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A measurement method for characterising micro lead on ground shaft surfaces

  • The detection and characterisation of undesired lead structures on shaft surfaces is a concern in production and quality control of rotary shaft lip-type sealing systems. The potential lead structures are generally divided into macro and micro lead based on their characteristics and formation. Macro lead measurement methods exist and are widely applied. This work describes a method to characterise micro lead on ground shaft surfaces. Micro lead is known as the deviation of main orientation of the ground micro texture from circumferential direction. Assessing the orientation of microscopic structures with arc minute accuracy with regard to circumferential direction requires exact knowledge of both the shaft’s orientation and the direction of surface texture. The shaft’s circumferential direction is found by calibration. Measuring systems and calibration procedures capable of calibrating shaft axis orientation with high accuracy and low uncertainty are described. The measuring systems employ areal-topographic measuring instruments suited for evaluating texture orientation. A dedicated evaluation scheme for texture orientation is based on the Radon transform of these topographies and parametrised for the application. Combining the calibration of circumferential direction with the evaluation of texture orientation the method enables the measurement of micro lead on ground shaft surfaces.
  • Bei der Herstellung von Wellenoberflächen als Gegenlaufflächen für Radialwellendichtringe in dynamischen Dichtsystemen können Strukturen auftreten, die Einfluss auf die Funktion des Dichtsystems haben können. Diese Strukturen werden als Drall bezeichnet und können entsprechend ihrer Ausprägung und Entstehung in die Drallarten Makro- und Mikrodrall eingeteilt werden. Im Optimalfall wird Drall bereits während der Herstellung vermieden, zumindest soll er aber erkannt und bezüglich seiner Ausprägung an Hand von Parametern quantifiziert werden. Während Messmethoden und Verfahren zum Nachweis von Makrodrall existieren, wird in dieser Arbeit eine Methode zur Charakterisierung von Mikrodrall, also der Hauptrichtung der Bearbeitungsstruktur bezogen auf die Umfangsrichtung, beschrieben. Aus der Definition von Mikrodrall folgt direkt, dass sowohl die Umfangs- als auch die Bearbeitungsrichtung hochgenau erfasst werden müssen. Zu diesem Zweck werden geeignete Messsysteme und zugehörige Kalibrierverfahren beschrieben, welche neben der Messung der Wellenoberfläche die Kalibrierung der Umfangsrichtung mit hoher Genauigkeit und niedriger Unsicherheit ermöglichen. Auf Basis dieser flächenhaften Messungen wird ein Verfahren zur Ermittlung der Texturrichtung, dem die Radontransformation zu Grunde liegt, vorgestellt und parametrisiert. Mit der Ermittlung der Texturrichtung und der Kalibrierung der Achslage können damit beide Anforderungen an die Messmethode zur Mikrodrallmessung an geschliffenen Wellenoberflächen erfüllt werden.
Metadaten
Author:Philipp Arnecke
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-46744
ISBN:978-3-95974-047-0
Serie (Series number):Berichte aus dem Lehrstuhl für Messtechnik und Sensorik (4)
Advisor:Jörg Seewig
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:English
Publication Date:2017/06/26
Year of Publication:2017
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2016/08/22
Date of the Publication (Server):2017/06/27
Tag:Achslage; Mikrodrall; Texturrichtung
axis orientation; micro lead; texture orientation
Number of page:XX, 160
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik
DDC-Cassification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Licence (German):Creative Commons 4.0 - Namensnennung, nicht kommerziell, keine Bearbeitung (CC BY-NC-ND 4.0)