Dönel sızdırmazlık elemanlarının performansına yüzey pürüzlülüğünün etkileri
The efffects of the shaft surface roughness on performance of the rotary shaft seals
Yazar: YAKUT KERKÜKLÜ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. VEDAT TEMİZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Sızdırmazlık elemanları makine ve araçların sorunsuz çalışabilmesinde önemli payı olan malzemelerdir. Makine teknolojisinin gelişmesiyle beraber, sızdırmazlık elemanlarının da geliştirilmesi gerekmektedir.Yapılan bu çalışmanın amacı, farklı malzemelerden yapılmış radyal dudaklı keçelerin performasına, yüzey pürüzlülük değerlerinin etkilerini araştırmaktır. Bu amaçla bir deney düzeneği hazırlanmış ve çalışmalar yapılmıştır.Bu çalışmadan önce sızdırmazlık elemanlarının genel sınıflandırılması yapılmış, daha sonra radyal dudaklı keçelerin çalışma prensibi, tipleri ve keçe malzemelerinden bahsedilmiştir.Deneysel çalışmanın yapılacağı düzenekte tahrik elemanı olarak, dönme hızı 0?8000 d/dk arasında ayarlanabilen bir motor kullanılmıştır. Keçelerin çalışma sırasında meydana gelen yağ kaçağı hassas bir terazi kullanılarak ölçülmüştür. Ayrıca keçelerden alınan numunelerin yüzey filmleri optik mikroskop kullanılarak çekilmiştir.Deneysel çalışmada radyal dudaklı nitril, florokarbon ve silikon keçeler kullanılarak 2 grup deney yapılmıştır. İlk grup deneyler sırasında 0.1 ve 0.3 bar basınç altında 3m/sn kayma hızında, 45mm ve 50 mm çaplı 3 farklı yüzey pürüzlülük değerine sahip sağdan ve soldan taşlanmış diskler ile beraber çalışan keçeler için basınç ve keçe sıcaklığının zamana bağlı değişimler incelenmiştir.Ayrıca yağ kaçağı olup olmadığı gözlenmiştir. 2. grup deneylerde ise keçeler 0.5 bar basınç altında ve 5m/sn çevresel hızda 45mm çaplı 3 farklı pürüzlülük değerindeki sağdan ve soldan işlenmiş disklerle eş çalışması sonucundaki yağ kaçağı miktarı incelenmiştir.Sonuç olarak ilk grup deneylerde 45mm çaplı sağdan ve soldan işlenmiş diskler ve 50mm çaplı soldan işlenmiş disklerle çalışan keçelerde ölçülebilir yağ kaçağı elde edilememiştir. 50mm çaplı sağdan işlenmiş keçeleri içinse yağ kaçağı ölçülmüştür. 2. grup deneylerde, soldan işlenmiş ve kaba pürüzlü disklerle çalışan keçelerde ölçülebilir yağ kaçağının sağ işlenmiş disklere oranla daha fazla olduğu görülmüştür.

Abstract:
Leakage components play a crucial role in the proper-functioning of machines and tools. With the improvement of machine technology, leakage components should also be improved.The purpose of this study is to invetigate the effects of surface roughness values on performance of radial lip seals made of different materials. In order to achieve this, an experiment set-up is prepared and studies are carried out.Prior to this study, a general classification of leakage components is prepared, and then operation-principle, types and seals? materials are mentioned.A motor, with an adjustable turning speed between 0 and 8000 rpm, is used as a trigger device in the experimental set-up. The oil leakage which occur during the operations of radial shaft seals is measured with a sensitive scale. Samples taken from the surfaces of radial shaft seals are photographed with an optic microscope.2 groups of experimental studies are done using radial lip seals which are made of nitrile, fluorocarbon and silicon rubbers. In the first group of experiments, variations of pressure and seal heat dependent on time are investigated for seals which operates with disks 45mm and 50 mm in diameters that have three different surface roughnesses(disk speed 3 m/s,system pressure 0,1 and 0,3 bar) In additon, observation for oil leakage is made. In the second group of experiments, seals are observed for oil leakage amounts under system pressure 0,5 bar, stainless steel shafts 45 mm in diameters which have three surface roughnesses values and shafts? speeds 5 m/s operating conditions.In conclusion, with the first group of experiments, oil leakage could not be measured for the stainless steel shafts 45 mm in diameters which operates with seals. For the stainless steel shafts 50 mm in diameters oil leakage could be measured. For the second group of experiments, measurable oil leakage is found to be more for the disks that surface roughnesses are 0,45 µm, 1,1 µm and 2,2 µm than for the disks that surface roughnesses are 0,44 µm, 1,1 µm and 2,1 µm.