Hammaspyörien piileviä murtumia käsittelevä väitöskirja tarkastettiin Tampereen yliopistossa
Diplomi-insinööri Erkka Virtanen väitteli 26. kesäkuuta 2026 Tampereen yliopiston Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa. Hänen materiaalitekniikan alan väitöskirjansa Initiation and Growth of Subsurface Fatigue Cracks in Large-size Bevel Gears käsittelee suurikokoisten kartiohammaspyörien pinnanalaisten väsymismurtumien syntyä ja kasvua. Väitöstilaisuus järjestettiin suomalaisen akateemisen perinteen mukaisesti Tampereen yliopiston Hervannan kampuksella. Virtasesta tuli samalla käytännössä toinen ATA Gearsin akateeminen tohtori.
Tutkimuksessaan Virtanen selvitti, kuinka pinnanalaiset väsymismurtumat syntyvät ja kasvavat voimakkaasti kuormitetuissa kartiohammaspyörissä. Kokeita ja simulointeja yhdistämällä hän osoitti, että murtumia voi muodostua hammaspyörän pinnan alle ilman, että ne aiheuttavat välitöntä vauriota. Tutkimuksen mukaan tällaiset murtumat etenevät yleensä hitaasti, mikä tarjoaa arvokasta tietoa hammaspyörien jäljellä olevan käyttöiän arviointiin.
Tutkimuksen tulokset vastaavat merenkulkualalla tunnistettuun kasvavaan haasteeseen. Ultraäänitarkastuksissa on toisinaan havaittu suurten hammaspyörien piileviä väsymismurtumia. Koska murtumille ei ole ollut selkeitä arviointikriteerejä, hammaspyöräpareja on usein vaihdettu varotoimenpiteenä. Virtasen tutkimus tarjoaa uutta tietoa, jonka avulla hammaspyörien kuntoa voidaan arvioida aiempaa tarkemmin, välttää tarpeettomia korjauksia ja vaihtoja sekä parantaa koneiden turvallisuutta ja kustannustehokkuutta.
Suurikokoiset kartiohammaspyörät ovat keskeisiä komponentteja laivojen propulsiojärjestelmissä ja raskaissa teollisuuslaitteissa, joissa toimintavarmuus on ensiarvoisen tärkeää ja varaosien toimitusajat voivat olla pitkiä. Tutkimus toteutettiin Tampereen yliopiston, Kongsberg Marine AS:n ja ATA Gears Oy:n yhteistyönä. Väsymiskokeet suoritettiin ATA Test Bench -koelaitteistolla.
Väitöstilaisuuden vastaväittäjinä toimivat professori Karsten Stahl Technical University of Munich -yliopistosta Saksasta sekä professori Reza Talemi KU Leuven -yliopistosta Belgiasta. Väitöksen kustoksena toimi apulaisprofessori Auezhan Amanov Tampereen yliopiston Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.
