Silindirik makaralı rulmanlarda makara ucu-flanş geometrisinin rulman yorulma ömrüne etkisi
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tez Danışmanı: Ahmet Sağırlı
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Öğretim Üyesi Yetiştirme Programı (ÖYP)
Özet:
Bu tez çalışmasında; farklı radyal/eksenel yük ve iç bilezik açısal sapması gibi yükleme faktörlerini de göz önünde bulundurarak, makara ucu-flanş konstrüksiyonunun rulman ömrüne olan etkileri araştırılmıştır. Bu kapsamda, rulman ömrünü etkileyen başlıca geometrik ve yükleme faktörlerinin girdi olduğu bir silindirik makaralı rulman modeli MATLAB programında oluşturulmuştur. Oluşturulan model sayesinde; başlıca geometrik ve yükleme faktörlerinin rulman ömrüne olan etkileri hesaplanabilmektedir. Rulman iç yük dağılımı hesabında dilimleme tekniği kullanılırken, makara ve yuvarlanma yolları arasındaki temas basınçları ve yüzeyaltı gerilmeleri elastik yarım uzay varsayımıyla hesaplanmıştır. Oluşturulan rulman nümerik modelinden elde edilen rulman iç yük dağılım sonuçları, literatürden alınan sayısal ve deneysel sonuçlarla doğrulanmıştır. Tez çalışmasının ana konusu olan makara ucu-flanş geometrisinin rulman ömrüne etkilerinin araştırılması kapsamında, küresel makara ucu ve konik flanş içeren bir silindirik makaralı rulmanda, flanş açısının rulman ömrüne olan etkileri çeşitli dış yüklemeler altında araştırılmıştır. Küresel makara ucu ve konik flanş haricinde; toroidal-toroidal, toroidal-konik, küresel-toroidal gibi makara ucu-flanş çifti için literatürde mevcut olmayan, flanş deformasyonunun yeni matematiksel ifadeleri türetilmiştir. Makara ucu ve flanşın her iki düzlemdeki eğrilik yarıçapları oranlarının değişiminin rulman ömrüne olan etkileri araştırılmıştır. Bunun yanında, eğrilik yarıçapları oranlarındaki değişime karşın makara ucu-flanş temas basıncındaki değişimler de incelenmiştir. Küresel makara ucu ve konik flanş için; radyal ve eksenel yük altında, flanş açısı belirli bir değere kadar arttıkça rulman ömrünün düştüğü ve ardından ömür üzerindeki düşürücü etkisinin azaldığı görülmüştür. Radyal yük ve iç bileziğin açısal sapma hareketi altında, düşük iç bilezik açısal sapmalarında flanş açısı arttıkça rulman ömrü artarken, yüksek açısal sapmalarda flanş açısının belirli bir değerine kadar rulman ömrünün düştüğü ve sonra ömrün arttığı gözlemlenmiştir. Toroidal makara ucu ve toroidal flanş için; makara ucu ve flanş toroidal geometriye geçerken rulman ömrünün arttığı görülmüştür. Bunun yanında, konik flanş içeren bir silindirik makaralı rulmanda makara ucu küresel geometriden toroidal geometriye geçerken makara ucu-flanş temas basınçlarının arttığı gözlemlenmiştir.