Failure mechanisms and lifetime prediction of hydraulic cylinder

摘要

Tämän työn tarkoituksena on tutkia hydraulisylinterien vikaantumismekanismeja. Niiden pohjalta on tavoitteena luoda yksiselitteinen vikaantumissanasto sekä sylinterin vikaantumismalli, jonka avulla olisi mahdollista ennustaa sylinterin elinaika. Tarkoituksena on myös tutkia ja kokeilla Yhdysvaltojen laivaston tutkimuskeskuksen luomia NSCW 11 –vikaantumismalleja mekaanisille laitteille. Työ koostuu kahdesta osasta: Teoriaosuudessa esitellään hydraulisylinterin eri osat, eri sylinterityypit sekä eri rakennetyypit. Tarkoituksena on myös etsiä artikkeleita ja tutkimuksia eri vikaantumismekanismeista, sekä elinajan ennustuksia ja vikaantumismalleja sylinterien elinajasta. Toisessa osassa haastatellaan sylinterin valmistajia, loppukäyttäjiä ja tiivistinmyyjää. Näiden haastattelujen pohjalta tarkoituksena on luoda vikaantumissanasto. Haastattelujen tietoa on tarkoitus käyttää myös vikaantumismallin luomiseen. Haastatteluiden lisäksi vikaantumistietoa kerätään valmistajien takuutietokannoista. Sen lisäksi erään valmistajan testisylinterin mittaustuloksien avulla lasketaan NSCW-11 mallin mukainen vikaantumistaajuus ja verrataan sitä testissa esiintyneisiin tuloksiin. Samalla on myös tarkoitus arvioida NSCW-11 mallin luotettavuutta ja tarkkuutta. Työn aikana todettiin hydraulisylinterillä olevan monia eri vikaantumismekanismeja. Näiden vikaantumistaajuuksien huomattiin olevan paljon riippuvaisia itse sovelluksesta ja käyttöympäristöstä. Myöskään valmistajilta ja käyttäjiltä kerätyssä datassa ei ollut tarkkoja sylinterien elinaikoija, joten tarkkaa vikaantumismallia ei näiden tietojen pohjalta voinut luoda. Tarkan vikaantumismallin sijasta pohditiin sylinterin elinaikaan vaikuttavia tekijöitä ja kuinka niihin olisi mahdollista vaikuttaa. Suunnitelun tärkeydellä todettiin olevan tärkeä merkitys sylinterin elinaikaan. Suunnittelussa olisi tärkeää tietää mahdollisimman tarkasti käyttöympäristö sekä itse sovelluksessa sylinteriin vaikuttavat voimat. Tällöin voidaan rakenne suunnitella mahdollisimman kestäväksi sekä valita oikeanlainen tiivistin, jolloin monissa sovelluksissa on mahdollista pidentää sylinterin elinaikaa.