Rulman Hasarlarının Titreşim Analizi ile Tespiti
Detection of Bearing Damage by Vibration Analysis
Yazar: SULTAN SEDA ÜLGER
Danışman: PROF. DR. ABDURRAHMAN KARABULUT
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Arıza tespiti = Fault diagnosis ; Rulmanlar = Bearings ; Titreşim = Vibration ; Titreşim analizi = Vibration analysis ; Zorlanmış titreşim = Forced vibration

Özet:
Sistemin denge konumu etrafındaki salınım hareketi, titreşim olarak tanımlanır. Titreşimler mekanik sistemlerde, boşa enerji kaybı, gürültü, malzeme yorulması ve sistemin tamamen tahrip olmasına kadar ulaşabilecek olumsuzluklara neden olmaktadır. Dairesel hareket eden makinelerin vazgeçilmez elemanı olan rulmanlarda, üretim hataları, yağlama hataları, aşındırıcı madde varlığı ve nemli ortam gibi çeşitli nedenlerden kaynaklanan bazı durumlar görülmektedir. Rulmanların yuvarlanma yolları veya bilyaları üzerinde oluşan hatalar, rulmanın çalışırken bilya ve bilezikler arasındaki temas deformasyonlarında darbeler oluşmasına neden olmaktadır. Bu deformasyonlar, rulmanın ürettiği bileşke kuvvette değişikliklere ve titreşimlere sebep olmaktadır. Bu çalışmada, rulman hasarlarının titreşim analizi ile tespit edilmesi için bir deney düzeneği tasarlanmıştır. Yapılan deneysel çalışmada, önce sağlam rulmanlar döndürülerek, titreşim verileri kaydedilmiştir. Daha sonra iç bilezik bilya yuvarlanma yolu hatasına sahip rulmanlar döndürülüp, titreşim verileri kayda alınmıştır. Grafik ve çizelgelerle elde edilen veriler sunulmuştur. Bu çalışma ile, titreşim analizi yapılarak, rulman hasarları, mekanik gevşeklik ve dengesizlik gibi mekanik arızaların  tespit edilebileceği doğrulanmıştır. Sağlam rulman frekans spektrumlarında bile, yüzey pürüzlülüğü nedeniyle küçük genlikli hasar frekansları görüldüğü tespit edilmiştir. Dairesel hareket eden makineler için çok önemli bir makine elemanı olan rulmanların önemi kavranmıştır. Karmaşık makinelerde yetersiz kalsa da, düzenli takibi yapılan makinelerdeki rulman hasarlarının, frekans analizi yöntemiyle kolay bir şekilde belirlenebildiği gözlemlenmiştir. Zamanında yapılan titreşim analizinin, makine arızalarının erken tespit edilmesinde önemi vurgulanmıştır. Hasarlı rulmanların, çalışma sırasında uğultu ve yoğun bir ses çıkardıkları gözlenmiştir.

Abstract:
The oscillating motion of the system around its equilibrium position is defined as vibration. Vibrations cause negative effects in mechanical systems, which can reach wasted energy loss, noise, material fatigue and complete destruction of the system. Bearings, which are indispensable elements of circularly moving machines, are seen in some situations caused by various reasons such as production errors, lubrication errors, presence of abrasive substances and humid environment. Errors on the raceways or balls of the bearings cause impacts to occur in the contact deformations between the balls and rings while the bearing is running. These deformations cause changes in the compound force produced by the bearing and vibrations. In the experimental study, an experimental device was designed to detect bearing damage by vibration analysis. In the experimental study, vibration data were recorded by rotating the non-defective bearings first. Then, bearings with an internal ring ball rolling path error were rotated and vibration data were recorded. The data obtained with graphs and charts are presented. With this study, it has been confirmed that mechanical failures such as bearing damage, mechanical looseness and imbalance can be detected by performing vibration analysis. It has been found that even in non-defective bearing frequency spectra, small amplitude damage frequencies are observed due to surface roughness. The importance of bearings, which are a very important machine element for circular moving machines, has been understood. Although it is insufficient in complex machines, it has been observed that bearing damage in regularly monitored machines can be easily determined by frequency analysis method. The importance of timely vibration analysis in the early detection of machine failures has been emphasized. It has been observed that damaged bearings produce a buzzing and intense sound during operation.