Bir krank mili kol yatağının yüzey yapısının geliştirilmesi
The development of surface structure of a crankshaft bearing
Yazar: ÖMER CİHAN
Danışman: DOÇ. DR. HANBEY HAZAR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, içten yanmalı motorlarda kullanılan geleneksel krank mili kol yatak malzemesine alternatif olabilecek altı adet krank mili kol yatak malzemesi geliştirilmiş, yeni formülasyonlu çinko esaslı yataklar ve orijinal yatağın aşınma davranışı ve sürtünme katsayısı deneysel olarak incelenmiştir. Yatak olarak 6LD400 Lombardini marka krank mili kol yatağı kullanılmıştır. Krank mili kol yatakları çok farklı etki ve zorlanmalara maruz kalmaktadır. Bu zorlu koşullara uyabilecek, Zn-Al-Cu-O-C farklı kombinasyonlarda altı alaşım, alüminyum alaşımlı yatağın çalışma yüzeyine atmosferik plazma püskürtme yöntemi ile kaplanmıştır.Yatakların aşınma davranışları, ring on ring aşınma deney düzeneğinde incelenmiştir. Aşınan malzeme olarak yeni üretilen yatak numunelerinden ve orijinal yataktan birer kesit alınarak ve aşındırıcı malzeme olarak krank milinden numune alınarak, aşınan ve aşındırıcının çalışma yüzeyleri karşılıklı gelecek şekilde çalıştırılmıştır.Deney düzeneğinde her numune için; 1690 m aşınma mesafesi boyunca, 300 d/dk'da, yük başına 30 dakika süresince, 42N, 67N ve 92N yük uygulanmıştır. Her 30 dakikada bir deney düzeneği durdurularak numune sökülmüş daha sonra tartılarak ağırlık kayıpları belirlenmiştir. Deney esnasında numunelerin sürtünme kuvvet değerleri alınmış ve mevcut formülle numunelerin sürtünme katsayıları bulunmuştur.Kaplamalı yataklar ve orijinal yatağın, aşınma testi öncesi ve sonrası çalışan yüzeylerinden SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) görüntüleri alınıp mikro yapısı yorumlanmıştır. Ayrıca EDS (enerji dağılım spektrometresi) analizi yapılarak elementer yapıları incelenmiştir. Numunelerin X-Ray analizi yapılarak elde edilen sonuçlarla, EDS analiz sonuçları karşılaştırılmış ve mikrosertliklerine bakılmıştır.Elde edilen bulgulara dayanılarak, üretilen yatakların orijinal yataklara göre aşınma direncinin yüksek olduğu sonucuna ulaşılmıştır.Anahtar Kelimeler: Krank Yatakları, Zn, Atmosferik Plazma Püskürtme, Aşınma

Abstract:
In this study, six crankshaft bearing materials were developed as alternative to conventional crankshaft bearing materials that are used in internal combustion engines and wear behaviour and friction coefficient of zinc based bearings with new formulation and original bearings was experimentally investigated. As a bearing, 6LD400 Lombardini brand crankshaft bearing was used. Crankshaft bearings are exposed to different effects of loads and strenghts. Six alloys like Zn-Al-Cu-O-C with different combinations that can adapt to these hard conditions were coated on the surface of aluminum alloyed bearing by atmospheric plasma spray coating method.Wear behaviour of bearings was investigated on ring on ring wear testing apparatus. As the wearing material, by taking a sample from newly-produced bearing and original bearing and as the abrasive material by taking a sample from the crankshaft bearing, the surfaces of wearing material and abrasive material were operated reciprocally.On the testing apparatus, for every sample throughout 1690 m wearing distance, 42N,67N and 92N loads were applied per load for 30 minutes with 300 rpm. In every 30 minutes, the testing apparatus was stopped and the sample was detached then it was weighed and the weigh loss was specified. During the experiment, friction force values of the samples were taken and with the available formula, the friction coefficient of the samples were found.From the surface of coated bearings and original bearing that worked before and after the wear testing, SEM (Scaning Electron Microscopy) images were taken and their microstructures were interpreted. Also, by doing EDS (Energy Dispersive Spectrograpy) analysis their elementary structures were investigated. The results of X-Ray analysis of the samples and EDS analysis were compared and their microhardness were examined. According to the findings obtained, the wear resistance of the bearings that were produced were higher than the original bearings.Keywords: Crankshaft Bearings, Zn, Atmospheric Plasma Spray, Wear