| Titel | Anwendung eines zentral zusammengesetzten Split-Plot-Versuchs- plans zur Bestimmung der Einflüsse von ausgewählten Betriebspa- rametern auf die trockene Dichtungsreibung von Kugelhähnen |
| Autor | Albert Albers, Martin Bochterle, Benoit Lorentz, Wolfgang Gauchel |
| Infos zum Autor | Autorenanschrift: o. Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. A. Albers, IPEK - Institut für Produktentwicklung, Karlsruher Institut für Techno- logie (KIT), Kaiserstraße 10, 76128 Karlsruhe, Tel.: (0721) 608-2371, Fax: (0721) 608-6051, E-Mail: albers@ipek.uni-karlsruhe.de Dipl.-Ing. M. Bochterle, IPEK - Institut für Produktentwicklung, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Kaiserstraße 10, Geb. 10.23, 76131 Karlsruhe, Tel.: (0721) 608-7725, Fax: (0721) 608-6051, E-Mail: bochterle@ipek.uni-karlsruhe.de Dipl.-Ing. B. Lorentz, IPEK - Institut für Produktentwicklung, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Kaiserstraße 10, Geb. 10.23, 76131 Karlsruhe, Tel.: (0721) 608-7725, Fax: (0721) 608-6051,E-Mail: lorentz@ipek.uni-karlsruhe.de Dr.-Ing. B. Sc. W. Gauchel, Festo AG & Co. KG, Ruiter Straße 82, 73734 Esslingen, Tel.: (0711) 347-50490, Fax: (0711) 347-54-50490, E-Mail: gawo@de.festo.com |
| Inhalt | Zusammenfassung In diesem Beitrag wird die experimentelle Untersuchung des Reibungsverhaltens von Kugelhähnen mit PTFE- Dichtungen im trockenen Zustand beschrieben. Hierfür wurde ein Prüfstand entwickelt, der den zu untersuchenden Kugelhahn mittels eines Servomotors öffnet und schließt. Der Prüfstand besitzt eine Druckversorgungs- und Tem- periereinheit, wodurch die Einflüsse der Temperatur, der am Kugelhahn anliegenden Mediendrücke (mit dem Medi- um Luft), der Stillstandszeit und der Schwenkgeschwindigkeit auf das Reibmoment untersucht werden können. Da eine Änderung dieser Parameter nichtlineare Effekte zur Folge hat und auch Wechselwirkungen zwischen ihnen existieren, wird für die Untersuchung die Response Surface Methode eingesetzt. Die zu beschreibenden Einflüsse werden dabei in gezielt ausgewählten Faktorstufenkombinationen untersucht und die dabei ermittelten Messwerte nachfolgend mittels multipler Regressionsanalyse in eine mathematische Gleichung überführt. Hierbei werden auch die Weiterentwicklungen dieser Methode in den letzten Jahren berücksichtigt. Diese ermöglichen es, von einer übli- cherweise notwendigen vollständigen Randomisierung der Versuchsdurchführungen abzusehen. Dadurch kann das zeitaufwendige Ändern der Temperatur auf ein Minimum reduziert werden, was eine genaue und statistisch korrekte Untersuchung der trockenen Dichtungsreibung in Kugelhähnen in Abhängigkeit von mehreren Faktoren inklusive Wechselwirkungseffekten erlaubt. Abstract In this Paper an experimental study focuses on investigations of dry friction behaviour in ball valves equipped with PTFE seals. For this purpose a test bench has been developed to measure the actuation torque between valve ball and seals. This study aims at evaluating the impact of several factors on this frictional behaviour. . Not only me- chanical factors like dwell-time and speed of actuation, but also factors like temperature and pressure can be taken into account as the test bench has a temperature control system and a pressure supply unit. It is common that fac- tors have nonlinear effects on friction as well as several interactions to each other. On this account the response surface methodology is used for the investigation. This consists in varying all factors simultaneously in defined com- binations and corresponding tribological measurements. Afterwards a second order polynomial model is fitted to the obtained measurement results. Recent advances in this method allow omitting complete randomization that usually would be necessary and take up a lot of time. In the present case it allows to conduct all experiments of one tem- perature level consecutively and thereby severely reducing the required temperature changes. This enables us to conduct more experiments in a given time and thus to gain more precise and reliable results than a traditional ap- proach would deliver in the same time interval. |
| Datum | 2013 |
