Bilyalı rulman elemanlarındaki fiziksel kusurların titreşim analizi metodu kullanılarak tespiti

Bu çalışmada, farklı elamanlarında fiziksel bir kusur bulunan radyal bilyalı rulmanların titreşimini incelemek üzere bir şaft-rulman modeli oluşturulmuştur. Modelde şaft-rulman ikilisi kütle-yay sistemi olarak düşünülmüş ve şaft için radyal ve eksenel yöndeki hareket denklemleri elde edilmiştir. Bu denklemler geliştirilen bilgisayar programı yardımıyla çözülmüş, simülasyon programından bulunan titreşimler frekans tanım bölgesinde incelenmiştir. Modele fiziksel kusurların etkisi de dahil edilerek, birden çok rulman elamanında (iç bilezik, dış bilezik, bilya) kusur olması durumunda farklı şaft hızları için şaftın titreşimleri araştırılmıştır. Bulunan sonuçlardan rulmanın hangi elamanlarında ve ne tür bir hata olduğu anlaşılabilmektedir. Ayrıca elde edilen sonuçlar daha önceki çalışmalarla karşılaştırıldığında göreceli olarak bir uyum içerisinde oldukları gözlemlenmiştir.

Detection of defects in ball bearing element using by vibration analysis method

In this study, a shaft-bearing model is developed for analyzing radial ball bearing vibrations of having physical defects in their different elements. In this model, shaft-bearing couple is considered as mass-spring system, and motion equations for radial direction of shaft are obtained. These equations are solved by means of computer programs and vibrations obtained from simulation program are analyzed at frequency history. Including effects of physical defects in model shaft vibrations are investigated for different shaft speed for the case of defects at more than one bearing element (inner ring, outer ring, ball). By using obtained results what kinds of defects exist and which elements have defect, can be unterstood. In addition, when obtained results are compared with previous studies, it is observed that they are relatively accordance.

PDF

___

1 Arslan, H., Şaft-Rulman Sistemindeki Bilyalı Rulman Hasarlarının Titreşim Analizi Metodu İle Tespiti, Doktora Tezi, Kırıkkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Anabilim Dalı, Kırıkkale, Ocak 2003.

2 Franco J., Aktürk N. and Gohar R., “Vibration of a Rigid Shaft Supported by Radial Ball Bearings with Several Defects”, Int. Gas Turbin and Aeroengine Cong. and Expo., Cologne, Germany, ASME Paper No: 92-GT-164, 1992.

3 Taylor, J. I., "Identification of Bearing Defects by Spectral Analysis", Journal of Mechanical Design, Vol.102, pp.199-205, April 1980.

4 Yhland E. and Johansson L., “Analysis of Bearing Vibration”, The Ball Bearing Journal, Vol.161, 1970.

5 McFadden, P. D. and Smith, J. D., “Model for the Vibration Produced by a Single Point Defect in a Rolling Element Bearing”, Journal of Sound and Vibration, Vol.96(1a), pp.69-82, 1984.

6 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, Vol.98, No:2, pp. 263-273, 1985.

7 Tandon, N. and Choudhury, A., “A Review of Vibration and Acoustics Measurement Methods for the Detection of Defects in Rolling Element Bearings”, Tribology International, Vol.32, pp.469-480, 1999.

8 Igarashi T. and Hamada H., “Studies on The Vibration and Sound of Defective Rolling Bearings (First Report)”, Bulletin of JSME, Vol. 25, No.204, pp.994-, 1982.

9 Aktürk, N., Rigid Shaft Supported by Angular Contact Ball Bearings, PhD. Thesis, Imperial College of Science, Technology and Medicine, University of London, London, April 1993.

10 Aktürk, N. and Gohar, R., "The Effect of Ball Size Variation on Vibrations Associated with Ball-Bearings", Proc. I.Mech.E., Vol.212, Part J, pp.101-109, 1998.

11 Harris T. A., Rolling Bearings Analysis, John Wiley & Sons, USA, 1991.

12 Pandit S. M., Paul D. and Roth J. T., “Monitoring and Diagnosis of Bearing Defects Using Data Dependent Systems”, Integ. Comp.-Aided Eng., Vol.3, No.4, pp.268-278, 1996.

13 Gupta P. K., Winn L. W. and Wilcock, D. F., “Vibration Characteristic of Ball Bearings”, Trans. of ASME J. of Lubr. Tech., Vol.98, pp.284-289, 1977.