Rulmanların çalışmasına etki eden parametrelerin rulman titreşimlerine etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the effects of parameters on bearing vibration
Yazar: İLKER USTA
Danışman: DOÇ. DR. TUNCAY KARAÇAY
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Rulman titreşimlerinin nedenleri rulmanların imalatından kaynaklanan pürüzlülük, dairesellik ve form hataları ile imalat sonrası hatalar olarak iki ana sınıfa ayrılabilir. Rulman imalatı sonrasında ise yatağın imalat kaynaklı olarak dairesellikten sapması, rulmana ön yüklemenin yanlış yapılması, farklı ağırlıklarda şaftların kullanılması ve rulmanın yatakladığı şaftın ekseninin sapması gibi etkenler, imalat sonrası titreşime etki eden parametreler olarak dikkate alınabilir. Rulman bileziklerinin imalatında dairesellik hatası oluşabileceği gibi rulman yataklarında dairesellik hatasının bulunması ya da rulmanların yatağa montajının düzgün yapılamaması da dairesellik hatası kaynaklı titreşimlerin oluşmasına neden olabilir. Montajı yapılan açısal temaslı radyal rulmanlara uygulanan ön yüklemenin niceliği ve uygulandığı yüzeydeki dağılımı da titreşimlerin oluşumunda önemli bir etkendir. Rulmanın yatakladığı şaftın eksenindeki kaçıklık, ideal eksenine göre paralel ya da açısal olarak kaçık olması durumlarında yuvarlanma elemanları ile bilezikler arasındaki temas kuvvetlerini etkileyeceğinden rulman titreşimlerine ve rulman ömrüne etki eder. Rulmanlara etkiyen bileşke yükler, bilyalarla bilezikler arasında temas kuvvetlerindeki değişime ve sürtünmelere bağlı olarak önce rulman elemanlarında hasarlara daha sonra da hasarların neden olacağı titreşimlere ve bozulmalara neden olacaktır. Bu tez çalışmasında; belirlenen imalat sonrası parametrelerin, bir elektrik motoru tarafından tahrik edilerek çalışan ve bir şaftı iki ucundan yataklayan açısal temaslı radyal rulmanın titreşimlerine etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar için hazırlanan test düzeneğinde; rulmanda dairesellik hatası oluşturularak, yataklanan şaftın eksen kaçıklığı ve rulmana etkiyen bileşke kuvvetler değiştirilerek titreşim ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Toplanan titreşim verileri zaman ve frekans bölge analizleri ile incelenmiştir. Analizlerin sonucunda, belirlenen parametrelerin rulman titreşimlerine etkileri açıklanmış olup inceleme sonuçları grafikler ve tablolar yoluyla görsel olarak ortaya koyulmuş, ayrıca elde edilen çıktılar yorumlarla desteklenmiştir.

Abstract:
The causes of bearing vibrations can be divided into two main cases: roughness, circularity and form faults resulting from the manufacture of bearings and post-manufacturing faults. After the manufacture of bearings, factors such as deviation of the housing of bearings from the circumferential shape, misalignment of housing of bearings, the use of shafts of different weights and the deviation of the axis of shafts can be considered as parameters affecting the post-production vibration. Roundness or circularity faults can occur in the manufacture of the bearing rings, or there may be a circularity fault in the housing of bearings or inability to mount the bearing in the housing properly. The amount of preload applied to the angular contact radial bearings and the distribution of the load on the applied surface of a bearing is also an important factor in the formation of vibrations. The misalignment in the axis of the shaft on which the bearing rests affects the contact forces between the rolling elements and the rings in the case of parallel or angular misalignment with respect to the ideal axis, which affects bearing vibrations and bearing life. The resultant forces acting on the bearings will cause firstly damage to the bearing elements due to changes in the contact forces between the balls and the rings, and then to the vibrations and failure occured by the damages. In this thesis; The effect of the post-production parameters on the vibrations of the angular contact radial bearing which is driven by an electric motor and is supported by a shaft at both ends is investigated experimentally. In the test setup prepared for experimental studies; By creating circularity fault on the outer ring of the bearing, vibration measurements were carried out by changing the axial misalignment of the shaft and the resultant forces acting on the bearings. The collected vibration data were analyzed by time and frequency domain analysis. As a result of the analyzes, the effects of the determined parameters on the bearing vibrations are explained and the results of the examination are shown visually by graphs and tables, and the outputs are supported with comments.