Problem och möjliga åtgärder Cylinderrör:

Problemet är att röret expanderar för mycket då det högre trycket används. De spänningskoncentrationer som uppstår vid de kritiska områdena överstiger motsvarande

koncentrationer vid dagens tryck. För att motverka detta bör godstjockleken ökas till 7 mm, dvs. cylinderröret blir 64 mm i ytterdiameter.

Svets vid bakgavel:

Två problem har konstaterats för svetsen mot bakgaveln; dels risken för genombränning i cylinderröret men även läckage vid högre tryck. En åtgärd är att öka tjockleken på cylinderröret och därmed erhålla mer svetsgods. En lämplig rörtjocklek är 7 mm gods, se beräkningar i kapitel 7.4. För att lättare undvika genombränning vid svetsmomentet, kan delen av bakgaveln som styr in i cylinderröret förlängas med 3 mm. Denna förlängning bör inte påverka hållfastheten negativt. Ett experiment med 64 mm cylinderrör och med trycket 37,5 MPa bör utföras.

Svets vid anslutningskuts:

Problemen här är flera. Ett stort dilemma är att fogningen vid kutsen är av sådan komplex art att det inte hittats någon bra beräkningsmodell att tillämpa. I praktiken är problemen att svetsens hållfasthet inte varit tillräckligt god vilket medfört läckage men även att det finns risk för genombränning vid svetsmomentet. Ett viktigt mått att ta hänsyn till är avståndet mellan centrumaxeln på cylindern och avplaningen där anslutningskutsen svetsas fast. Är avståndet för litet påverkas hållfastheten negativt vid kutssvetsen eftersom godset i röret blir litet. Ett större avstånd minskar risken för genombränning medan ett för stort avstånd gör svetsfogen dålig. Resonemanget innebär att ett optimalt avstånd finns vilket bör testas fram.

Genom att öka cylinderrörets ytterdiameter till 64 mm som tidigare föreslagits förbättras hållfastheten i svetsfogen och risken för genombränning minskar.

Förspänningskraft vid gängförband:

Förspänningskraften har en stark koppling till den statiska spänningen och hålplanstrycket. En hög förspänningskraft tillåter att högre lastkrafter kan verka medan låg förspänning ger lägre värden för statiska spänningen och hålplanstrycket. Vid en låg förspänningskraft finns också en risk att förbandet avlastas. Därför behövs en säkerhetsfaktor tas fram mot avlastning. Det har kommenterats tidigare i examensarbetet och en mer ingående studie bör göras. I detta arbete har samma säkerhetsfaktor använts som gäller för dagens CDL1. Enligt viss litteratur är dock denna faktor för hög och en mindre bör kunna användas. Optimalt är ett förband som klarar höga lastkrafter men inte behöver så hög förspänning. Det kan erhållas med exempelvis mekanisk låsning eller användning av låsvätska. Detta bör beaktas vid ett eventuellt utvecklingsprojekt.

Förband mellan kolv och kolvstång:

Tidigt i utvecklingsarbetet insågs att förbandet ej håller för ökat tryck. Den statiska spänningen och amplitudspänningen blir för höga vilket medför brott i kolvstångstappen. Den framtagna beräkningsmodellen ger insikt i vilka parametrar som kan modifieras för att öka hållfastheten i förbandet. Som nämnts tidigare har två slutgiltiga koncept valts. I slutet av examensarbetet framkom att en annan kolvtätning kan användas, det medför att ytterligare modifieringar kan göras av koncept 2. Med den nya tätningen sjunker amplitudspänningen med 11 % och den statiska spänningen med 6 %, jämfört med tätningen som används idag.

Kapitel 11: Resultat, diskussion och slutsats

91

Ett möjligt problem med koncept 5 är att hålplanstrycket ökar med 102 % mot det som uppstår i CDL1. Det är dock inte säkerställt var maximala gränsen för hålplanstrycket är. Tester bör genomföras för att säkerställa att hålplanstrycket inte är kritiskt. Om en kritisk nivå uppnås, kan gränsen för tillåtna trycket höjas genom att byta materialet i kolven till SS 2244.

Förband mellan framgavel och cylinderrör:

Beräkningar visar att spänningarna som uppträder i förbandet inte är kritiska. Förspänningskraften som verkar i förbandet är ej dokumenterad. Risken som då föreligger är att förspänningskraften är för liten vilket i sin tur leder till att förspänningen går förlorad. För att undvika detta problem bör framgaveln monteras med specificerat moment.

En annan lösning, som tas upp i kapitel 9.5, är att montera framgaveln på en ringmutter med hjälp av ett skruvförband. Konceptet är robustare än nuvarande lösning och ringmuttern kan dessutom låsas fast med loctite i gängförbandet mot cylinderröret. Det medför att problemet med förspänningskraften inte är lika stort. En stor fördel med att använda konceptet är även att den svetsade anslutningskutsen inte behövs då anslutningen istället integreras i ringmuttern. Nackdelar är större inbyggnadsmått samt att det blir fler komponenter att tillverka.

Förband mellan kolvstång och kolvstångsöra:

Som tidigare nämnts bör det undersökas vidare om den gjorda approximationen går att använda för detta förband. Några konstruktionsändringar är ej gjorda av detta förband då tiden blev för knapp. Vid tidigare undersökning av förbandet mellan kolv och kolvstång rekommenderades en ändring att öka diametern på kolvstången till 32 mm. Denna förändring skulle även ge gynnsamma förhållanden för förbandet mellan kolvstång och kolvstångsöra. En ökning innebär att en grövre gänga kan användas vilket medför att förbandet bör klara större påfrestningar. Det har inte gjorts några beräkningar på detta men verkar ändå vara intressant.

Spänningskoncentrationsfaktorn, Kt:

Vid gängor har spänningskoncentrationsfaktorn tagits fram på två olika sätt. Båda metoderna kommer från företaget och har använts vid tidigare utvecklingsprojekt. Beräkningen enligt Neuber ger höga koncentrationer som har samma värde för alla metriska gängor. Med denna faktor överstiger spänningarna i gängorna vida materielens brottgränser i nuvarande CDL1. Den andra metoden benämns som East German och ger mer realistiska resultat vid spänningsberäkningar.

11.3 Slutsats

Baserat på beräkningar och praktiska tester som utförts under examensarbetet kan nedanstående punkter rekommenderas som framtida förändringar:

• Cylinderröret ökas från 60 mm till ytterdiametern 64 mm • Kolvstångsörat ökas från ytterdiametern 64 till 68 mm

• Bakgavelns ytterdiameter vid svetsfogen ökas från 62 mm till 66 mm • Delen av bakgaveln som styrs in i cylinderröret förlängs med 3 mm • Öka ytterdiametern på framgaveln från 60 till 64 mm

• Vid förbandet mellan kolv och kolvstång bör koncept 2 och 5 testas med den

mindre kolvtätningen

Kapitel 12

Referenser

De teorier och fakta som finns i rapporten är hämtade från ett flertal källor. Det är skriftliga och muntliga källor samt internet som har använts.