensate arising in an EGR-test engine the acid consists of nitric acid and sulphuric acid. Tests show that a liner with a PVD (II) IIcoating has the best features from a wear standpoint. The wear is six times lower in comparison to the current cast iron liner under EGR-like conditions. Acid leads to a much higher wear of today's cast-iron liner and the wear increases exponentially under pH 3. Over pH 3 the wear is independent of pH. Used and sooty oil gives a slightly higher wear, but the difference is not significant. (II) Physical Vapor Deposition, a type of coating technology. The coatings real name is hidden on behalf of Scania.

Volvo Cars in Skövde manufacture and assemble Volvo engines. When attaching the ignition coil to all 4-cylinder engines, a special mounting tool is required. This mounting tool is currently manufactured from injection-molded polyoxymethylene (POM), a thermoplastic. It has been noted that the life span of the tool is shortened as a result of abrasive wear that occurs during the attachment process of the ignition coil. An investigation of the possibility of manufacturing the mounting tool with a 3D-printer is undertaken in cooperation with ÅF, a consultant to Volvo Cars. A literature study is first presented to introduce broader knowledge on the subject. The abrasive wear and other material characteristics such as tensile strength, compressive strength and elongation of  POM and an alternative material for 3D-printing,  Ultem™, an amorphous thermoplastic polyetherimide are discussed.  These material characteristics are studied further and considered in tandem with both a theoretical analysis and a wear experiment, based on the pin-on-disc method. It is shown in the theoretical analysis that the wear is approximately six times larger for Ultem™ when compared to POM. The wear resistance of Ultem™ is highest when wear occurs parallel to the direction of the printed layers. In contrast, the experiment shows that the wear is about three times larger in Ultem™ than in POM.  The highest tensile strength of Ultem™ is also found in the direction of the printed layers. Some issues with the small elongation of the 3D-printed material are presented. It is recommended that ÅF apply the 3D-printing technique with Ultem™ only for construction details with complex geometries and where the material elongation will not exceed 5%. It is also recommended that ÅF both support and contribute to this innovative technique in order to develop leading edge competence in the subject.
Volvo Cars i Skövde tillverkar och monterar Volvomotorer. Vid monteringen av tändspolen till alla 4-cylindriga motorer behövs ett monteringsverktyg. Detta monteringsverktyg tillverkas för närvarande från formsprutad termoplast polyoximetylen (POM). Det har noterats att livslängden av verktyget förkortas på grund av abrasiv nötning som uppkommer under monteringsprocessen av tändspolen. Möjligheterna att tillverka monteringsverktyget med en 3D-skrivare utvärderas i samverkan med ÅF, en konsult till Volvo Cars. En litteraturstudie presenteras för att introducera en bredare kunskap i ämnet. Den abrasiva nötningen och materialegenskaper såsom draghållfasthet, tryckhållfasthet samt töjning hos POM och ett alternativt material för 3D-skrivning, Ultem™, en amorf termoplast polyeterimid, behandlas. Dessa materialegenskaper studeras vidare och tas i beaktning med både en teoretisk analys och ett nötningsexperiment, baserat på pin-on-disc metoden. Enligt den teoretiska analysen är nötningen hos Ultem™ approximativt 6 gånger större vid jämförelsen med POM. Nötningsbeständigheten hos Ultem™ är högst då nötning sker parallellt med 3D-skrivningsriktningen av lagren. Nötningsexperimenten visar att nötningen hos Ultem™ är ungefär 3 gånger större vid jämförelsen med POM. Den högsta draghållfastheten hos Ultem™ uppkommer också parallellt med 3D-skrivningsriktningen av lagren. Problem med den låga töjningen hos det 3D-skrivna materialet behandlas. ÅF rekommenderas att tillämpa 3D-skrivning med materialet Ultem™ främst för detaljer med komplexa geometrier med en töjning som inte överskrider 5 %. ÅF rekommenderas även att både stödja och bidra till denna innovativa teknik för att kunna skapa en ledande expertis i ämnet.

I dagens industri utsätts verktyg vid plåtformning för allt större krafter. Material som ska formas blir starkare behövs också större krafter för at åstadkomma en geometrisk förändring. Detta har medfört att nötningseffekter vid tillverkning har ökat, och ett av dessa problem är galling. Galling, som är ett av huvudproblemen, är en nötningseffekt på verktygen där både adhesiv och abrasiv nötning förekommer. Detta innebär att material lossnar från värdmaterialet och fastnar på verktyget. Då material har överförts till verktyget har det inte längre ursprungsformen och kan leda till ojämnheter i materialet som ska formas. Hittills har företag använt sig av smörjmedel för att minska galling. Eftersom smörjmedel regleras allt hårdare av miljöskäl, måste industrin hitta nya lösningar. En lösning är att skapa verktygsstål som är motståndskraftiga mot galling genom sin mikrostruktur. Det finns fortfarande begränsad kunskap inom området och den här studien syftar till att jämföra två verktygsstål för att avgöra vilket som är mest beständigt mot galling. Verktygsstålen Caldie och Vancron Superclean kommer glida mot materialen DP600 och DP1000. De sistnämnda är de material som formas vid plåtformningen. Där materialen har olika sträckgränser, detta för att se om den har en inverkan vid plåtformning. För att avgöra vilket verktygsstål som är mest lämpligt vid plåtformning kommer en glidsträcka tas fram med hjälp av SOFS metoden. Glidsträckan kommer att ange hur snabbt galling uppstår och således kan ett bättre material bestämmas. Nötningsspåren hos materialen analyserades med hjälp av ett elektronmikroskop för att se hur galling hade påverkat verktygsstål och ytmaterial.Resultatet visade att Vancron Superclean var mer beständigt mot galling, då verktygsstålen gled över DP600, medan ingen slutsats kunde dras när de gled över DP1000.
In today's industry, tools are more exposed to larger forces in sheet metal forming. As materials become stronger, larger forces are also needed to achieve a geometric change of the materials. Because of this, abrasion effects in the processes have increased and one of the most common one is galling. Galling is a form of wear where both adhesive and abrasive wear occur. This means that material comes off of the host material and sticks to the tool. When material has been transferred to the tool, it no longer has the original shape and can lead to irregularities in the material to be formed. So far companies have used lubricants to minimize it. As lubricants are increasingly regulated for environmental reasons, the industry must find other solutions to the problem. One solution is to create materials that are resistant to galling through their microstructure. There is still limited knowledge in this area and the aim of this study is to compare two tool steels and investigate which of them is most resistant to galling. The tool steel Caldie and Vancron Superclean will be tested against the materials DP600 and DP1000 usually used in sheet metal forming. Where the materials have different yield strengths, this is to see if it has an impact on sheet metal forming. To decide which tool steel is most suitable for sheet metal forming, a sliding test will be produced using the SOFS method. The sliding distance will describe how quickly galling occurs and thus the better material is determined. The abrasive traces of the materials were analyzed using an electron microscope to see how galling affected the tool steel and surface material.The result showed that the Vancron Superclean was more resistant to galling, as the tool steel slid over the DP600, while no conclusion could be drawn when slipping over DP1000.

During this master thesis, wear and friction properties for the high-temperature alloy Kanthal APMT were studied. The results were also compared to 253MA. The initial tests showed, among other things, that the surface fineness of the muffle tubes matters in real applications like conveyor belts. A 253MA-sample wear-tested against a 253MA-tube showed lowest wear at 900°C while a pre-oxidized APMT-sample wear-tested against a APMT-tube had the lowest mean value of the friction force at 1100°C, compared to all other tests.

Vatten- och oljeavvisande impregneringar som används i sportartiklar idag består till största del av perfluorerade ämnen, fluorkarboner. Detta har medfört att en stor diskussion kring miljö- och hälsofrågor. Fluorkarboner har egenskapen att vara extremt persistenta och därmed ha en avsaknad av att kunna brytas ned på ett kemiskt eller biologiskt sätt. De är också biackumulerande och toxiska. På grund av fluorkarbonens negativa inverkan har en stor mängd forskning utförts i ett försök till att ersätta dessa ämnen mot mindre miljöfarliga. Skidlärare är en arbetsgrupp som dagligen behöver ett vattenavvisande hjälpmedel i sina arbetskläder, likt impregneringar för att kunna hålla sig varma och torra under arbetspassen i skidbackarna. Företaget F.O.V. Fabrics AB har fått in reklamationer och vidare förfrågningar på de material som de levererar till skidlärares skidkläder, då den vattenavvisande förmågan har börjat avta efter en viss tids användning. En studie har därför gjorts i samarbete med F.O.V. Fabrics AB för att ta reda på om den vattenavvisande effekten försämras på grund av utvalda yttre påfrestningar under användningsfasen. Tre olika vatten- och oljeavvisande impregneringar har använts under den experimentella studien, en innehållande fluorkarboner, en fluorkarbonfri impregnering innehållande dendrimerer och en blandning av dessa två. Vidare har yttre påfrestningar likt tvätt med efterföljande torktumling, UV-ljus och nötning i form av martindale utförts i ett försök till att laborativt simulera skidkläders påfrestningar under användningsfasen. Den potentiellt avtagande vatten- och oljeavvisande effekten kommer att undersökas genom karakteriseringsmetoderna: spray-, bundesmann- och oljetest. Studien har visat att de ingående yttre påfrestningarna som har skett laborativt bidrar till en negativ effekt på samtliga impregneringar. Studien har sammanfattningsvis visat att den vatten- och oljeavvisande effekten inte påverkas nämnvärt efter att ha utsätts för påfrestningar var och en för sig. Det är först vid kombination av två eller fler påfrestningar som den vatten- och oljeavvisande effekten börjat avta. Studien visar också att olika vattenavvisande komponenter försämras efter olika sorters påfrestningar. Fluorkarbonerna har uppvisat en högre känslighet för nötning, vilket kan vara sammankopplat med impregneringens ytstruktur. Den fluorkarbonfria impregneringen har istället visat sig vara känslig för kombinationen av tvätt med efterföljande torktumling och därefter utsättning för UV-ljus. Impregneringen bestående av både fluorkarbon- och fluorkarbonfria vattenavvisande komponenter har visat sig ha en god vattenavvisande effekt genom den experimentella studien. Detta då blandimpregneringen erhåller de positiva effekterna från de skilda vattenavvisande komponenterna vilket i vissa fall har bidragit till en synergistisk effekt.
Program: Textilingenjörsutbildningen

Wear is a commonly occurring degradation mechanism for materials and components in the rock drilling industry. The wear can occur by either abrasion or adhesive wear. Further corrosion and presence of water or other lubricating fluids with or without particles may influence the behavior. Which mechanism, or mechanisms, and under which conditions it occurs, as well as the relative wear rate is dependent on the actual operating conditions for the component. In the present study, commonly available and general test methods for wear on high-alloy carbon steel has been analyzed. The project has been carried out through literature reviews and study visits at the tribology laboratory at KTH and at the Angstroms laboratory at Uppsala University. The present study indicates that it is difficult to suggest a feasible test method that is possible to use for all different situations of the wear that may occur. A test adapted to the actual situation is required to achieve a proper wear rate comparable to the wear rate in a real application.  According to the requirements from Ovako AB, a test that is general, cost effective and can be used when developing steel with higher wear-resistance, following wear testing methods has been compared: a pin-on-disk apparatus, a dry/wet sand/rubber wheel, a dry/wet sand/steel wheel, a tumbling mill, a particle erosion rig, a solid particle impingement using gas jets and a grinding machine. The tumbling mill, the grinder and the “Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-On- Disk Apparatus” correspond to the requirements best. Ovako AB is recommended to continue the work with these testing methods.
Nötning är en vanlig mekanism som orsakar nedbrytning på material i gruvindustrin. Nötningen kan förekomma som abrasiv eller adhesiv nötning. Korrosion och närvaro av vatten eller andra smörjande vätskor med eller utan lösa partiklar kan påverka beteendet. Den eller de mekanismer som styr nötningen såväl som nötningstalet beror på de aktuella förhållanden vilka materialet eller materialen verkar i. I denna studie har en generell testmetod för att utvärdera nötning på höglegerat kolstål har undersökts. Arbetet har genomförts genom litteratursökning samt studiebesök vid tribologiska laboratoriet på KTH samt på Ångströmska i Uppsala. Utifrån arbetet har det visat sig att det inte förekommer några generella nötningstest för alla applikationer, då det krävs ett test som är anpassat efter verkligheten för att få ut korrekt nötningstal. Utifrån Ovako ABs önskemål om ett generellt test som är ekonomiskt hållbart samt kan användas för att utveckla nötningsbeständigheten i de stål där nötning förekommer har följande testmetoder jämförts: pinne/skiva-maskin, blött/torrt sand/gummihjul, blött/torrt sand/stålhjul, roterande trumma, ”Erofugen”, partikelsprutare och en slipmaskin. De test som motsvarar kravprofilen bäst är den roterande trumman, slipmaskinen samt den standardiserade pinne/skiva-maskinen. Utifrån dessa testmetoder rekommenderas Ovako AB att fortsätta arbetet.

This project has been executed at the forestry machine track manufacturer Olofsfors AB and has been aimed at development of a rig for simulation of the wear that occurs in the linkage of Olofsfors AB forestry machine tracks. The problem is that link hooks in the tracks wears out first, often several times faster than other components. Olofsfors AB want to be able to test this wear in a controlled environment. The purpose of the wear rig is to distinguish what type of wear that is in effect as well as be able to optimize materials for Olofsfors AB: s products.   The project began with an pilot study of different types of relevant wear and different types of complete methods of wear measurement and simulation to better understand the problem. After this a market screening of existing machines and rigs that could be of interest was done. The project continued with creation of concepts of wear rigs and methods of wear. After a selection process the project proceeded with one concept to a 3D prototype.   From the market screening it could be found that the market is very thin with few suppliers. Their products are relatively expensive and need specially made test samples. The recommendation to Olofsfors AB will therefore be to construct a rig themselves. The market screening could be used by Olofsfors AB as a basis if they decide to expand their test activity in the future.    The project reached the overall goals and delivered a prototype that passes the set demands. This means that the project is basically ready to move on to construction of a physical wear rig. There are still some problems to overcome but these will be easiest to solve during the construction phase.
Projektet har utförts hos skogmaskinbandstillverkaren Olofsfors AB och har gått ut på att ta fram en rigg för att simulera den nötning som uppstår i länksystemet på Olofsfors AB:s skogsmaskinband. Problemet är att länkkrokar i banden nöts ut först, ofta flera gånger snabbare än andra komponenter. Nu vill Olofsfors AB kunna testa denna nötning i kontrollerade miljöer. Syftet med nötningsriggen är att kunna avgöra vilken typ av nötning som verkar samt kunna göra materialoptimering för Olofsfors AB:s produkter.   Projektet inleddes med en förstudie av olika typer av relevant nötning samt olika typer av färdiga metoder för att mäta och simulera nötning för att förstå problemet bättre. Efter detta gjordes en marknadsundersökning av befintliga maskiner och riggar som kan vara av intresse. Projektet fortsatte med konceptgenerering av nötningsriggar och nötningsmetoder. Efter utsållning gick projektet vidare med ett koncept till en 3D-prototyp.   Från marknadsundersökningen konstaterades det att marknaden är väldigt smal med få leverantörer. Deras produkter är relativt dyra och kräver speciella provbitar. Rekommendationen till Olofsfors AB blir därför att konstruera en egen rigg. Marknadsundersökningen kan användas som underlag av Olofsfors AB om de vill expandera sin testverksamhet i framtiden.   Projektet nådde de övergripande målen och levererade en prototyp som klarar av uppsatta krav. Detta innebär att projektet är i stort sett redo att gå vidare till konstruktion av en fysisk nötningsrigg. Vissa problem kvarstår, men dessa löses enklast under konstruktionsfasen.

Pappersbruket BillerudKorsnäs AB är idag en av Sveriges ledande tillverkare och leverantör av förpackningspapper, kartong samt wellråvaror. Företaget har en framtida målsättning att i tillverkningsprocessen bli självförsörjande på energi och detta genom en intern förbränning av biobränsle i form av bark och flis i sodapannor. Sodapannan utgör på så sätt fabrikens energidistributionssystem. Vid den kontinuerliga förbränningen av svartlut följer stoft och slagg med rökgaserna och fastnar på sodapannans värmeytor som består av rörpanel. Detta är problematiskt då slagg på värmeytorna försämrar värmeupptagningen och gör den ineffektiv. Rengöringen av sodapannans värmeytor sker med hjälp av 74 stycken robusta utdragbara sotblåsare, varav cirka 50 är av modell IK-SD. På senare tid har företaget haft återkommande problem med att snäckhjulet i sotblåsarnas växellådor havererar. Genom observationer, överslagsberäkningar och datorbaserade analyser möjliggjordes en hållfasthetsutredning av snäckhjulet. Den tangentiella kraften som påfrestar snäckhjulets kuggar överstiger den beräknade högsta tillåtna tangentiella kraften. Säkerheten mot ytumattning beräknas med överslagsberäkningar till 0,92 och med databaserade analyser till 0,72. Detta innebär att en obefintlig säkerhet råder mot ytutmattning. Snäckhjulets kuggytor drabbas av ytutmattning på grund av påfrestande kuggkrafter samt hårda driftförhållanden, vilket efter en tid leder till kuggbrott. Haveri av snäckväxeln orsakas av bristande smörjning, höga temperaturer och höga kuggkrafter. Höga drifttemperaturer av snäckväxeln orsakar en reducerad smörjförmåga av smörjfettet, vilket leder till extrem förslitning och efter en tid brott av snäckhjulets kuggar.

I deatta arbete har olika nötningstyper identifierats vilka entreprenadmaskiners skopor utsätts för. Utifrån de dominerande nötningstyperna ska en nötningsprovrigg konstrueras som behandlar dessa. Detta då företaget Borox som förser entreprenad och vägindustrin med slitstarka stålmaterial ska kunna testa sina material och få en relativ uppskattning om nötningsbeständighet och lämplighet på sina produkter.  En produktutvecklingsprocess följdes under arbetet och en lämplig provrigg valdes för att sedan konstrueras och ritas..

Increasing demands for lower emissions from heavy trucks and buses creates new demands on the components in the engine. One such component is the journal bearing which is used at many positions in the engine. Implementing a start-stop system in a truck engine leads to that the crankshaft journal bearing gets worn out too quickly. A journal bearing is a sliding bearing with a constant flow of oil. When the journal starts rotating an oil film is formed between the bearing and the journal, separating the journal from the bearing surface when the rotational speed is high enough. When this happens a hydrodynamic oil film is formed. During start and stop the bearing and journal passes through boundary and mixed lubrication regimes. The increase in starts and stops leads to a vast increase in the time that the bearing is experiencing boundary and mixed lubrication. During these regimes the journal comes in contact with the bearing surface and eventually leads to wear. This thesis has compared two new materials provided by Höganäs AB with an existing bearing as a reference material. The new materials were laser cladded onto bearing shells and sent to Scania for grinding and testing. The thought was to use a start-stop test rig at KTH that simulates start-stop cycles. The reference bearings were first run in the test rig, but when the shells with the new materials arrived it turned out that they would not fit in the test rig. This created the need for a new test method on a short notice and a reciprocating tribometer at Scania was chosen. The tribometer underwent a number of modifications to be able to fit the samples. Five tests with each new material and the reference material were carried out. The tests ran for 60 minutes except for a long term test that ran for 600 minutes. The results showed that the material designated “S”, which had a solid lubricant, had a coefficient of friction similar to the reference material, but produced less wear and could handle a higher load. The thesis has also proved that the start-stop test rig at KTH works well and can deliver reliable results.
På grund av skärpta miljökrav för tunga lastbilar och bussar ökar kraven på motorns komponenter. En av dessa komponenter är radialglidlager som används på många platser i motorn. Implementering av start-stoppsystem i en lastbilsmotor leder till att vevaxellagren slits ut i förtid. Ett radialglidlager är ett glidlager med ett kontant tillflöde av olja. När axeln börjar rotera skapas det en oljefilm mellan lagerytan och axeln. När rotationshastigheten är tillräckligt hög bär oljefilmen lasten och separerar axeln och lagerytan. Då har det bildats en fullfilm. Under start och stopp passerar lagret genom smörjregimerna gränsskiktssmörjning och blandsmörjning. Ökningen av start och stopp leder till en stor ökning av tiden som lagret upplever gränsskiktsoch blandsmörjning. Under dessa regimer är axeln och lagerytan i kontakt vilket leder till nötning. Detta examensarbete har jämfört två nya material från Höganäs AB med ett existerande lager som referens. De två nya materialen påsvetsades på lagerskålar och skickades till Scania för att slipas och testas. Tanken var att använda en start-stopprigg på KTH som simulerar startstoppcykler. Till att börja med kördes referenslagren i riggen, men när lagerskålarna med de nya materialen levererades visade det sig att de inte passade i testriggen. Detta innebar att en ny testmetod behövdes tas fram med kort varsel och valet föll på en reciprocerande tribometer på Scania. Tribometern var tvungen att modifieras för att proverna skulle passa. Fem test med varje material utfördes. Varje test tog 60 minuter, förutom ett långtidstest som kördes under 600 minuter. Resultaten visade att materialet kallat ”S”, vilket inkorporerade ett fast smörjmedel, hade en friktionskoefficient som liknade referensmaterialets, men producerade mindre nötning och klarade av en högre last. Examensarbetet har också kunnat påvisa att start-stoppriggen på KTH fungerar väl och kan leverera konsekventa resultat.