Bilyalı polimer yatakların gürültü karakteristiğinin deneysel analizi
Experimental analysis of polymer ball bearing noise characteristics
Yazar: ERSİN KAMBUROĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. VEDAT TEMİZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology

Özet:
Bilyalı polimer yataklar yüksek korozyon dirençleri, titreşim sönümleme kabiliyetleri, yağlama gerektirmeden kullanılabilmeleri ve düşük ağırlıklarıyla bazı koşullarda geleneksel metal rulmanlı yataklara tercih edilmektedir. Polimer yatakların sessizlik ve yağlamayla ilgili avantajlarının ve bunların tabi olduğu koşulların daha iyi anlaşılabilmesi için yağlı ve yağsız koşullardaki gürültü karakteristiklerinin anlaşılması önemlidir. Bilyalı polimer yatakların ömürlerinin analitik olarak hesaplanamaması deneysel verilerin önemini arttırmaktadır.Polipropilen bileziklere sahip polimer yatakların farklı yükler ve devir sayıları etkisinde gürültü karakteristiklerinin anlaşılabilmesi için yarım parmak mikrofonla 1/3 oktav bandında 12,5 kHz'e varan frekanslarda ses basınç düzeyi ölçümleri yapılmıştır. Akustik odada yapılan ölçümlerde 0?1400 d/dak arasında kademesiz olarak ayarlanabilen AC motor kullanılmıştır. Deneyde kullanılan yataklar 6004 ve 6204 serisi cam ve paslanmaz çelik bilyalı yataklardır. 6004 serisi geleneksel metal yataklar da kıyaslama amacıyla test edilmiştir.Kuru ve yağlı koşullarda yapılan ölçümlerin değerlendirilmesinde ağırlıkla deney yataklarının dış bileziklerinin birinci doğal frekanslarının bulunduğu 2?12,5 kHz aralığı temel alınmıştır. Hem yağlı hem kuru koşullarda artan hızla gürültü düzeyinin artması genel bir eğilimdir. Yükün etkisinin ise değişken olduğu görülmüştür. Cam bilyalı yatakların kuru çalışmasında tutarlı sonuçlar elde edilirken metal bilyalı yatakların genel eğilimini tespit etmek zor olmuş ve bunun sebepleri irdelenmiştir. Aynı yağlama koşullarında ve sönümleme özelliği etkin olmadığında bilyalı polimer yatakların, bunların dengi olan kaliteli metal yataklara kıyasla daha gürültülü olduğu tespit edilmiştir. Deney sonuçları bilyalı polimer yatakların gürültü davranışının tam olarak anlaşılabilmesi için sıcaklık parametresinin ayrıca ele alınmasının gerektiğini göstermiştir.

Abstract:
Polymer ball bearings are preferred to metal roller bearings, in certain conditions, due to their low weight, corrosion resistance, self lubrication and silent running properties. It?s substantial to determine the noise characteristics of polymer ball bearing in order to understand their mentioned advantages and the conditions in which they are valid. The fact that it?s not possible to determine the lifetimes of polymer bearings stresses the importance of experimental data.Sound pressure level measurements of polymer bearings with polyrophylene rings are made with a ½ inch microphone in 1/3-octave bands, in frequencies up to 12,5 kHz under various radial loads and rotational speeds. Those measurements were realized in an acoustic chamber by using an AC motor with adjustable rotational speed between 0?1400 rpm. 6004 and 6204 series bearings with glass and stainless steel balls were analysed in the experiments. 6004 series conventional metal ball bearing were also tested for comparison purposes.2?12,5 kHz frequencies that are close to the first natural frequencies of tested bearings were predominantly analysed in test results for dry and lubricated conditions. In both dry and lubricated conditions an increase in rotational speed was accompanied by an increase in noise level. However the effect of load was found to be inconsistent. Polymer bearings with glass balls always yielded consistent results while the tendencies of the bearings with steel balls were difficult to determine due to inconsistency in results and possible reasons for this condition are discussed. Polymer bearings were found to be noisier than their metallic counterparts, at the same conditions, in case of vibration dampening not being a factor. Experimental results have shown that temperature should be individually analysed as a parameter in order to completely understand the noise behaviour of polymer ball bearings.