Demiryolu ray ve tekerlek çiftininfarklı temas konfigürasyonlarının incelenmesi
Investigation of different contact configurations ofrailway track and wheel pair
Yazar: İSMAİL ŞEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HARUN ÇUĞ
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Sürtünme aşınması = Abrasive wear ; Yüzey aşınması = Surface wear ; Yüzey yorulması = Surface fatigue

Özet:
Demiryolu ray ve tekerleklerinin birbiri üzerinde kontak halinde çalışması sonucunda
ray ve tekerlek yüzeylerinde mikro veya makro düzeyde yüzey ve yüzey altı hasarları
meydana gelmektedir. Yapılan bu çalışmada yuvarlanmalı ve kaymalı aşınma prensibi
ile ray (900A ve R350HT) ve tekerlek (R8T) malzemelerinde sürtünmeli,
yuvarlanmalı ve kaymalı temas aşınmasına bağlı oluşan yüzey ve yüzeyaltı hasarları
incelenmiş ve değerlendirilmiştir. Deneysel veriler sadece kuru temas koşullarında
oluşturulmayıp, su ve gres gibi farklı ortam ve çalışma koşullarında ki temaslarda göz
önünde bulundurularak değerlendirilmiştir.
Ayrıca, demiryolu çelik tekeri ile demiryolu çelik rayı etkileşimi ve diğer birbiri
üzerinde ve birbirleri ile çizgisel veya noktasal kontak halinde çalışan farklı
endüstriyel malzemelerin sürtünmeli, yuvarlanmalı ve kaymalı temas aşınmasına bağlı
yorulma dayanımlarının ve yüzey aşınma karakteristiklerinin belirlenmesi, farklı
v
demiryolu ray – tekerlek etkileşimlerin çekiş kuvveti verilerine etkisi, ray ve tekerlek
aşınma verileri, yüzey ve yüzey altı çatlak analizleri, sürtünme katsayısı ve sertlik,
aşınma oranı ve yüzey hasarları, aşınma kalıntıları, ray ve tekerleklerin aşınmasını
engellemek için yapılan yüzey modifikasyonlarının test edilmesi ve değerlendirilmesi
gibi durumların incelenebilmesi aşınma, güç ve enerji, titreşim analizi , çalışma ömür
çerimi analizi yapılabilen ikiz disk test cihazının modellenmesi ve projelendirilmesi
hususunda çalışılmıştır.
Yapılan değerlendirilmeler sonucunda; Malzemelerdeki kayma oranı arttıkça
sürtünme katsayısı (çekiş katsayısı) ve aşınma hacmi arttığı; kayma oranının artması
ile oksidasyon aşınması ve malzemenin yorulmasından kaynaklı oluşan aşınma
hasarlarının arttığı; su ve gresli çalışma koşullarının aşınması için kuru ortam
koşullarına göre daha yüksek enerji gerektirdiği ve malzeme yüzeylerinde oluşam
aşınma kalıntılarının büyük bir kısmının Fe2O3 olduğu görülmüştür.

Abstract:
As a result of the rail and wheels working in contact with each other, micro or macro
level surface and subsurface damages occur on the rail and wheel surfaces. In this
study, surface and subsurface damages due to friction, rolling and sliding contact wear
in rail (900A and R350HT) and wheel (R8T) materials were examined and evaluated
with the principle of rolling and sliding wear. Experimental data were not created only
in dry contact conditions, but were evaluated considering the contacts in different
environments and working conditions such as water and grease.
In addition, the interaction between the railway steel wheel and the railway steel rail
and the determination of the fatigue strength and surface wear characteristics of
different industrial materials working on each other and in linear or point contact with
each other due to friction, rolling and sliding contact wear, traction force of different
railway rail - wheel interactions. Investigation of conditions such as the effect on data,
rail and wheel wear data, surface and subsurface crack analysis, coefficient of friction
vii
and hardness, wear rate and surface damage, wear residues, testing and evaluation of
surface modifications to prevent the wear of rails and wheels. It has been studied on
modeling and projecting of twin disc test device, which can perform energy, vibration
analysis, operating life cycle analysis.
As a result of the evaluations made; As the slip rate in the materials increases, the
friction coefficient (traction coefficient) and the wear volume increase; As the slip rate
increases, the wear damage caused by oxidation wear and fatigue of the material
increases; It has been observed that water and greasy working conditions require
higher energy for wear than dry conditions, and most of the wear residues on the
material surfaces are Fe2O3.