Röviden a fárasztóvizsgálatok – minden esetben – igazából gyorsított szilárdsági ellenőrző vizsgálatokat jelentenek. A fárasztó-, illetve szilárdsági ellenőrző vizsgálatok tulajdonképpen a manapság használatos szimulációs módszerek elődjének is tekinthetők. A gépgyártásban jelentős mértékben segítik a konstruktőrök, fejlesztők munkáját, felgyorsítják a kísérleti konstrukciós fejlesztést.
Ezért a gyártók különböző fárasztóberendezéseket használnak a teszteléseik lebonyolítására. Hazánkban például korábban az IKARUS és a CSEPEL Autógyár is használt az autók alvázainak, vázszerkezetének vizsgálataihoz német gyártmányú fárasztóberendezéseket. A mezőgazdasági gépek vizsgálatát végző Mezőgazdasági Gépkísérleti Intézetben (MGI) is számos eszközt és eljárást fejlesztettek ki mezőgazdasági gépek gyorsított szilárdsági vizsgálatának elvégzésére. Ezek a berendezések traktorra szerelt – rakodógép, szállítóeszközök, pótkocsik, kerekes járművek, és egyéb munkagépek – fárasztóvizsgálatra alkalmas berendezések, de kialakították kaszaszerkezetek hajtását, hajtómechanizmusát, és fárasztóberendezéseket is.
NAGY HAGYOMÁNYOK
Az MGI munkatársai az 1970-es években traktorra szerelhető kazalrakó, a későbbiekben nagybála-rakodó gép kísérleti példányának fárasztóvizsgálatához, svéd gyártó pneumatikus elemeit felhasználva, programozott elektropneumatikus fárasztóberendezést fejlesztettek ki. A berendezés a működtetéséhez szükséges elektromos meghajtású kompresszort, légtartályt tartalmazó pneumatikus tápegységből, elektromos programozó- és vezérlőegységből, pneumatikus vezérlőegységből, háromállású pneumatikus munkahengerekből állt.
A kihelyezett külső munkahengereket vezérlő hidraulikakarokat, pneumatikus munkahengerek működtették. A munkahengereket pedig a pneumatikus körben, a vezérlőszekrénybe épített elektromos relék vezérelték, a kialakított program szerint. A program – névleges gémterhelés melletti – meghatározott és beállított ciklus, illetve emelésszámból állt.
Az intézet a kerekes, gumiabroncsos futóművel szerelt mezőgazdasági pótkocsik, vontatott műtrágyaszóró gépek gyorsított szilárdsági vizsgálatában nagy hagyományokkal rendelkezett. A gyorsított szilárdsági vizsgálatokhoz – az előzőekben említett eljáráson és a kialakított eszközön túl – konkrét üzemi igénybevételek megállapítására, elektrotenzometrikus feszültség- (vonóerő- és nyomaték-), valamint gyorsulásméréseket végeztek. A mérések eredményei alapján alakították ki a fárasztó- vagyis a szilárdsági ellenőrző vizsgálatok elvégzéséhez szükséges fárasztóberendezéseket, és kidolgozták a vizsgálat lebonyolításához szükséges módszereket, tematikákat. Az intézetben végzett szilárdsági ellenőrzővizsgálatok bonyolítását elfogadott házi szabvány szerint kellett elvégezni.
A gumiabroncsozású futóművel szerelt pótkocsik, és egyéb gépek szilárdsági ellenőrző vizsgálatához különböző profilú elemekkel felszerelhető fárasztódobot alakítottak ki. A fárasztásra kerülő eszköz kerekeivel támaszkodott a fárasztódobra. A meghajtó villanymotor fordulatszámával, vagyis a dobok kerületi sebességének megválasztásával lehetett, a kívánt vizsgálati sebességet imitálni.
A LEGGYAKORIBB VIZSGÁLATOK
Az MGI-ben a legszélesebb körben alkalmazott és a legeredményesebb gyorsított szilárdsági ellenőrző vizsgálat a műpályás fárasztó, illetve a billenőszekrényes pótkocsik esetén, az ehhez kapcsolódóan, a hidraulikus rendszer és fárasztása, az ebből adódó mechanikai terhelés.
Az MGI első fárasztópályája a 60-as évek elején épült az intézet rákoskeresztúri telepén. Ez a pálya 25 m átmérőjű betongyűrű volt. A betongyűrű külsőrészén haladt a 45/33 LE/kW teljesítményű vontatótraktor. A fárasztott gép futóműve a körgyűrű belső részén rögzített akadályokon haladt, és az igénybevételt az akadályok ütése okozta. Az intézet Gödöllőre költözésével a fárasztópályát is áttelepítették. Az intézet gödöllői, Dózsa György úti telepén épült fárasztópálya már az előzőnél nagyobb, 34 m külső átmérőjű beton körgyűrűvel épült. A vontatást ezen a pályán is dízelmotoros traktor végezte. A központhoz kapcsolódó vonórúd csőből, egyenszilárdságúra lett kialakítva, és a vontató traktorhoz függőleges- és vízszintes – szabad mozgást biztosító – gömbfejjel csatlakozott. A vonórúd lengéseinek minimalizálására az egyenszilárdságú vonórudat tandem futómű támasztotta alá. A körgyűrű 7 m széles kialakítású, a vontatótraktor a külső 3,4 m széles sávján haladt, míg az igénybevételt, a dinamikus ütéseket, a gyűrű belső részén elhelyezett akadályok szolgáltatták. A későbbiek során dízelüzemű traktormotorja egy 49/36 LE/kW teljesítményű, 380 V-os háromfázisú villanymotorra lett kicserélve.
Ez a rendszer elektromos átalakítását is maga után vonta. A fárasztópálya középső része egy függőleges, rövid csőben csapágyazott, talpcsapágyon forgó függőleges tengely, és a hozzá hegesztéssel kapcsolódó, durvalemezből, vízszintes furatokkal kialakított fülekből állt. A tengely elektromos leszedő-gyűrűkkel került felszerelésre. Az áram a leszedőgyűrűkön és a vonórúdon vagy gerendelyen átvezetett kábelen keresztül jutott el a vontatóba épített háromfázisú villanymotorhoz. A villanytraktor vezérlése, indítása, leállítása elektromos kapcsolatban, Y és Δ kapcsolási móddal, a pálya mellé épített vezérlő épületből történik. A szállítóeszközök teherbírása folyamatosan nőtt. Ez a szállítóeszközök igénybevételének növekedése mellett a reakcióerőket is megnövelte, vagyis a vontatótraktor váltója, differenciálműve is egyre nagyobb igénybevételnek lett kitéve. Ezért a vontatótraktor hajtásláncába, a mechanikus súrlódó tengelykapcsoló helyére, hidrodinamikus tengelykapcsoló került beépítésre első lépcsőben. A következő lépésként, a háromfázisú villanymotor és a hidrodinamikus tengelykapcsoló, egy D4K-B négykerék-hajtású traktor vázába és hajtási rendszerébe került beépítésre.
A NAGYFOKÚ MEGBÍZHATÓSÁGNAK KÖSZÖNHETŐEN…
Természetesen a gyorsított szilárdsági vizsgálatok továbbfejlesztését újabb és újabb mérésekkel és kutatási feladatok megoldásaival támasztották alá az MGI-ben. A különböző út- és terepviszonyok mellett végzett vontatási vizsgálatok eredményei is beépültek az újabb módszerekbe az imitált igénybevételek kialakításában.
A fárasztópálya Dózsa György úti telepről az intézet központjába, Gödöllőn, a Tessedik Sámuel utcai telepre történő átköltöztetésekor ezeket az újabb eredményeket is figyelembe vették. Az itt megépült fárasztópálya külső átmérője már 50 m. Az 50 m külső és 28 m belső átmérőjű, körgyűrűjű betonpálya is akadály elhelyezését tette lehetővé (3. ábra).
Az akadályok kéttengelyes futóművel szerelt járművek vagy gépek esetén, kerekenként külön felfutással 19 db, míg egytengelyes futóműves gépeknél, minden 3 akadályra egyszerre fut fel mindkét kerék. A korábbi mérési eredmények alapján, az egyes konstrukcióknál kerekenként 10 ezer dinamikus ütés volt előirányozva. Ez az igénybevétel 4-5 év élettartamnak felelt meg. A vizsgálatok általában 3,6 km/h vontatás mellett történtek, de az egyéb megelőző mérések alapján változtatható, mint az akadályok profilja, illetve magassága is.
A műpályás fárasztóvizsgálatok eszközeinek és módszereinek folyamatos fejlesztése mellett a billenőszekrényes mezőgazdasági pótkocsik hidraulikus fárasztásának eszközeit és módszereit folyamatosan fejlesztették. A múltban szinte valamennyi hazai konstrukció prototípusa le lett fárasztva. Valószínű, hogy ennek a nagyfokú szilárdsági megbízhatóságnak köszönhetően ma is számos HÓDGÉP-es pótkocsival találkozhatunk a mezőgazdasági üzemekben. Mindezek mellett a fárasztópályán – az elmúlt időszakban – számos gumiabroncs, illetve arató-cséplőgép vágóasztal fárasztóvizsgálatára is sor került.
A Mezőgazdasági Gépesítési Intézetet a 2020. évi CXLII és CXLIX törvény alapján, 2021. január 1-vel, a megalakult Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetemhez csatolták. Ezzel az MGI egy része az egyetem Műszaki Intézetébe integrálódott, a több mint 150 éves intézetnek megszűnt az önálló státusza. A fárasztópálya azonban továbbra is fennmaradt, a kutatási kapacitás pedig a MATE Műszaki Intézetében rendelkezésre áll.
FELHASZNÁLT IRODALOM ÉS MGI JELENTÉSEK
Jelentés: „Gyorsított vizsgálati módszerek kidolgozása” 21.80.032.70
Jelentés: „MTZ-50 traktorra szerelt BKR-700…. 3.33.31.627.11
Jelentés: „A 650/75 R 32 gumiabroncs fárasztópályás…. 3.1.34.81.612.9
Jelentés: „KL 3007 járműves kompresszorfárasztó…… 3.33.21.980.11
Jelentés: „Sorozatban gyártott MBP-5 kritikus törésig….. 3.33.31.936.11
Gépkönyv: „Elektropneumatikus vezérlő….. 3.21.10.014.24
Jelentés: „DETK 215 tartálykocsi fárasztó…. 6.33.11.2516.77
Jelentés: „MBP 110 futóművének műpályás fárasztó….. 3.33.31.851.33
dr. Kelemen Zsolt műszaki szakértő – Gödöllő
