Kriyojenik İşlem Uygulanmış Millerin Yuvarlanmalı ve Kaymalı Yataklarda Deneysel Titreşim Analizi

Bu çalışmada, kriyojenik işlem ve temperleme işlemi uygulanmış millerin yuvarlanmalı ve kaymalı yataklarda aynı yükleme şartlarında ve çalışma hızlarında titreşim davranışlarının ne olabileceği ve nedenleri deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaçla yapılan deneysel çalışmada yuvarlanmalı ve kaymalı yatak destekli millerden deplasman ölçerler aracılığıyla alınan veriler analiz edilmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Yuvarlanmalı ve kaymalı yatak destekli millerden elde edilen sonuçlara göre; en düşük genlik değerleri kaymalı yatak destekli kriyojenik işlemli millerde görülmüştür.

Anahtar Kelimeler:

Kriyojenik işlem, kaymalı yatak, yuvarlanmalı yatak, mil, titreşim analizi

Experimental Vibration Analysis of Cryogenic Treated Shafts Supported by Journal and Rolling Element Bearings

In this study, the effects of cryogenic treatment and tempering on the vibration behaviors of rotating shafts mounted on the rolling element and journal bearings were investigated for the same loading conditions and operating speeds. In this experimental study, the data obtained with the help of proxy probes were analyzed and the results were compared. The results showed that the lowest amplitude values were obtained for the cryogenic treated shaft mounted on the journal bearing. The amplitude values of journal bearing are significantly superior to the rolling element bearings having stability in account.

Keywords:

Cryogenic treatment, journal bearing, rolling element bearing, shaft, vibration analysis,

___

[1] Kam M., “Kriyojenik işlem görmüş millerin dinamik davranışlarının deneysel analizi”, Doktora Tezi, Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim dalı, Düzce, (2016).
[2] Kam M., Saruhan H. ve Kara F., “Isıl işlem görmüş millerin dinamik davranışlarının deneysel analizi”, İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 5(1): 80-90, (2016).
[3] Kam M., Saruhan H. ve Guney T., “Kriyojenik işlem ve sıcak dövme işlemi uygulanmış millerin deneysel titreşim analizi”, İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 5(3): 21-30, (2016).
[4] Pekgöz B., Sarıdemir S., Uygur İ. ve Aslan Y., “Sementasyon işleminin farklı çeliklerin mikroyapı ve sertlik değerlerine etkileri”, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 10(1): 19-24, (2013).
[5] Kara F., “AISI 52100 çeliğinin yorulma ömrü ve taşlanabilirliğine kriyojenik işlem parametrelerinin etkilerinin araştırılması”, Doktora Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, (2014).
[6] Kara F., Çiçek A. and Demir H., “Multiple regression and ANN models for surface quality of cryogenically-treated AISI 52100 bearing steel,” J. Balkan Tribol. Assoc, 19(4): 570-584, (2013).
[7] Senthilkumar D. and Rajendran I., “Optimization of deep cryogenic treatment to reduce wear loss of 4140 steel,” Materials and Manufacturing Processes, 27(5): 567-572, (2012).
[8] Senthilkumar D., Rajendran I., Pellizzari M. and Siiriainen J., “Influence of shallow and deep cryogenic treatment on the residual state of stress of 4140 steel”, J. Mater. Process. Technol., 211(3): 396-401, (2011).
[9] Gunes I., Cicek A., Aslantas K. and Kara F., “Effect of deep cryogenic treatment on wear resistance of AISI 52100 bearing steel,” Transactions of the Indian Institute of Metals, 67(6): 909-917, (2014).
[10] Senthilkumar D., “Effect of deep cryogenic treatment on residual stress and mechanical behaviour of induction hardened En 8 steel,” Advances in Materials and Processing Technologies, 1: 10, (2016).
[11] Idayan A., Gnanavelbabu A. and Rajkumar K., “Influence of deep cryogenic treatment on the mechanical properties of AISI 440C bearing steel,” Procedia Engineering, 97: 1683-1691, (2014).
[12] Das D., Dutta A. K., Ray K. K., “Optimization of the duration of cryogenic processing to maximize wear resistance of AISI D2 steel,” Cryogenics, 49: 176-184, (2009).
[13] Das D., Dutta A. K. and Ray K. K., “Sub-zero treatments of AISI D2 steel: Part I. Microstructure and hardness,” Mater. Sci. Eng. A, 527: 2182-2193, (2010).
[14] Özbek N.A., Çiçek A., Gülesin M. Özbek O., “Investigation of the effects of cryogenic treatment applied at different holding times to cemented carbide inserts on tool wear”, Int. J. Mach. Tools Manuf., 86, 34-43, (2014).
[15] Jeffcott H. H., “The lateral vibration of loaded shafts in the neighborhood of a whirling speed-the effect of want of balance,” Phil. Mag., 37: 304, (1919).
[16] Robertson D., “Whirling of a journal in a sleeve bearing,” Phil. Mag., 15: 113-130, (1933).
[17] Smith, D. M., “The motion of a rotor carried by a flexible shaft in flexible bearings,” Proc. Roy. Soc., Series A, 142: 92-118, (1933).
[18] Dimentberg F. M., “Flexural vibrations of rotating shafts,” Butterworth Co., London, England, (1961).
[19] Lunda J. W. and Sternlicht B., “Rotor-bearing dynamics with emphasis on attenuation,” American Society of Mechanical Engineers, 61-68, (1961).
[20] Aktürk N., Uneeb M. and Gohar R., “The effects of number of balls and preload on vibrations associated with ball bearings,” Journal of Tribology, 119: 747-753, (1997).
[21] Aktürk N. and Gohar R., “The effect of ball size variation on vibrations associated with ball-bearings,” Proc. I. Mech. E., 101-109, (1998).
[22] Dai X., Jin Z. and Zhang X., “Dynamic behavior of the full rotor/stop rubbing: numerical simulation and experimental verification,” J. Vib. Control, 251: 807-822, (2002).
[23] Perret H., “Die lagerluft als bestimmungsgröβ e für die beanspruchung eines walzlagers”, Werkstatt Betr., 83(4): 131, (1950).
[24] Meldau E., “Elastische spielschwingungen konstant belasterer walzlager” Werkstatt Betr., 85(2): 56, (1952).
[25] Gustafsson O. G. and Tallian T., “Research report on study of the vibration chracteristics of bearings,” SKF Ind. Inc., (1963).
[26] Gupta L. W. and Wilcock D. F., “Vibration chracteristics of ball bearings P.K.,” Trans. ASME J. of Lubrication Technology, 284-289, (1977).
[27] Meyer L. D., Ahlgren F. F. and Weichbrodt B., “An analytical model for ball bearing vibrations to predict vibration response to distributed defects,” Trans. ASME J. Mechanical Design, 102: 205-210, (1980).
[28] Yamamoto T. and Ishida Y., “The particular vibration phenomena due to ball bearings at the major critical speeds,” Bull. of JSME, 17(103): 59-67, (1974).
[29] McFadden P. D. and Smith J. D., “The vibration produced by a multiple point defect in a rolling element bearing,” Journal of Sound and Vibration, 98(2): 263-273, (1985).
[30] Taplak H. ve Uzmay İ., “Titreşim parametrelerinin dönen mekanik sistem dinamiğine etkilerinin araştırılması,” Teknoloji Dergisi, 7(3): 427-434, (2004).
[31] Karahan M. F., “Titreşim analiziyle makinalarda arıza teşhisi,” Yüksek Lisans Tezi, Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Manisa, (2005).
[32] Mechefske C. K., “Machine condition monitoring and fault diagnostic,” Quens’s University, (2005).
[33] Whalley R. and Abdul-Ameer A., “Contoured shaft and rotor dynamics,” Mechanism and Machine Theory, 44(4): 772-783, (2009).
[34] Kılınç S. ve Saruhan H., “Kaymalı ve yuvarlanmalı yataklarda mil kritik hız analizi”, 6.Bakım Teknolojileri Kongresi ve Sergisi, 209-218, (2013).
[35] Gümüştaş E. ve Saruhan H., “Kaymalı yatak boyutlarının çalışma kararlılığına etkisinin deneysel incelenmesi”, 7th International Advanced Technologies Smposium (IATS’13), 765-770, (2013).