İndüksiyonla sertleştirilmiş millerin dinamik davranışlarının deneysel analizi
Experimental analysis of dynamic behaviors of induction hardened shafts
Yazar: UFUK KABASAKALOĞLU
Danışman: PROF. DR. HAMİT SARUHAN
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzde kullanılan mekanik sistemler aşırı yük ve yüksek hız gibi birçok ağır koşullar altında çalışmaktadır. Bu sistemlerden beklenen en önemli özellik bu çalışma koşullarına rağmen sorunsuz olarak çalışmalarıdır. Bu durum sistemde kullanılan makine elemanlarının malzemelerinin uygun seçilmiş olmasıyla mümkündür. Bu nedenle günümüzde malzemelerin en uygun şekilde kullanılabilmesi için çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmanın ana amacı dönerek çalışan makine sistemlerinde yaygın olarak kullanılan millerin dinamik davranışlarının hem indüksiyonla sertleştirilmiş hem de sertleştirme işlemi görmemiş millerin durumlarını analiz etmektir. İndüksiyonla sertleştirme işlemi son yıllarda metallerin özelliklerini iyileştirmek için kullanılan geleneksel bir ısıl işlemdir. Bu çalışmada endüstride yaygın kullanım alanına sahip AISI 1045 malzemeden 16 mm, 20 mm ve 30 mm çaplarında imal edilmiş miller kullanılmıştır. Bu millerin her birine indüksiyonla sertleştirilme işlemi uygulayarak 0,5 mm, 1,0 mm ve 1,5 mm sertlik derinliği verilmiştir. Miller yuvarlanmalı yatak ile desteklenmiş ve mil üzerine dengesiz yük oluşturmak için disk takılmıştır. Deneyler, farklı yükleme şartları altında disk üzerine vida takılmış ve vida takılmamış olarak iki şekilde gerçekleştirilmiştir. Farklı çap ve sertleştirme derinliklerine sahip dönen millerin dinamik davranış durumlarını dönen makine sistemleri üzerinde etkisi deneysel olarak incelenerek analiz edilmiş sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sonuçlarda indüksiyonla sertleştirilmiş özellikle 20 mm çap ve 1,0 mm sertlik derinliğine sahip millerin dinamik davranışlarında sertleştirme yapılmayan millere göre önemli farklılıklar olduğu görülmüştür. Bu millerin daha az rezonansa girdiği, daha az salınım yaptığı ve buna bağlı olarak daha kararlı olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
Rotating shafts have many critical roles in the rotating machineries. The performance of any rotating machinery is very dependent on vibrations generated by the rotating shafts. The selection of the rotating shaft material is very important to meet the enormous demand of industrial users on the capability of vibration resistance of rotating machinery. Recent requirements for using of rotating shaft have heightened the need for materials used. Heat treatment of material has received much attention over the last few decades.The research to date has tended to focus on material properties for resistance and strength rather than dynamic behavior. The main objective of the present study is to experimentally investigate the role of induction surface hardening which is one of the most commonly used types of heat treatments on AISI 1045 steel dynamic behavior. Heat treatable AISI 1045 steel is among the most widely used in all industrial applications requiring more resistance and strength. It has received much attention over the last several decades due to its usage for rotating shafts, axels, crankshaft, and spindles. Induction surface hardening is used to sustain the service life by increasing the surface hardness and vibration reliability of material. Since induction hardened surface depth plays a very important part in stability of rotating shaft, three different hardened surface depths (0.5 mm, 1.0 mm, and 1.5 mm) are utilized. The results showed that the hardened surface depth of 1.0 mm surprisingly and positively affects the dynamic behavior of the rotating shaft compare to the hardened surface depths of 0.5 and 1.5 mm.