Ruwheidsmetingen aan verschillend voorbewerkte Volvo remschijven

Ruwheidsmetingen aan verschillend voorbewerkte Volvo

remschijven

Citation for published version (APA):

Dautzenberg, J. H., & Huijbers, M. M. J. G. (1978). Ruwheidsmetingen aan verschillend voorbewerkte Volvo remschijven. (TH Eindhoven. Afd. Werktuigbouwkunde, Laboratorium voor mechanische technologie en werkplaatstechniek : WT rapporten; Vol. WT0470). Technische Hogeschool Eindhoven.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1978

Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne

Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at: openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

RUWHEIDSMETINGEN AAN VERSCHILLEND VOORBEWERKTE VOLVO REMSCHIJVEN.

Dr.ir. J.H. Dautzenberg M.M.J.G. Huijbers

Ruwheidsmetingen aan verschillend voorbewerkte VOLVO remschijven.

Dr.ir. J.H. Dautzenberg.

M.M.J.G. Huijbers.

1.

Inleiding.

Het onderhavige onderzoek werd gestart om de oorzaak op te sporen van

het scheef trekken van nieuwe Volvo's van de serie 340 tijdens de

proef. Dit scheef trekken wordt veroorzaakt door een verschil in

rem-kracht op de beide voorwielen. De oorzaak van dit verschil wordt

ge-zocht in een verschillend oppervlakteprofiel van de remschijven op de

be ide voorwielen. Dit oppervlakteprofiel ontstaat tijdens het

bewerkings-proces van de ruw gegoten schijf. Het streven is om dit

bewerkingspro-ces reproduceerbaar (d.w.z. aIle schijven geven hetzelfde remgedrag) en

zo goedkoop mogelijk uit te voeren. Omdat men vermoedt dat het

opper-valkteprofiel voor dit verschil in remkracht verantwoordelijk is, is

laatst genoemd bewerkingsproces op verschillende wijzen en op

verschil-lende verspaningsmachines uitgevoerd. Hiervoor worden de volgende

af-kortingen gebruikt:

Vermo

P (Pittler)

M.F. 1.2 (Montfort fijndraaien 1-2)

M.F.

(Montfort fijndraaien)

PG .

(Pittler gladwalsen)

kS

(kruisslijpen)

MPG

(Montfort fijndraaien gerold)

Teneinde het oppervlakteprofiel van de remschijven met verschillende

bewerkingen met elkaar te kunnen vergelijken werden op telkens een

exemplaar van elk verschillend bewerkingspraces ruwheidsmetingen

uitge-voerd. De wijze van uitvoering wordt in de paragraaf "Meetopstelling"

nader toegelicht. Uit het gemeten ruwheidsprofiel werden de diverse

parameters, welke van be lang zijn voor het karakteriseren van het

opper-vlakteprofiel, berekend. De diverse parameters worden gedefinieerd in

de paragraaf "Meetgrootheden". Hierna voIgt een weergave van de

meet-resultaten met aansluitend een aanbeveling voorverderonderzoek.

-2-Tijdens het schrijven van dit verslag is de modale analyse van de rem-schijf uitgevoerd. Deze kan mee richting geven aan de aanbevelingen en zal mondeling nader worden toegelicht.

2. Meetopstelling.

De ruwheidsmetingen werden uitgevoerd met een Tayley surf. De gegevens o

+

100

van de tasternaald waren: tophoek 60 50 ; neusradius 5

+

1 ~m. De metingen werden in radiale richting van de schijf uitgevoerd. De meet-lengte bedroeg 4,8 mm. Dit werd aan beide kanten van elke schijf 5 maal herhaald. Het aldus gemeten analoog signaal werd gedigitaliseerd (af-stand tussen 2 opeenvolgende digitale getallen bedroeg 2,5 ~m) en via een geheugen op een ponsband uitgelezen. Deze ponsband werd gebruikt om met een bestandprogramma de diverse karakteristieke oppervlakteprofiel-grootheden te berekenen.

3 . . Meetgrootheden.

Voor het karakteriseren van het oppervlakteprofiel van de remschijf zijn de volgende grootheden gebruikt [lJ:

- RMS 1 N

_L

_Yn 2

N n=l

Hierbij is Yn de afstand van een gedigitaliseerd punt tot de midden-lijn. Deze middenlijn is zo gesitueerd, dat wanneer men het gedigita-liseerde signaal uitzet als funktie van de afstand en men de waarden met elkaar verbindt, het oppervlak tussen deze middenlijn en het sig-naal boven deze lijn gelijk is aan het oppervlak tussen deze midden-lijn en het signaal onder deze midden-lijn.

N geeft het aantal gedigitaliseerde meetpunten tijdens een meetlengte weer.

- R

=

afstand van bovengenoemde middenlijn tot de hoogste top tijdens

p een meetlengte. - SKEW 1 1 N L N n=l

Deze waarde is nul, als de dichtheidsfunctie symmetrisch is om de gemiddelde waarde.

Meer ordinaat waarden in de top van het profiel geven een positieve waarde van de skewness.

- KURT 1

N L

N n=l

Deze waarde is gelijk aan 3 bij een zuivere Gauss verdeling van y •

n

De waarde is > 3 bij een spitsere en < 3 bij een vlakkere verdelings-kromme.

- R

t = de afstand tussen de hoogste top en het diepste dal voor een meetlengte. - R _a - SLRMS N L n=l

1 N-4

2

L (slope n) N n=l

De slope n wordt bepaald door de gradient van 5 opeenvolgende gedigi-taliseerde meetpunten.

- AVWL deze wordt gedefinieerd door AVWL 2n: x· -..::..::..:.;.:....-RMS

SLRMS

4. Meetresultaten.

De figuren 1 en 2 geven de diverse ruwheidsparameters voor de verschil-lend voorbewerkte remschijven. De 4 waarden voor een grootheid van elke schijf komen tot stand omdat het gedigitaliseerde ruwheidssignaal op 4 manieren is voorbewerkt. Duidelijk is dat deze voorbewerking op de meet-resultaten van alle schijven dezelfde uitwerking heeft. Figuur 3 is een samenstelling van de figuren 1 en 2. Uit deze figuur volgt dat de schijf KS de laagste waarden voor de ruwheid bezit. Kort daarop volgt de schijf aangeduid met P.G.

Tabel 1. geeft de berekende ruwheidsparameters in getalvorm weer. De afkorting "GEM" geeft het gemiddelde van de 10 metingen op een schijf met onder "cr" de spreiding van deze waarden.

5. Discussie.

Uit een gesprek met mensen van Volvo, wat voorafging aan dit onderzoek, bleek dat naast het scheeftrekken van de auto vanweqe het verschillend

rem-

-4-gedrag van de remschijven een tweede probleem met deze schijven optrad en wel tijdens het bewerkingsproces. Tijdens het verspanen van de gego-ten remschijven verschijnt bij het verspanen met nieuwe ongebruikte aluminiumoxide snijplaatjes op het oppervlak van de remschijf een tril-lingspatroon.

Dit patroon wordt veroorzaakt door trillingen (chatter). Deze trillingen kunnen veroorzaakt worden door de bank, beitelhouder met beitel of de remschijf. Uitsluitsel hierover kan gegeven worden door een modale analyse uit te voeren op remschijf, beitelhouder met beitel en bank. De afname van het trillingspatroon tijdens het slijten van het beitelplaatje is een bekend fenomeen [2J en vindt zijn oorzaak in de toename van de proces-demping welke veroorzaakt wordt door de slijtage van het beitelplaatje. Dit trillingsverschijnsel heeft zonder meer invloed op het ruwheidspa-troon van de schijf en kan wel de hoofdoorzaak van de problemen zijn. Een intussen uitgevoerde modale analyse zal aantonen wie de hoofdschul-dige is en wat er gedaan moet worden om de problemen op te lossen.

Literatuur.

[lJ

M. Huijbers.

Ruwheidsparameters en het orthogonale verspaningsproces m.b.t.

de ruwheid.

WPT rapport, nr.: 0471.

Technische Hogeschool Eindhoven.

[2J

ir. J.A.W. Hijink en prof.dr.ir. A.C.H. van der Wolf.

Stabiliteit van de verspanende bewerking,

Collegedictaat,

*

Rt

t

25 20 15 10

s

o

Fig. 2

•

Ra

t

..

3 2.5 2 1.5 RMS

t

0.5 0.3 0.25 0.2

o

SlpRMS

t

0.15 0.1 0.05

[-]

Ruwheidsmetingen voor de schijven KS, PG, P. Aantal metingen per schijf N 10.

Er zijn alleen gemiddelde waarden uitgezet.

o

I

4

-2 3 4 KS PG 'D

1. Line of least squares. 2. ISO R 468 filter. 3. ISO filter.

4. Phase corr. filter.

2 3 4 P 4 2

o

-2

o

SKEW'

t

-6 -8

[-

]

4 3

A

KURT.

t

2

[-

]

e

Rp 10 8 6 4

t

2

o

-2

...

3 0.3 25 2.5 0.25 20 2 0.2 15 C

•

SlpRMS

*'

Ra

t

Rt

t

t

1.5 0.15 '10 _Y RMS

t

..,

_0.1 5 . 0.5 0.05

a

[pm]

[pm]

[-]

Er zijn aileen gemiddelde waarden uitgezet.

1. Line of least squares. 2. phase correctie filter .

2 VERMO ; (:<::::::: ·1 :.:::::::<:

::::;:;:;::i,

~r«<-:'

l~~??~~

:::::::::::~ <-:-:.;.~~.

~{/\r

:l!![

,{-:.:-:-:-2 p

•

2 MF 1.2 2 MF .~:::.:::::::

~(>y

···<::.t

.\{:{

(()

:::)::::~,

Et}H~~

2 PG 4~:-... ,

::}~:}

~~l!~·

.cV::::::::

'jj~:>:\~

2 KS

%)t

...

~~}~)~~

.:-:-:-:.:.:-Jln}~

(({{

:

~llllil!

~L::::::::

'[!!i!!!t

::::::::::::~

-:.:.:.:.:-:-:-:-:-:-:-:<

~!lll,l;:(

t·~::-:-:.;·:-: .;.;.;.: :']1 1 2 MFG 4 2

a

-2 0 Skew

t

-4 -6 -8

[-]

10 250 4 8 200 6 A

m

150 KURT. Rp

t

3 t4 X. AvWL

t

100 2 2 0 50 1.5 -2 10

[-]

[pm]

[I'm]

MEET NRS. PARAMETERS VERMa M 1.2 MF PG MFG 1 Rt 2 Ra 3 RMS 4 SKEW 5 KURT 6 SLRMS 7 R 8

A~L

1

I

Rt 2

I

Ra 3

I

RMS 4 i SKEW 5 ; KURT j 6 i SLRr-1S

71

Rp 8

I

AVWL 1 Rt 2 Ra 3 RMS 4 SKEW 5 KURT 6 SLRMS 7 Rp 8 AVWL 1 _Rt 2 Ra 3 RMS 4 SKEW 5 KURT 6 SLRMS 7

_Rp

8 AVWL 1 Rt 2 Ra 3 RMS 4 SKEW 5 KURT 6 SLRMS 7 Rp 8 AVWL ~m ~m ~m

-~m ~m ~m ~m ~m ~m

-~m ~m ~m ~m ~m ~m ~m ~m ~m ~m ~m ~m

-~m ~m ~m ~m ~m ~m ~m ~m ~m Tabel 1.

Het gemiddelde en de standaarddeviatie van de diverse ruwheidswaarden voor de verschillend bewerkte remschijven.

LEAST ISO R 468 ISO PHASE GEM (J _GEM (J _GEM (J _GEM

21.2 4.0 17 .6 3.1 18.3 2.8 17.5 2.3 0.1 2.1 0.2 2.4 0.4 2.1 2.9 0.2 2.6 0.2 2.7 0.2 2.7 -0.5 0.5 4.6 2.1 0.21 0.01 7.3 1.2 8.0 1.2 7.0 89.6 4.3

I

16.9 2.1 12.6 2.0 13 .2 1.9 /13 .0 2.5 0.2 2.1 0.3 2.2 0.3

I

2.1 3.1 0.2 2.4 0.2 2.6 0.2 I 2.5 0.1 0.3 I :

!

2.8 0.5 0.11 0.01 7.0 1.6 6.8 1.8 7.3 j 117.0 16.6 \

I

16.7 4.6 11.7 2.0 11.5 1.9 _111.8 1.8 0.5 1.4 0.3 1.4 0.3

I

1.4 2.3 0.6 1.8 0.3 1.8 0.3

I

1.8 0.2 0.7 4.7 3.4 0.10 0.01 5.8 0.7 5.8 1.0 5.9

i

144.1 36.7 i i I 9.7 2.8 6.8 2.8 6.8 2.7 6.9

I

1.2 1.5 0.5 0.5 0.5 0.7 0.1 0.1 0.6 0.8 0.1 0.2 0.5 0.7 I -0.3 0.6

I

I

3.5 0.06 1.8 0.01

I

3.0 1.0 3.0 0.9 3.0

i

17O • 5 43.4

i

I j 13.6 4.4 7.9 2.6 7.7 2.8 7.8 !

,

2.0 0.7 0.5 0.1 0.5 0.1 0.5 2.3 0.7 0.7 0.1 0.8 0.1 0.7

i

-0.10 0.2

I

2.8 1.3 I 0.06 0.01 1254.9 3.2 3.7 3.3 3.2 3.1 78.7

I

COR (J 2.9 0.1 0.2 0.9 1.7 0.2 0.2 1.9 2.1 0.3 0.3 0.8 2.9 0.1 0.2 0.8 2.7 0.1 0.1 3.3

KS 1 Rt !Jill 8.7 1.0 7.3 1.3 7.7 1.5 7.3 1.4 2 Ra !Jill 0.9 0.1 0.8 0.1 0.8 0.1 0.8 0.7 3 RMS l1ill 1.1 0.1 1.0 0.1 1.0 0.1 I 1.0 0.1 4 SKEW

-

-6.4 0.3

I

5 KURT

-

4.1 1.2

I

6 SLRMS l1ill 0.13 0.01 7 _Rp !Jill 3.3 0.9 3.6 1.1 1 3.3 1.0

I

8 AVWL !Jill 53.1 3.1 I P 1 Rt !Jill 20.2 5.7 13 .5 5.3 13.9 6.0 13.9 6.5 2 Ra !Jill 2.6 0.5 2.0 0.1 2.1 0.1 2.1 0.3 3 RMS !Jill 3.2 0.6 2.4 0.2

I

2.5 0.3 2.5 0.3 4 SKEW

-

-0.002 0.52 5 KURT

-

3.8 2.4

I

6

I

SLRMS !Jill 0.08 0.01 7

_IR~

!Jill 5.9 0.4

I

6.2 0.8 6.1 0.1 8 IA !Jill 250.5 64.4

i

I

,

i _i