Dişli mekanizmalarındaki hataların akustik yöntemler ile analizi ve tespiti
Analysis and determination of faults in gear mechanisms by using acoustic methods
Yazar: ŞABAN ULUS
Danışman: DOÇ. DR. SELÇUK ERKAYA
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Seri üretim yapan, üretimin durmasının çok maliyetli olduğu işletmelerde ve güvenliğin en üst düzeyde tutulması gereken helikopter, uçak, kara taşıtlarında hata durumu görüntüleme (FCM) işlemi büyük önem arz etmektedir. Bu teknik; mekanik sistemlerde oluşabilecek muhtemel hataların önceden tespit edilmesi ve gerekli tedbirlerin alınması amacıyla sistemin çalışma koşullarında sürekli izlenmesi esasına dayalıdır.
Yapılan araştırmalar, genellikle klasik titreşim metodu, yağ partikül özelliklerini inceleme, termal analizler, korozyon ve performans analiz tekniklerine dayanmaktadır. Son yıllarda, Akustik Emisyon yöntemi araştırmacılar tarafından yoğun ilgi odağı haline gelmiştir. Araştırmacılar çalışmalarında, AE yönteminin, mikro çatlaklar ve aşınmada erken hata teşhisi yönünden birçok avantajına işaret etmişlerdir.
Bu çalışmanın amacı, bugüne kadar çok fazla dikkate alınmayan AE tekniğinin etkinliğini ve dişli çarkların AE hata karakterlerini araştırmaya yöneliktir. Sistemdeki hataların, elde edilen akustik ve titreşim özellikleri ile tanımlanması amaçlanmıştır. 
Kullanılan sistem, karmaşık bir yapıda olmayıp taşıt dişli kutularına benzer yapıdadır ve dişli çark sistemi tek kademelidir. Dişli kutusu sistemin yağlama yapabilmesi için bir yağ banyosuna sahiptir. Bu çalışmada, hem helisel hem de düz dişliler kullanılarak karşılaştırma yapılmıştır. İki adet akustik emisyon sensörü ve iki adet ivmeölçer ile alınan veriler, çok kanallı ses ve ivme analizörü ile bilgisayar ortamına aktarılmıştır. AE ve titreşim metodu ile farklı yükleme ve dönme devirlerinde, diş dibinde çatlak, pitting ve kırık diş hataları hem düz dişliler hem de helisel dişliler için analiz edilmiştir.

Anahtar kelimeler: Akustik emisyon, dişli çarklar, hata görüntüleme, titreşim analizi, FFT

Abstract:
Fault Condition Monitoring (FCM) is very important for the factories which have a mass production line and which causes lots of economic losses because of stoppage of the production and also FCM has a great importance for helicopters, planes, vehicles which need high safety and reliability. This technique is based on monitoring the systems at their working conditions for detecting the possible faults before they break down and providing maintenance against these faults.
Researches performed up to now, have been usually focused on these techniques such as classical vibration monitoring technique, oil particle properties, thermal analysis, corrosion and performance analysis technique. In recent years, AE technique has become the focus of attention by the researchers. Researchers have pointed to many advantages of AE such as, earlier fault detection, detecting micro cracks and wear. 
Main goal of this research is to show the effectiveness of AE technique which has not been taken into account so much in FCM until now and especially is to show how AE fault characteristics of gears change. It is aimed to determine the possible errors that may occur in the system by the acoustic and vibration properties obtained from the system.
The system which is used is not designed so complicated but it has a similar structure with the vehicle gearboxes and it has single-stage gearbox. Gearbox has an oil bath to make lubrication of the gears. In this research, acoustic properties are compared by using both spur and helical gears in the system. Datas obtained by two pieces of AE sensor and two pieces of accelerometer is transfferred to computer through a multi-channel pulse analyzer. AE datas and fault characteristics of machines at different conditions such as, different loading conditions and rotational speed, crack at the tooth root, broken tooth, pitting are analyzed  for both spur and helical gears. 

Keywords: Acoustic emission (AE), gears, fault condition monitoring, vibration analysis, FFT.