Fogaskerekes szivattyú karbanrtartásának optimalizálása additív gyártással

Abstract

A szakdolgozatban először megvizsgálom a fogaskereket mint gépelem. A különböző kapcsolódási viszonyait, azoknak az előnyeit illetve hátrányait. Ismertetem az evolvenst illetve a fogaskerekek típusait a dolgozat további részének könnyebb megértése érdekében. Bemutatom továbbá a fogaskerekes szivattyúk működési elvét, illetve azt a szivattyút amelyről a dolgozat szól, ugyanis ez egy egyedi szivattyú amelynek a javítása is valamelyest egyedi, mivel polimer fogaskerekekről beszélünk. A problémát az jelenti, hogy a jelenlegi polimer fogaskerekek anyaga nem volt elég ellenálló a szállított vegyszerekkel szemben, ezért megoldást keresek ennek a javítására. Mivel a jelenlegi kerekek is polimer kerekek, ezért én additív technológiát fogok alkalmazni. El kell végezni a modellezést ahhoz hogy, additív el tudjam végezni a gyártást, ezért végezek egy mérnöki kísérletet arra, hogy kompenzálással, azaz profileltolás alkalmazásával javítható-e a jelenlegi hatásfok és élettartam. Öt különbözőm profileltolás értéket vizsgálok meg az eredeti geometriához képest. Az öt módosított geometria modellezéséhez elvégzem a szükséges számításokat, amelyeket részletezek és táblázatba foglalok, majd ezek alapján elkészítem a háromdimenziós modelljeit a profileltolással rendelkező kerekeknek. Ezeket a geometriákat kielemzem és már szemmel látható különbségeket is meg lehet állapítani magukról a modellekről. A pontos eredmény eléréhez azonban úgy fogom vizsgálni a modelleket, hogy végeselem szoftver segítségével szimulálom a kerekekre ható erőt, ami a hajtásból illetve a folyadék nyomásából ered. Minden geometriát részletesen kielemzek, hogy milyen a feszültség eloszlás a fogakon illetve hogy alakul a maximális igénybevétel a különböző geometriákon. A feszültség eloszlást és a maximális feszültség értékeket diagramm segítségével kielemzem és kiválasztom a megfelelő geometriát. A megfelelő geometria kiválasztása után additív technológiát (SLA) alkalmazva elvégzem a gyártást amit részletesen bemutatok. A szivattyúhoz készítek egy ajánlott karbantartási tervet, amely tartalmazza az alkatrészek különböző karbantartási stratégiáit amelyet indoklással látok el.