SONUÇLAR

Millerin dönen makine sistemlerinde önemli rolleri vardır. Dönen herhangi bir makinenin performansı, millerin oluĢturduğu titreĢimlere bağlıdır. Mil malzemesinin seçimi, endüstriyel kullanıcıların dönen makinelerin kararlı bir Ģekilde çalıĢmaları ve titreĢim direnci hususunda taleplerini karĢılamak çok önemlidir.

Bu çalıĢmanın ana amacı, AISI 1045 çelik için en yaygın kullanılan ısıl iĢlem türlerinden olan indüksiyonla yüzey sertleĢmesinin dinamik davranıĢlar, üzerindeki rolünü deneysel olarak araĢtırmaktır. Isı ile iĢlenebilir AISI 1045 çeliği, daha fazla direnç ve mukavemet gerektiren tüm endüstriyel uygulamalarda en yaygın kullanılanlardan biridir. Dönen miller, akslar ve krank milleri için yaygın kullanımı nedeniyle son birkaç yıl boyunca çok tercih edilir hale gelmiĢtir. Ġndüksiyonlu yüzey sertleĢtirme, malzemenin yüzey sertliğini ve titreĢim güvenilirliğini arttırarak hizmet ömrünü sürdürmek için kullanılır. Bu çalıĢmada dönen mil sistemlerinin dinamik karakteristikleri üzerindeki farklı indüksiyon sertleĢtirme yüzey derinliği ile dönen milin etkilerini karĢılaĢtırılmıĢtır. Sonuçlar, dönen mil çapının daha yüksek değerlerinin daha düĢük titreĢim genlik değerlerine yol açtığını, ancak sertleĢtirilmiĢ yüzey derinliğinin daha yüksek değerlerinin, benzer Ģekilde azalan genlik değerlerine yol açmadığını göstermiĢtir. Dönen millerin sertlik özellikleri, millerin farklı çapları için sertleĢtirilmiĢ yüzey derinliği karĢılaĢtırılarak fark edilir. DüĢük titreĢimi sağlamak için, dönen milin indüksiyonla sertleĢtirilmiĢ yüzey derinlerinin dikkatle seçilmesi gerektiği unutulmamalıdır. SertleĢtirilmiĢ yüzey derinliğinin ve dönen mil kombinasyonunun çapının, dönen mil sisteminin performansı üzerinde büyük bir etkisi olduğu sonucuna varılabilir.

Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin dinamik davranıĢları yapılan deneysel çalıĢmada incelenmiĢ ve elde edilen veriler bode eğrisi, spektrum, waterfall (Ģelale), orbit (yörünge), ve time waveform (zamana bağlı genlik değerleri) grafikleri olarak

sunulmuĢtur.

Sonuç olarak; Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ yüzey derinliği, dönen milin çalıĢma kararlılığı için çok önemli bir rol oynadığından, üç farklı sertleĢtirilmiĢ yüzey derinliği (0.5 mm, 1.0 mm ve 1.5 mm) kullanılmıĢtır. Sonuçlar, 1.0 mm'lik sertleĢtirilmiĢ yüzey derinliğinin, dönen millerin dinamik davranıĢını 0.5 ve 1.5 mm sertleĢtirilmiĢ yüzey derinlikleriyle karĢılaĢtırıldığında ĢaĢırtıcı ve olumlu biçimde etkilediğini göstermiĢtir. Sonuç olarak, dönen sistemin kararlı çalıĢmasında 1.0 mm' lik sertleĢtirilmiĢ yüzey derinliğine tabi tutulan 20 mm' lik milin en optimum sonuçlar sergilediği tespit edilmiĢtir.

4.2. ÖNERĠLER

ÇalıĢmanın sonuçları; AISI 1045 malzemesinden imal edilen millerin indüksiyonla sertleĢtirme iĢlemi uygulandıktan sonra, millerin dinamik davranıĢlarına ve çalıĢma kararlılıklarına yapmıĢ olduğu olumlu ektiler gösterilmiĢtir. Bu alanda çalıĢmak isteyen araĢtırmacılara yapılan öneriler aĢağıda sunulmuĢtur.

 Mil – yatak sistemlerinde daha yüksek devirlerde çalıĢma yapılarak karĢılaĢtırma yapılabilir.

 Millere farklı ısıl iĢlem Ģartları uygulanarak millerin dinamik davranıĢları konusunda araĢtırma yapılabilir.

 Yuvarlanmalı yatakların dıĢında kaymalı yataklar kullanılarak deneyler yapılıp, sonuçları karĢılaĢtırılabilir.

5. KAYNAKLAR

[1] O. Heaviside, "The induction on current in cores the electricions," pp. 583–5877, 1884.

[2] F. Justin, "Induction heat treatment high stregth suspension spring steel," M.S. thesis, Department of Materials and Science Engineering, University of Toronto, Toronto, Canada, 2006.

[3] S. Tokgöz, "Elektromanyetik indüksiyona karĢı katı cisimlerin davranıĢı ve sıcaklık kontrolü," Yüksek lisans tezi, Bilgisayar Mühendisliği Anabilim Dalı, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, Türkiye, 2011.

[4] ġ. Sert, "Ġndüksiyon ısıl yükleme ile bir çatlak etrafında oluĢan gerilmeleri modellenmesi," Yüksek lisans tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Sakarya Üniversitesi, Sakarya, Türkiye, 2008.

[5] E. Oktay, "ÖstemperlenmiĢ küresel grafitli dökme demirde indüksiyonla yüzey sertleĢtirme iĢleminin mekanik özellikler üzerine etkisi," Yüksek lisans tezi, Metal Eğitim Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi, Ankara, Türkiye, 2011.

[6] V. Rudnev, D. Loveless, R. Cook, and M. Black, Handbook of induction heating, New York, USA, 2003.

[7] H. William, Jr. Hayt, and J. A. Buck, Engineering Electro Magnetics, New York, USA, 2001.

[8] K. Altınel, "Rot baĢlarında indüksiyonla yüzey sertleĢtirme iĢleminin ömür ve mekanik kuvvet dayanımlarına etkisi," Yüksek lisans tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Niğde Üniversitesi, Niğde, Türkiye, 2015.

[9] A. Cora ve Y. S. Eroğlu, "Endüksiyonlu ısıtma ve endüksiyon fırınlarının tasarımı"

Elektrik-Elektronik-Bilgisayar Mühendisliği 8.Ulusal Kongresi, 1999, ss. 723–726.

[10] L.R. Egan and E. P. Furlani, “A computer simulation of an induction heating system,” IEEE Transactions on Magnetics, 1991, pp. 4343–4354.

[11] G. Yıldırmaz ve R. Gülgün, “Güç elektroniğinin endüksiyonla ısıtmada kullanılması,” Bursa II. Elektromekanik Sempozyumu, 1988, ss. 69–75.

[12] Metal Handbook, Heat Treating, 9th ed., Ohio, 1985.

[13] E. Nart ve ġ. Sert, “Ġndüksiyon ısıl yükleme ile bir çatlak etrafında oluĢan gerilmelerin modellenmesi,” 5. Uluslararası İleri Teknolojileri Sempozyumu (IATS

2009), 2009, ss. 1113-1119.

[14] T. SavaĢkan, Malzeme Bilgisi ve Muayenesi, Trabzon, Türkiye: Beta Basım, 1999, ss. 210–211.

[15] N. Mohan, T. M. Undeland, and W. P. Robbins, Power Electronics Converters,

Applications and Design, 2nd ed., New York, USA, John Wiley & Sons, 1995.

içeren bir indüksiyonlu ısıtma uygulaması,” Elektrik-Elektronik-Bilgisayar

Mühendisliği 10. Ulusal Kongresi, 1987, ss. 753–756.

[17] B. S. Sazak, “Design of a 500 W resonant induction heater,” Pamukkale

Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, ss. 871–878,

1999.

[18] C. S. Roberts, “Effect of carbon on the volume fractions and lattice,” Parameters of Retained Austenite and Martensite, Transactions AEME, pp. 203-204, 1953. [19] R. E. Magee and R. Davies, “On the volume expansion accompanying the F.C.C. to

B.C.C. transformation in ferrous alloys,” Açta Metallurgica, pp. 1031-1043, 1972. [20] A.B. ġengül, "Ġki farklı kontak basıncı altında AISI 1045 çeliğinin fretting

yorulması üzerinde indüksiyonla sertleĢtirmenin etkisi," Yüksek lisans tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Atatürk Üniversitesi, Erzurum, Türkiye, 2006.

[21] A.Tekin, Bofors El Kitabı, Ġstanbul, Türkiye: 1984, ss. 338-373.

[22] W. J. McQ. Rankine, “On the centrifugal force of rotating shafts,” Engineer, vol. 27, London, England, pp. 249, 1869.

[23] G. DeLaval, Diary sketches and notes from de laval memorial lectures, Lecture

Notes, Stockholm University, 1968.

[24] D. Robertson, "Whirling of a journal in a sleeve bearing," Philosophical Magazine, vol. 15, pp. 113-130, 1933.

[25] D. M. Smith, "The motion of a rotor carriedby a flexible shaft in flexible bearing,"Proceedings of the Royal Society, vol. 142, pp. 92-118, 1933.

[26] H. H. Jeffcott, "The lateral vibration of loaded shafts in the neighborhood of a whirling speed-the effect of want of balance, "Philosophical Magazine, vol. 37, pp. 304, 1919.

[27] B. L. Newkirk, "Shaft whipping," General Electric Review, vol. 27, pp. 169-178, 1924.

[28] A. L. Kimball, "Internal friction as a cause of shaft whirling, "Philosophical

Magazine, vol. 49, pp. 724-727, 1925.

[29] P. D. Mc Fadden and J. D. Smith, "Model for the vibration produced by a single point defect in a rolling element bearing, "Journal of Sound and Vibration, vol. 96, no. 1, pp. 69-82, 1984.

[30] M. Kam, "Kriyojenik iĢlem görmüĢ millerin dinamik davranıĢlarının deneysel analizi," Doktora tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Düzce Üniversitesi, Düzce, Türkiye, 2016.

[31] N. Aktürk, M. Uneeb and R. Gohar, "The effects of number of balls and preload on vibration associated with ball-bearings," Journalof Tribology, vol. 119, pp. 747- 753, 1997.

[32] H. Arslan, "ġaft-rulman sistemindeki bilyeli rulman hasarlarının titreĢim analizi motodu ile tespiti," Doktora tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Kırıkkale Üniversitesi, Kırıkkale, Türkiye, 2003.

[33] B. Uygun, "Rulmanlı yataklarda hata analizi," Yüksek lisans tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Ġstanbul Teknik Üniversitesi, Ġstanbul, Türkiye, 2006.

[34] S. H. Ghafari, F. Golnaraghi and W. Wang, "Condition monitoring of industrial fans," In 22nd Seminar on Machinery Vibration, 2004, pp. 27-29.

[35] H. Topak ve Ġ. Uzmay, "TitreĢim parametrelerinin dönen mekanik sistem dinamiğine etkilerinin araĢtırılması," Teknoloji Dergisi, c. 7, ss. 427-434, 2004. [36] S. Orhan, "Rulmanlarla yataklanmıĢ dinamik sistemlerin titreĢim analiziyle

kestirimci bakımı," Doktora tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Kırıkkale Üniversitesi, Kırıkkale, Türkiye, 2002.

[37] S. Orhan, H.Arslan, ve N Aktürk, "TitreĢim analiziyle rulman arızalarının belirlenmesi," Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 18, s. 2, ss. 39-48, 2003.

[38] M. F. Karahan, "TitreĢim analiziyle makinalarda arıza teĢhisi," Yüksek lisans tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Celal Bayar Üniversitesi, Manisa, Türkiye, 2005.

[39] C. K. Mechefske, Menhine condition monitoring and fault diagnostic, Ontario, Canada, Quens's University, 2005.

[40] T. Karaçay, "Açısal temaslı rulmanlarla yataklanmıĢ Ģaftların dinamiği ve rulman hatalarının deneysel analizi," Doktora tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi, Ankara, Türkiye, 2006.

[41] Y. Uysal, "Descle pompa milinin ve rotor gurubunun titreĢim ve kritik hız analizi," Yüksek lisans tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Zonguldak, Türkiye, 2006.

[42] R. Whalley and A. Abdul-Ameer, "Contoured shaft and rotor dynamics,"

Mechanism and Machine Theory, vol. 44, no. 4, pp. 772-783, 2009.

[43] A. Gündüz, J. T. Dreyer and R. Singh, "Effect of bearing preloads on the modal characteristics of a shaft-bearing assembly: Experiments on double row angular contact ball bearings," Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 31, pp. 176-195, 2012.

[44] K. B. Kumar, G. Diwakar and M. R. S. Satynarayana, " Determination of unbalance in rotating machine using vibration signature analysis," International journal of

Modern Engineering Research (IJMER), vol. 2, no. 5, pp. 3415-3421, 2012.

[45] A. D. Nemnbhard, J.K. Sinha and A. Yunusa-Kaltungo, "Experimental observations in the shaft orbits of relatively flexible machines with different rotor related faults," Measurement, vol. 75, pp. 320-337, 2015.

[46] S. Kılınç ve H. Saruhan, "Kaymalı ve yuvarlanmalı yataklarda mil kritik hız analizi," 6.Bakım Teknolojileri Kongresi ve Sergisi, 2013, ss. 209-218.

[47] H. Saruhan, S. Sarıdemir, A. Çiçek and I. Uygur, "Vibration analysis of rolling element bearings defects," Journal of Applied Research and Technology, vol. 12, no. 3, pp. 384-395, 2014.

[48] M. Kam, H. Saruhan ve F. Kara, "Isıl iĢlem görmüĢ millerin dinamik davranıĢlarının deneysel analizi," Düzce Üniversitesi İleri Teknoloji Bilimleri

Dergisi, c. 5, s. 1, ss. 80-90, 2016.

[49] M. Kam ve H. Saruhan, "Kriyojenik iĢlem görmüĢ millerin titreĢim analizi,"

1.Uluslararası Mühendislik Teknolojileri ve Uygulamalı Bilimler Konferansı (ICETAS), Afyon, Türkiye, 2016, ss. 1207-1213.

[50] B. Drobenko, O. Hachkevych and T. Kournyts'kyi, "A mathematical simulation of high temperature induction heating of electroconductive solids," International

Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 50, pp. 616-624, 2007.

[51] M. Kranjc, A. Zupanic, D. Miklavcic and T. Jarm, "Numerical analysis and thermographic investigation of induction heating," International Journal of Heat

and Mass Transfer, vol. 53, pp. 3585-3591, 2010.

[52] K. Sadeghipour, J. A. Dopkin, and K. Li, "A computer aided finite element/experimental analysisi of induction heating process of steel," Computer in

Industry, vol. 28, no. 3, pp. 195-205, 1996.

[53] A. Y. Balaganskii, and V. V. Ivanaiskii, "Modeling the process of induction surfacing of components with a variable cross section," Welding International, vol. 9, pp. 710-714, 2011.

[54] G. Doyon, V. Rudrev, and J. Maher, "Low d,stortion, high-quality induction hardening of crankshafts and camshafts," Advanced Materials and Process, vol. 1, pp. 17-19, 2013.

[55] K. Funatani, "Heat treatment of automotive components: current status and future trends," Transection Indian Institute Metals, vol. 57, no. 4, pp. 381-396, 2004. [56] A. Kohli and H. Sıngh, "Optimization of processing parameters in induction

hardening using response surface methodology," Indian Academy of Sciences, vol. 36, pp. 141-152, 2011.

[57] M. C. Kayacan and O. Çolak, "A fuzzy approach for induction hardening parameters selection," Materials and Design, vol. 25, pp. 155-161, 2004.

[58] Y. Totik, R. Sadeler, H. Altun and M. Gavgali, "The effects of induction hardening on wear properties of AISI 4140 steel in dry sliding conditions," Materials and

Design, vol. 23, pp. 25-30, 2003.

[59] T. J. Stich, J. K. Spoerre and T. Velasco, "The application neural networks to monitoring and control of an induction hardening process," Journal of Industrial

Technology, vol. 16, pp. 1-11, 2000.

[60] Y. Ge, R. Hu and Z. Zhang, "Optimization control of induction hardening process; qingtong shen mechatronics and automation," Proceedings of IEEE International

conferance on Mechatronics and Automation, 2006, pp. 1126-1130.

[61] W. C., Burnett, J. E., Cable, D. R., Corbet, J.P., "Tracing groundwater flow into surface water using natural 222 Rn. In Buddemeier, R.W. (Ed.)," Grounwater

Discharge in the Coastal Zone: Proceeding of an International Symposium, vol. 8,

1996, pp. 179.

[62] Totik Y., Sadeler R., Altun H., and Gavgali M., “The effects of induction hardening on wear properties of AISI 4140 steel in dry sliding conditions”

Materials and Design, pp. 25-30, 2002.

[63] Tekin E., “Ġndüksiyon yöntemiyle çeliklerin yüzeylerinin sertleĢtirilmesi,” Seminer

Notları, TülomsaĢ, 1991.

[64] Bertini L. and Fontanari, “Gain-scheduled control via filtered scheduling parameters,” Automatica, vol. 47, no. 8, pp. 1821–1826, 2011.

[65] H. Saruhan, "Design optimization of rotor-bearing system using genetic algorithms," Ph.D. dissertation, Department of Mechanical Engineering, University

of Kentucky, Lexington, USA, 2001.

[66] C. A. Roso, " Design optimization of rotor-bearing system for industrial turbomachinery application," Ph.D. dissertation, Department of Mechanical Engineering, University of Kentucky, Lexington, USA, 1997.

[67] R. F. Haimbaugh, "Practial induction heat treating," ASM International, vol. 5, pp. 3-5, 2001.

[68] S. A. Miller and D. C. Lagoudas, "Trends in the development of heat treatment technology," J. Metal Science and Heat Treatment, vol. 22, pp. 846-850, 1980. [69] F. Bodart, A. Patel, A. Sim and R. Weber, "Should optional properties be used in

conceptual modeling? a theory and three empirical tests," Information Systems

Research, vol. 12, pp. 383-405, 2001.

[70] M. C. Kayacan, "Design and construction of a set-up for induction hardening," M. Sc. thesis, Department of Mechanical Engineering, University of Gaziantep, Gaziantep, Turkey, 1991.

[71] S. D. Vetrivel, S. Dhanabal, and M. V. Raja, "Heat treatment of medium carbon steel and evaluation of micro hardness and wear resistance for automotive application," International Journal of Modern Engineering Research, vol. 5, pp. 2241-2250, 2015.

[72] Y. Favennec, V. Labbe, and F. Bay, "Induction heating processes optimization a general optimal control approach," Journal of Computational Physics, vol. 187, pp. 68-94, 2003.

[73] I. Magnabosco, P. Ferro, A. Tiziani, and F. Bonollo, "Induction heat treatment of a ISO C45 steel bar: experimental and numerical analysis," Computation Materials

Sciences, vol. 35, pp. 98-106, 2006.

[74] S. Zhu, Z. Wang, X. Qin, H. Mao and K. Gao,"Prediction of phase transformation and hardness distribution of AISI 1045 steel after spot continual induction hardening," ASM International, vol. 24, pp. 3919-3932, 2015.

[75] M. Kam, H. Saruhan,"Experimental analysis for stability of deep cryogenic treated shafts in defected rolling element bearings," International Academic Research

ÖZGEÇMİŞ

KİŞİSEL BİLGİLER

Adı Soyadı : Ufuk KABASAKALOĞLU Doğum Tarihi ve Yeri : 25.09.1983 DÜZCE

Yabancı Dili : Ġngilizce

E-posta : ufukkaba3@hotmail.com

ÖĞRENİM DURUMU

Derece Alan Okul/Üniversite Mezuniyet Yılı

Y.Lisans Makine Müh. Düzce Üniversitesi 2018

Lisans Makine Müh. Selçuk Üniversitesi 2008

Ön Lisans Makine Bölümü A.Ġ.B.Ü. 2003