T.C.
DÜZCE ÜNĠVERSĠTESĠ
FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
ĠNDÜKSĠYONLA SERTLEġTĠRĠLMĠġ MĠLLERĠN DĠNAMĠK
DAVRANIġLARININ DENEYSEL ANALĠZĠ
Ufuk KABASAKALOĞLU
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
MAKĠNA MÜHENDĠSLĠĞĠ ANABĠLĠM DALI
DANIġMAN
PROF. DR. HAMĠT SARUHAN
T.C.
DÜZCE ÜNĠVERSĠTESĠ
FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
ĠNDÜKSĠYONLA SERTLEġTĠRĠLMĠġ MĠLLERĠN DĠNAMĠK
DAVRANIġLARININ DENEYSEL ANALĠZĠ
Ufuk KABASAKALOĞLU tarafından hazırlanan tez çalıĢması aĢağıdaki jüri tarafından Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü MAKĠNA MÜHENDĠSLĠĞĠ Anabilim Dalı’nda YÜKSEK LĠSANS
TEZĠ olarak kabul edilmiĢtir.
Tez DanıĢmanı
Prof. Dr. Hamit SARUHAN Düzce Üniversitesi
Jüri Üyeleri
Prof. Dr. Hamit SARUHAN
Düzce Üniversitesi _____________________ Yrd. Doç Dr. Fuat KARA
Düzce Üniversitesi _____________________
Yrd. Doç Dr. Gürcan ATAKÖK
Marmara Üniversitesi _____________________
BEYAN
Bu tez çalıĢmasının kendi çalıĢmam olduğunu, tezin planlanmasından yazımına kadar bütün aĢamalarda etik dıĢı davranıĢımın olmadığını, bu tezdeki bütün bilgileri akademik ve etik kurallar içinde elde ettiğimi, bu tez çalıĢmasıyla elde edilmeyen bütün bilgi ve yorumlara kaynak gösterdiğimi ve bu kaynakları da kaynaklar listesine aldığımı, yine bu tezin çalıĢılması ve yazımı sırasında patent ve telif haklarını ihlal edici bir davranıĢımın olmadığını beyan ederim.
01 ġubat 2018
TEġEKKÜR
Yüksek lisans öğrenimimde ve bu tezin hazırlanmasında gösterdiği her türlü destek ve yardımdan dolayı çok değerli hocam Prof. Dr. Hamit SARUHAN ’a en içten dileklerimle teĢekkür ederim.
Tez çalıĢmalarım boyunca katkılarını esirgemeyen Yrd. Doç. Dr. Fuat KARA, Öğr. Gör. Dr. Menderes KAM, Anadolu Rulman Ġmalat San. Ve Tic. A. ġ. Genel Müdürü Sn. Fatih TEPE’ye ve tüm personeline teĢekkür ederim.
Bu çalıĢma boyunca yardımlarını ve desteklerini esirgemeyen sevgili eĢim Betül KABASAKALOĞLU, oğlum Ali KABASAKALOĞLU’na sevgi ve saygılarımı sunarım.
ĠÇĠNDEKĠLER
Sayfa No
ġEKĠL LĠSTESĠ ... VII
ÇĠZELGE LĠSTESĠ ... IX
KISALTMALAR ... X
SĠMGELER ... XI
ÖZET ... XII
ABSTRACT ... XIII
1.
GĠRĠġ ... 1
1.1. ĠNDÜKSĠYON ISITMA MEKANĠZMASI ... 3
1.2. NÜFUZ DERĠNLĠĞĠ ... 4
1.3. ĠNDÜKSĠYONLA YÜZEY SERTLEġTĠRME ... 5
1.4. LĠTERATÜR ... 6
1.5. MĠL-YATAK SĠSTEMLERĠ ĠLE ĠLGĠLĠ YAPILAN ÇALIġMALAR ... 6
1.6. ĠNDÜKSĠYONLA SERTLEġTĠRME ĠLE ĠLGĠLĠ YAPILAN ÇALIġMALAR ... 8
2.
MATERYAL VE YÖNTEM ... 11
2.1. AISI 1045 MĠLLERE UYGULANAN ISIL ĠġLEM ... 12
2.2. DENEY SETĠ ... 14
3.
BULGULAR VE TARTIġMA ... 17
3.1. MĠLLERĠN DĠNAMĠK DAVRANIġLARIN DENEYSEL BULGULARI .. 17
3.1.1. Bode Grafikleri ... 18
3.1.2. Spektrum Grafikleri ... 24
3.1.3. ġelale Grafikleri ... 34
3.1.4. Yörünge (orbit) Grafikleri ... 41
3.1.5. Zamana Bağlı Genlik Değerleri (Time waveform) Grafikleri ... 48
4.
SONUÇLAR VE ÖNERĠLER ... 59
4.2. ÖNERĠLER ... 60
5.
KAYNAKLAR ... 61
ÖZGEÇMĠġ ... 66
ġEKĠL LĠSTESĠ
Sayfa No
ġekil 1.1. Ġndüksiyon akımı ile yüzey sertleĢtirme iĢleminin Ģematik gösterimi. ... 3
ġekil 1.2. Nüfus derinliğinin üstel olarak azalması ... 4
ġekil 2.1. AISI 1045 malzemeden imal edilen numune millerin boyutları. ... 13
ġekil 2.2.Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ mil sertlik derinliği ölçümü için dağlanmıĢ numuneler. ... 13
ġekil 2.3. Ġndüksiyonla sertleĢtirme iĢlemi. ... 13
ġekil 2.4. Deney düzeneği. ... 15
ġekil 2.5. Deney düzeneği ve dört kanalın Ģematik gösterimi. ... 16
ġekil 3.1. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin Bode grafikleri (SetA). ... 18
ġekil 3.2. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin Bode grafikleri (SetA devamı). ... 19
ġekil 3.3. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin Bode grafikleri (SetB). ... 20
ġekil 3.4. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin Bode grafikleri (SetB devamı). ... 21
ġekil 3.5. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin Bode grafikleri (SetC ). ... 22
ġekil 3.6. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin Bode grafikleri (SetC devamı). ... 23
ġekil 3.7. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin spectrum grafikleri (SetA). ... 25
ġekil 3.8. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin spectrum grafikleri (SetA devamı). ... 26
ġekil 3.9. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin spectrum grafikleri (SetA devamı). ... 27
ġekil 3.10. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin spectrum grafikleri (SetB). ... 28
ġekil 3.11. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin spectrum grafikleri (SetB devamı). .... 29
ġekil 3.12. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin spectrum grafikleri (SetB devamı). .... 30
ġekil 3.13. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin spectrum grafikleri (SetC). ... 31
ġekil 3.14. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin spectrum grafikleri (SetC devamı). .... 32
ġekil 3.15. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin spectrum grafikleri (SetC devamı). .... 33
ġekil 3.16. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin waterfall analiz grafikleri (SetA). ... 35
ġekil 3.17. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin waterfall analiz grafikleri ... 36
ġekil 3.18. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin waterfall analiz grafikleri (SetB). ... 37
ġekil 3.19. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin waterfall analiz grafikleri ... 38
ġekil 3.20. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin waterfall analiz grafikleri (SetC). ... 39
ġekil 3.21. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin waterfall analiz grafikleri ... 40
ġekil 3.22. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin orbit analiz grafikleri (SetA). ... 42
ġekil 3.23. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin orbit analiz grafikleri (SetA devamı). 43 ġekil 3.24. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin orbit analiz grafikleri (SetB). ... 44
ġekil 3.25. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin orbit analiz grafikleri (SetB devamı). . 45
ġekil 3.26. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin orbit analiz grafikleri (SetC). ... 46
ġekil 3.27. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin orbit analiz grafikleri (SetC devamı). . 47
ġekil 3.28. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin time waveform grafikleri (SetA). ... 49
ġekil 3.29. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin time waveform grafikleri (SetA devamı). ... 50
ġekil 3.30. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin time waveform grafikleri (SetA devamı). ... 51
ġekil 3.31. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin time waveform grafikleri (SetB). ... 52 ġekil 3.32. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin time waveform grafikleri (SetB devamı)
... 53 ġekil 3.33. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin time waveform grafikleri (SetC). ... 54 ġekil 3.34. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin time waveform grafikleri (SetC devamı). ... 55 ġekil 3.35. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin time waveform grafikleri (SetC devamı). ... 56
ÇĠZELGE LĠSTESĠ
Sayfa No
Çizelge 1.1. Frekansın nüfus derinliğine etkisi ... 5
Çizelge 2.1. AISI 1045 çeliğinin kimyasal bileĢimi. ... 12
Çizelge 2.2. Deney setleri. ... 14
Çizelge 3.1. Deney setleri için Ch1 maksimum titreĢim genlikleri. ... 57
KISALTMALAR
AISI American Iron and Steel Institute (Amerikan Demir Çelik Ensitüsü)
DAQ Data acquisition
RPM Revolution per minute (Dakikada dönme sayısı) SetA-00
SetA-10
SertleĢtirme yapılmayan mil (çap 16 mm)
SertleĢtirme yapılmayan diskli vidalı mil (çap 16 mm) SetA-01 0.5 mm Sertlik derinliğindeki mil (çap 16 mm)
SetA-11 SetA-02 SetA-12 SetA-03 SetA-13 SetB-00 SetB-10 SetB-01 SetB-11 SetB-02 SetB-12 SetB-03 SetB-13 SetC-00 SetC-10 SetC-01 SetC-11 SetC-02 SetC-12 SetC-03 SetC-13
0.5 mm Sertlik derinliğindeki diskli vidalı mil (çap 16 mm) 1.0 mm Sertlik derinliğindeki mil (çap 16 mm)
1.0 mm Sertlik derinliğindeki diskli vidalı mil (çap 16 mm) 1.5 mm Sertlik derinliğindeki mil (çap 16 mm)
1.5 mm Sertlik derinliğindeki diskli vidalı mil (çap 16 mm) SertleĢtirme yapılmayan mil (çap 20 mm)
SertleĢtirme yapılmayan diskli vidalı mil (çap 20 mm) 0.5 mm Sertlik derinliğindeki mil (çap 20 mm)
0.5 mm Sertlik derinliğindeki diskli vidalı mil (çap 20 mm) 1.0 mm Sertlik derinliğindeki mil (çap 20 mm)
1.0 mm Sertlik derinliğindeki diskli vidalı mil (çap 20 mm) 1.5 mm Sertlik derinliğindeki mil (çap 20 mm)
1.5 mm Sertlik derinliğindeki diskli vidalı mil (çap 20 mm) SertleĢtirme yapılmayan mil (çap 30 mm)
SertleĢtirme yapılmayan diskli vidalı mil (çap 30 mm) 0.5 mm Sertlik derinliğindeki mil (çap 30 mm)
0.5 mm Sertlik derinliğindeki diskli vidalı mil (çap 30 mm) 1.0 mm Sertlik derinliğindeki mil (çap 30 mm)
1.0 mm Sertlik derinliğindeki diskli vidalı mil (çap 30 mm) 1.5 mm Sertlik derinliğindeki mil (çap 30 mm)
SĠMGELER
Al Alüminyum C Karbon Cr Krom Fe Demir g Yerçekimi ivmesi (m/s2) G Ġletkenlik (Siemens) gr Kütle (Gram) HP Beygir gücü (HP) HRC Rockwell sertliği kg Kütle (Kilogram) kHz Kilohertz m Uzunluk (Metre) mil 0.0254 mm mm Uzunluk (Milimetre) Mn Mangan MPa Megapascal N Azot P FosforP Güç (Elektrik akımı için) (Watt)
Si Silisyum
µm Mikron
Öz Ġletkenlik (Siemens/metre)
Direnç (Ohm)
ÖZET
ĠNDÜKSĠYONLA SERTLEġTĠRĠLMĠġ MĠLLERĠN DĠNAMĠK DAVRANIġLARININ DENEYSEL ANALĠZĠ
Ufuk KABASAKALOĞLU Düzce Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi
DanıĢman: Prof. Dr. Hamit SARUHAN ġubat 2018, 65 sayfa
Günümüzde kullanılan mekanik sistemler aĢırı yük ve yüksek hız gibi birçok ağır koĢullar altında çalıĢmaktadır. Bu sistemlerden beklenen en önemli özellik bu çalıĢma koĢullarına rağmen sorunsuz olarak çalıĢmalarıdır. Bu durum sistemde kullanılan makine elemanlarının malzemelerinin uygun seçilmiĢ olmasıyla mümkündür. Bu nedenle günümüzde malzemelerin en uygun Ģekilde kullanılabilmesi için çalıĢmalar yapılmaktadır. Bu çalıĢmanın ana amacı dönerek çalıĢan makine sistemlerinde yaygın olarak kullanılan millerin dinamik davranıĢlarının hem indüksiyonla sertleĢtirilmiĢ hem de sertleĢtirme iĢlemi görmemiĢ millerin durumlarını analiz etmektir. Ġndüksiyonla sertleĢtirme iĢlemi son yıllarda metallerin özelliklerini iyileĢtirmek için kullanılan geleneksel bir ısıl iĢlemdir. Bu çalıĢmada endüstride yaygın kullanım alanına sahip AISI 1045 malzemeden 16 mm, 20 mm ve 30 mm çaplarında imal edilmiĢ miller kullanılmıĢtır. Bu millerin her birine indüksiyonla sertleĢtirilme iĢlemi uygulayarak 0,5 mm, 1,0 mm ve 1,5 mm sertlik derinliği verilmiĢtir. Miller yuvarlanmalı yatak ile desteklenmiĢ ve mil üzerine dengesiz yük oluĢturmak için disk takılmıĢtır. Deneyler, farklı yükleme Ģartları altında disk üzerine vida takılmıĢ ve vida takılmamıĢ olarak iki Ģekilde gerçekleĢtirilmiĢtir. Farklı çap ve sertleĢtirme derinliklerine sahip dönen millerin dinamik davranıĢ durumlarını dönen makine sistemleri üzerinde etkisi deneysel olarak incelenerek analiz edilmiĢ sonuçlar karĢılaĢtırılmıĢtır. Sonuçlarda indüksiyonla sertleĢtirilmiĢ özellikle 20 mm çap ve 1,0 mm sertlik derinliğine sahip millerin dinamik davranıĢlarında sertleĢtirme yapılmayan millere göre önemli farklılıklar olduğu görülmüĢtür. Bu millerin daha az rezonansa girdiği, daha az salınım yaptığı ve buna bağlı olarak daha kararlı olduğu gözlemlenmiĢtir.
Anahtar sözcükler: AISI 1045, Dinamik davranıĢ, Ġndüksiyonla sertleĢtirme, TitreĢim
ABSTRACT
EXPERIMENTAL ANALYSIS OF DYNAMIC BEHAVIORS OF INDUCTION HARDENED SHAFTS
Ufuk KABASAKALOĞLU Düzce University
Graduate School of Natural and Applied Sciences, Department of Mechanical Engineering
Master Thesis
Supervisor: Prof. Dr. Hamit SARUHAN February 2018, 65 pages
Rotating shafts have many critical roles in the rotating machineries. The performance of any rotating machinery is very dependent on vibrations generated by the rotating shafts. The selection of the rotating shaft material is very important to meet the enormous demand of industrial users on the capability of vibration resistance of rotating machinery. Recent requirements for using of rotating shaft have heightened the need for materials used. Heat treatment of material has received much attention over the last few decades.The research to date has tended to focus on material properties for resistance and strength rather than dynamic behavior. The main objective of the present study is to experimentally investigate the role of induction surface hardening which is one of the most commonly used types of heat treatments on AISI 1045 steel dynamic behavior. Heat treatable AISI 1045 steel is among the most widely used in all industrial applications requiring more resistance and strength. It has received much attention over the last several decades due to its usage for rotating shafts, axels, crankshaft, and spindles. Induction surface hardening is used to sustain the service life by increasing the surface hardness and vibration reliability of material. Since induction hardened surface depth plays a very important part in stability of rotating shaft, three different hardened surface depths (0.5 mm, 1.0 mm, and 1.5 mm) are utilized. The results showed that the hardened surface depth of 1.0 mm surprisingly and positively affects the dynamic behavior of the rotating shaft compare to the hardened surface depths of 0.5 and 1.5 mm.
1. GĠRĠġ
Miller hareketli makine sistemlerinin en önemli elamanlarındandır. Hareket iletimi esnasında yüksek hızlarda dönen bu elemanların dinamik davranıĢlar, sistemin kararlı çalıĢabilmesi için son derece önemlidir. ÇalıĢma esnasında milin çalıĢma hızı ile kritik hızı çakıĢır ya da kritik hızına yaklaĢması durumunda sistemde tınlaĢım (rezonans) meydana gelecektir. Rezonans ile birlikte sistemde aĢırı titreĢimler oluĢur ve milin mekanik enerjisini artırır. Artan bu mekanik enerji sönümlenemez ise milden dolayı sistem hasar görür. Millerin dinamik davranıĢlarının bilinmesi sistemlerin kararlı çalıĢması için önemlidir.
Genellikle miller ıslah çeliklerinden imal edilmektedir. Yeterli seviyede sertlik elde edilebilmesi için, ıslah çelikleri diğerlerine nispeten yüksek karbon içerirler. Bu özelliklerinden dolayı farklı ısıl iĢlem yöntemleriyle sertleĢtirilip kullanılırlar.
Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ ve hassas taĢlanmıĢ miller endüstrinin birçok alanında, özellikle otomotiv sektöründe kullanılmaktadır. Millerden istenilen, yükleri taĢımalarının yanı sıra sorunsuz bir Ģekilde çalıĢma ömürlerini tamamlamalarıdır. Ġndüksiyonla ısıtma, elektriksel kondüktörlerin oluĢturdukları manyetik alan içerisine yerleĢtirilmiĢ metalik malzemelerde indüklenen akım ile ısı oluĢturulmasıdır. Malzeme ile kondüktörler arasında herhangi bir temas bulunmamaktadır. Akım indükleme prensibi Micheal Faraday 1800‟lü yıllardaki keĢfiyle baĢlamıĢtır [1]. 1800‟lü yıllarda indüksiyonla ısıtma iĢlemi için gerekli güç kaynaklarının olmamasından dolayı Faraday‟ın teorik prensipleri pratiğe dönüĢtürülememiĢtir [2]. Ġndüksiyon ile ilgili ilk patent Ġngiltere de 1897 yılında Ferranti tarafından alındı [3]. Ticari anlamda ilk olarak 1900 yılında Ġsveç‟in Gysimge„de Kjellin tarafından kurulan 73 kW gücünde 80 kg ağırlığındaki bir çeliği eritme kapasiteli tesis olmuĢtur [4]. 1906 yılında Almanya‟nın Essen Ģehrinde Röchling Roden Hauser tarafından kurulan 750 kW güçlü ve 5 Hz frekans‟da çalıĢan indüksiyon ocağı geliĢtirilmiĢtir. 1900‟lü yılların baĢında Ġsviçre Ġtalya ve Fransa gibi geliĢmiĢ ülkeler orta frekans bölgesinde eritme iĢlemi için indüksiyon fırınları kullanmıĢlardır [5]. Bununla birlikte reaktif gücün meydana
getirdiği kompanzasyon sorununu gidermek için kondansatörlerin kullanılması gerekliliği meydana gelmiĢtir [3]. 1916 yılında Ajax Metal Company çalıĢanı Dr. G.H.Clamer, Leeds ve Northrup‟tan elektrik enerjisi ile ısı enerjisi elde edilmek konusunda temel prensiplerle herhangi bir yanlıĢlığın bulunup, bulunmadığının araĢtırılması gerçekleĢtirmiĢtir [6]. Dr. Northrup konuyla ilgili çalıĢmaları sonucunda olumlu olarak görünen tek yöntemin yüksek frekanslı indüklenmiĢ akımlarla ısıtma yöntemleri olduğunu belirtmiĢtir. ġebeke frekansında daha yüksek bir frekans ile çalıĢmada karĢılaĢılan en büyük problem kompanzasyon kondansatörlerinin meydana getirdiği sorunlar olmuĢtur. General Electric firmasının üretmiĢ olduğu kâğıt kondansatör ile bu sorun çözülmüĢ ve Ģebeke frekans değerlerinin üzerinde çalıĢma olanakları artmıĢtır. Ġlk orta frekans eritme ocağı 1927 yılında Sheffielde „de Electrik Furnace Company tarafından gerçekleĢtirilmiĢtir [7]. Bu olaydan sonra fırınların sayısı artmaya ve kullanımı yaygınlaĢmaya baĢlamıĢtır. Fırınlarında çoğalmasından sonra paslanmaz çelik üretimi, metallerin iĢlenmesi ve özel alaĢım hazırlanmasında kullanımı yaygınlaĢmaya baĢlamıĢtır [5].
Ġkinci dünya savaĢından sonra otomotiv endüstrisinin geliĢimi elektromanyetik indüksiyon ile ısıl iĢlemin önemini arttırmıĢ, daha farklı uygulamalar için çalıĢmalar hızlandırılmıĢ ve yüzey sertleĢtirme iĢlemleri için radyo frekanslarında ısıtıcılar geliĢtirilmiĢtir [8]. Sertlik derinliği etkisiyle kontrol edilebilir iĢlem derinliği, kayıpların diğer sistemlere göre az oluĢu bantta seri üretim için uygulama kolaylıkları, yüzey sertleĢtirme iĢlemlerinde elektromanyetik indüksiyon ile ısıtma yönteminin kullanılmasını yaygınlaĢtırmıĢtır [9]. Ġndüksiyon cihazının ilk yaygınlaĢmaya baĢladığı dönemde yatırım maliyetleri diğer sistemlere göre daha pahalı olduğu bilinmektedir. Özellikle orta frekans aralığındaki ısıtıcıların hem ilk kurulum hem de periyodik bakım giderleri açısından yüksek maliyeti vardır [10]. 1966 yılından itibaren yarıiletken güç sistemlerinin geliĢtirilmesi ile indüksiyon için yeni bir devir baĢlamıĢtır. Bu devirde son zamanlarda kaydedilen en önemli geliĢme değiĢen frekanslı indüksiyon ocakları olmuĢtur. Dolayısıyla bu alandaki çalıĢmalar günümüzde oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır [11].
Ġndüksiyonla serleĢtirme iĢlemi, sementasyon ile elde edilemeyen uygun çekirdek özellikleri, yüksek sertlik derinliği gibi özelliklerin elde edilebilmesi amacıyla kullanılmaktadır. Yüksek torkla çalıĢması sebebiyle fazla serlik verilemeyen millerin
aĢınma dayanımı gerektiren kısımlarının indüksiyonla sertleĢtirilmesi örnek olarak verilebilir. Islah çeliklerin tamamı indüksiyonla sertleĢtirebilir olmasına rağmen %0,30-0,70 arası karbon içeren indüksiyonla sertleĢebilen çeliklerin yapı özellikleri daha iyidir [12].
1.1. ĠNDÜKSĠYON ISITMA MEKANĠZMASI
Ġndüksiyonla ısıtma, parçanın yüzeyinde oluĢan alternatif manyetik alanın eddy akımlarını ve histerizis kayıplarını parçada indüklenmesi ile ısı oluĢturan bir yöntemdir. Alternatif manyetik alan, iĢ parçası etrafını çevreleyen veya iĢ parçasına paralel olarak tutulan, üzerinden alternatif akım geçen indüksiyon bobini tarafından oluĢturulur [13]. Ġndüksiyon akımı ile yüzey sertleĢtirme iĢleminin Ģematik gösterimi ġekil 1.1‟de verilmiĢtir. ġekil 1.1‟de görüldüğü gibi bakır indüksiyon bobininden geçen yüksek frekanslı alternatif akım iĢ parçasının yüzeyine yakın bir bölgeden geçerek bir elektrik alanı oluĢturur.
ġekil 1.1. Ġndüksiyon akımı ile yüzey sertleĢtirme iĢleminin Ģematik gösterimi. Bobinlerden yüksek frekanslı alternatif akım geçirilerek, yüksek frekanslı bir manyetik alan oluĢturulur. OluĢan yüksek frekanslı akımlar, iĢ parçası yüzeyinde hareket ederler. ĠĢ parçası bu akımlara karĢı gösterdiği direnç nedeniyle ısınma sağlanır. Su püskürtücüler sayesinde ısınan parça aniden soğuma iĢlemine tabi tutulur. Böylece iĢ parçasının iç kısmı ısıtılmadan yüzey sertleĢtirme iĢlemi uygulanmıĢ olur [14].
1.2. NÜFUZ DERĠNLĠĞĠ
Malzeme üzerinde oluĢan akımların iĢ parçası yüzeyinden itibaren ulaĢabileceği derinliğe kadar olan kısım nüfus derinliği olarak tanımlanır. Ġndüksiyonla ısıtmada önemli bir büyüklük olarak malzeme cinsine, kalınlığına ve amaca göre uygun frekansın belirlenmesini sağlayan nüfuz derinliği, akım yoğunluğu değerine bağlı olarak değiĢmektedir [15].
(1.1)
Nüfus derinliği (m) Özgül direnç (Ω. m) Frekans (Hz)
Bağıl manyetik geçirgenlik (A/m)
Denklem 1.1‟de görüldüğü gibi frekansın artması nüfus derinliğini azaltıyor. Dolayısıyla akım parçanın en dıĢ yüzeyine dağılır [16]. Nüfus derinliğinin malzemenin bağıl manyetik geçirgenliği, µr ve özgül direnç, ρ değerlerine bağlı olduğundan iĢ parçasında istenilen nüfus derinliği elde etmek için bu değerler önemli etkenlerdir [17].
ġekil 1.2‟de görüldüğü gibi iĢ parçasının dıĢ cidarında akım yoğunluğu maksimumdur. ĠĢ parçasının merkezine doğru gidildikçe etkisi azaldığı görülür [17]. ĠĢ parçasını kalınlığı k ile gösterilmiĢtir.
Denklem 1.1‟de görüldüğü gibi nüfus derinliğine frekansın etkisi büyüktür. Genellikle seçilen frekans; 10.000 – 500.000 Hz değerleri arasındadır. Çizelge 1.1‟de frekansın nüfus derinliğine etkisi verilmiĢtir [14]. Bu çalıĢmada kullanılan frekanslar 500.000 ve 1.000.000 Hz dir.
Çizelge 1.1. Frekansın nüfus derinliğine etkisi [14].
Frekans (Hz) Elektrik enerji Derinliği (mm) Nüfus Derinliği (mm) 1000 1.5 4.60-8.90 3000 0.90 3.80-5.10 10000 0.50 2.50-3.80 120000 0.15 1.50-2.50 500000 0.08 1.0-2.0 1000000 0.05 0.25-0.75
1.3. ĠNDÜKSĠYONLA YÜZEY SERTLEġTĠRME
Ġndüksiyonla yüzey sertleĢtirme, indüksiyon bobini tarafından üretilen ısı enerjisini çelik yüzeyinin hızlı bir Ģekilde östenit fazında tavlanmasını sağlar. Akabinde gelen soğutma sıvısı vasıtasıyla hızlı soğutarak östenit fazındaki tavlanmıĢ bölgenin martenzite dönüĢmesi sağlanır [18]. OluĢan gerilmeleri ve bununla ilgili çatlamayı önlemek için 50-60 C sıcaklıktaki su, tuz ya da yağ banyosu kullanılabilir. SertleĢtirmeden sonra, gerilmeleri gidermek ve artık osteniti kübik martenzite dönüĢtürmek için, 150-200 C sıcaklığında meneviĢleme yapılabilir [19]. Malzeme üzerindeki sert tabaka derinliği tavlama iĢlemi gerçekleĢtirilen indüksiyon bobininin ilerleme hızına göre de değiĢir. Ġlerleme hızı yüksek olursa nüfus derinlik az, ilerleme hızı düĢük olursa nüfus derinliği fazla olmaktadır [8]. Ġndüksiyon iĢlemi ile sertleĢtirmede malzeme seçiminde sınıflandırma yapılmalıdır. DüĢük karbon miktarına
sahip olan malzeme, difüzyonla sertleĢtirme yönteminde ulaĢabilen yüksek sertlik değerlerine ulaĢılamamaktadır. Malzemede yüksek karbon miktarı çeliklerin sertleĢtirme iĢleminde ise çatlama tehlikesi oluĢabilmektedir [20]. Dolayısıyla indüksiyonla sertleĢtirme iĢleminde kullanılacak çelikler genellikle %0.40 – 0.75 karbon içermelidir [8]. Bu çalıĢmada kullanılan malzeme %0.48 karbon içermektedir.
Ġndüksiyon ile yüzey sertleĢtirme iĢleminde alternatif akım yük sargısı, ısıtılacak yüzeyi sarar. Malzemeyi saran su soğutmalı bakır indüksiyon bobinlerinin içerisinden yüksek frekanslı alternatif akım geçirilerek, yüksek frekanslı manyetik alan oluĢturulur. Yüksek frekanslı akım metalin yüzeyinde hareket etmeye baĢlar ve metalin bu akımlara karĢı gösterdiği dirençten ötürü malzeme yüzeyi ısınır. Bu olayda elektrik doğrudan parçaya nüfus etmez, parçayı saran yük sargısı olan bobine verilir. Böylece indüksiyon iĢlemi ile parçanın yüzeyinde elektrik akımı meydana gelir ve birkaç saniye içinde sertleĢme ısısına ulaĢılır [21].
1.4. LĠTERATÜR
AISI 1045 malzemesinden üretilen ve farklı indüksiyon derinliğine sahip millerin dinamik davranıĢları üzerine literatürde bilinebildiği kadar çalıĢma yapılmadığı görülmüĢtür. Bu bölümde mil-yatak sistemleri ve indüksiyonla sertleĢtirme ile ilgili yapılan çalıĢmalar sunulmuĢtur.
1.5. MĠL-YATAK SĠSTEMLERĠ ĠLE ĠLGĠLĠ YAPILAN ÇALIġMALAR
Literatürde Rankine mil-yatak sistemleri ile ilgili ilk önemli çalıĢmayı yapmıĢtır [22]. De Laval millerin kritik hız seviyelerinde çalıĢmalar yapmıĢtır [23], Robertson ve Smith mil sistemlerinin kararlılıkları ile ilgili çalıĢmaları yapmıĢlardır [24], [25], Jefcott Millerin sönümleme kullanarak kararlılık üzerine çalıĢmalar yapmıĢtır [26]. Newkirk ve Kimball hesaplamalarında sabit yatakların iç sürtünmelerini de göz önünde bulundurarak çalıĢmalar yapmıĢlardır [27], [28]. McFadden ve Smith titreĢim karakteristikleri üzerine çok sayıda çalıĢmalar yapmıĢlardır [29]. Kam kriyojenik ısıl iĢlem görmüĢ millerin dinamik davranıĢlarının deneysel analizini yapmıĢtır [30].
yuvarlanmalı yatak ile desteklenmiĢ bir mil–yatak sisteminde eksenel ve radyal titreĢimleri incelemek için matematiksel modelini oluĢturmuĢtur [31].
Arslan ve arkadaĢları sağlam ve kusurlu durumdaki açısal temaslı bilyeli yatakların titreĢimini incelemek üzere mil-yatak sistem modelini oluĢturmuĢ ve simülasyon programını kullanarak yatak elemanları çalıĢma yüzeylerindeki bölgesel kusurların mil ve bilyelerin titreĢimine olan etkisini araĢtırmıĢtır [32]. Elde ettiği sonuçları daha önceki çalıĢmalarla karĢılaĢtırdıklarında göreceli olarak uyum içinde olduğunu görmüĢtür. Uygun dört farklı durumdaki yataklardan titreĢim sinyalleri alarak elde ettiği sonuçları teorik model ile karĢılaĢtırmıĢ ve yorumlamıĢtır [33]. Kritik frekansları belirleyerek yataklardan titreĢim sinyalleri oluĢturduğu teorik model ile karĢılaĢtırmıĢtır.
Ghafari ve arkadaĢları endüstriyel fanlarda titreĢim ve durum analizleri yaparak fanlarda oluĢabilecek balans, tınlaĢım ve mil sorunlarını incelemiĢtir [34]. Taplak ve Uzmay dönen mekanik sistemlerin dinamik davranıĢlarının analizlerini meydana getirmek için bir düz bağlantılı mil sistemi imal ederek, çeĢitli iĢletme Ģartları için sistem ve titreĢim parametreleri yönünden araĢtırmıĢtır [35].
Orhan doktora tez çalıĢmasında dönen makine elemanlarında titreĢim analizi kullanarak kestirimci bakım uygulamaları gerçekleĢtirmiĢtir [36]. Orhan ve arkadaĢları titreĢim analizi ile yatak arızlarının belirlenmesini incelemiĢ ve motor iç yatağından periyodik titreĢim ölçümleri kaydederek titreĢim analizlerini gerçekleĢtirmiĢtir [37].
Karahan ve Mechefske yapmıĢ oldukları çalıĢmalarda endüstride yaygın olarak kullanılan makinelerde titreĢim analizi ile makinelerde oluĢabilecek arıza teĢhisini analiz etmiĢlerdir [38], [39]. Karaçay açısal temaslı yataklarla desteklenmiĢ millerin dinamiği ve yatak kusurlarının deneysel analizini gerçekleĢtirmiĢtir [40].
Uysal yapmıĢ olduğu çalıĢmada pompa mili ve makine elemanlarının titreĢim analizlerini yaparak, teorik ve deneysel olarak bu elemanların frekanslarını tespit etmiĢ ve sonuçları karĢılaĢtırmıĢtır [41]. Whalley ve Abdul-Ameer bir mil-yatak sisteminin rezonanslarını, dönme frekanslarını ve kritik hızını hesaplamıĢtır [42].
Gündüz ve arkadaĢları mil-yatak sisteminin özelliklerine göre ön yük taĢıyan rolünü incelemiĢtir [43].
Kumar ve arkadaĢları dönen makine sistemlerinde dengesizlik arızası için hazırladıkları bir mil üzerinde, mil dengesizlik durumunda ve normal durumda iken beĢ farklı mil dönme hızında çalıĢtırılarak deneysel çalıĢma yapmıĢtır [44]. Yüksek titreĢim değerlerine neden olan etkenleri belirlemek için spektrum ve fan analizleri yaparak karĢılaĢtırmıĢtır.
Nembhard ve arkadaĢları mil ile ilgili hatalar için mil yörünge (orbit) üzerinde deneysel çalıĢma yapmıĢ ve çalıĢma ile pratik mil arıza teĢhisi için önemli sonuçların yanı sıra görülen mil arızaları ile ilgili analitik çalıĢmalara katkı sağlamıĢtır [45].
Kılınç ve Saruhan yuvarlanmalı yataklarda oluĢan dinamik davranıĢ analizlerini kritik hızlar yönünden deneysel olarak incelemiĢlerdir [46]. Yuvarlanmalı yataklar, üç yük düzeyleri ile farklı mil dönme hızları altında test etmiĢlerdir. Her üç yük düzeyi için yuvarlanmalı yatakların titreĢim sinyallerini ivmeölçerler ile elde ettiği verileri karĢılaĢtırmıĢlardır. Saruhan ve arkadaĢları yuvarlanmalı yatak kusurlarını titreĢim analizi ile incelemiĢtir [47]. ÇalıĢmalarında normal ve kusurlu yataklar iki yük düzeyi ile farklı mil dönme hızları altında test etmiĢtir. Deneysel çalıĢma esnasında toplanan verileri analiz etmiĢ ve ayrıntılı olarak incelemiĢtir.
Kam ve arkadaĢları ısıl iĢlem görmüĢ millerin dinamik davranıĢlarını deneysel olarak incelemiĢ ve ısıl iĢlemsiz miller ile ısıl iĢlem görmüĢ millerin titreĢim verilerini karĢılaĢtırdığında, ısıl iĢlem görmüĢ millerin daha iyi sonuçlar verdiğini görmüĢtür [48]. Kam ve Saruhan kriyojenik iĢlem görmüĢ millerin dinamik davranıĢlarını deneysel olarak incelemiĢtir [49], [75].
1.6. ĠNDÜKSĠYONLA SERTLEġTĠRME ĠLE ĠLGĠLĠ YAPILAN ÇALIġMALAR
Drobenko ve arkadaĢları çelik bir silindirin, indüksiyonla ısıtılmasında matematiksel bir simülasyon yapılarak iĢlem parametrelerini, malzeme özelliklerinin sıcaklığa bağımlılığı ile tanımlamıĢtır [50].
Kranjc ve arkadaĢları indüksiyon ısıtma iĢlemini nümerik ve deneysel olarak incelenmiĢtir. Silindirik Ģekilli çelik parçasının, farklı ısıtma parametreleri ile ısıtılmıĢtır [51]. Elektromanyetik ve termofiziksel olaylar sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak çözülmüĢtür. Sıcaklığa bağımlı ve bağımsız çelik malzeme özelliklerinin, simülasyon sonuçları üzerindeki etkileri değerlendirilmiĢtir. Aynı zamanda simülasyon sonuçları,
termografik bir algoritma kullanarak deneysel ölçümler ile karĢılaĢtırılmıĢtır. Uyumlu deneysel ve nümerik sonuçlar elde edilmiĢtir.
Sadeghipour ve arkadaĢları bir çeliğin yüksek frekansta indüksiyonla ısıtma sürecini deneysel ve nümerik olarak araĢtırmıĢlardır [52]. Yaptıkları çalıĢmada ısıtma sırasında yüksek frekans kullanımı (40-200 kHz), karmaĢık bir döngü sağladığı için nümerik analizlerden faydalanılmıĢtır. Ġndüksiyonla ısıtmada manyetik ve termal döngüler hesaplanmıĢtır. Manyetik ve termal özelliklere ısıtma süresinin etkisi incelenmiĢtir. Nümerik modellerden penetrasyon derinlikleri ve sıcaklık dağılımları hesaplanmıĢ ve tartıĢılmıĢtır.
Balaganskii ve arkadaĢları bileĢenlerin indüksiyon yüzey süreci modellenmiĢ ve yüzey bileĢenlerinin sürecinin geliĢtirilmesi için kullanılan matematiksel bir modeli tanımlamıĢlardır [53].
Doyon ve arkadaĢları bir parçada üretilen ısının miktarının azaltılmasının ve kuvvet uygulamadan tekdüze ısıtmanın yapılmasının indüksiyon sertleĢmesi sırasında parça distorsiyonunun kontrolünde uzun bir yol olduğunu gözlemlemiĢtir [54].
Funatani otomotiv endüstrisi ile ilgili gelecekteki teknolojik imkanlar dâhil olmak üzere ısıl iĢlem ve yüzey modifikasyon teknolojilerinin seçilmiĢ yönlerini incelemiĢtir [55]. Kohli ve arkadaĢları AISI 1040 çeliğinin indüksiyon sertleĢtirmesi sırasında proses parametrelerinin optimum değerlerini bulmak için etkili bir tepki yüzeyi metodolojisi prosedürü araĢtırmıĢtır [56]. Ġndüksiyonla sertleĢen AISI 1040 çeliğinin aĢınma direnci, indüksiyon sertleĢtirme iĢlemi için optimum parametre değerlerini seçerek büyük ölçüde geliĢtirmiĢtir.
1980'lerden beri, yüksek frekanslı indüksiyon kullanılarak çeliklerin yüzey sertleĢtirilme (katılaĢma) iĢlemleri, havacılık ve otomobil mühendisliğinde kullanılan parçaların performansını ve ömrünü artırmak için giderek artan uygulamalar yapılmaktadır.
Kayacan ve arkadaĢları sargı bobini ve bobin malzemesi arasında bir mesafe, soğuma süresi, uygulanan güç ve frekans parametrelerini etkilediğini tespit etmiĢtir [57].
Totik ve arkadaĢları AISI 4140 çeliğini ısıtma sıcaklığı ve süresi gibi proses parametrelerine bağlı olarak indüksiyonla sertleĢtirme iĢlemi uygulamıĢ malzemenin aĢınma özelliğinin iyileĢtirme ile ilgili çalıĢmalar yapmıĢtır [58].
Stich ve arkadaĢları indüksiyon sertleĢtirme iĢleminde besleme hızı, sargı bobini, numune arasındaki boĢluk, söndürme mesafesi ve parçanın sıcaklığı gibi parametreleri göz önüne alarak çalıĢmalar yapmıĢtır [59]. AraĢtırmasında geliĢtirilen metodolojiyi kullanarak süreçte önemli bir iyileĢme elde edilmiĢtir.
Ge ve arkadaĢları güç beslemesinin gerilim, akım kontrolü, ısıtma zamanı kontrolü ve tarama indüksiyon sertleĢmesi için kısmi hız kontrolü gibi sertleĢme parametrelerinin iliĢkilerini analizlerini sunmuĢtur [60].
Bilinebildiği kadar literatürde indüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin dinamik davranıĢları ile ilgili çalıĢma yapılmamıĢtır. Bu çalıĢmanın amacı, dönerek çalıĢan makine sistemlerinde yaygın olarak kullanılan millerin dinamik davranıĢlarının hem indüksiyonla sertleĢtirilmiĢ hem de sertleĢme iĢlemi görmemiĢ durumunu deneysel olarak analiz etmek ve sonuçları karĢılaĢtırmaktır.
2. MATERYAL VE YÖNTEM
Ġndüksiyonla sertleĢtirme yöntemi geleneksel olarak malzemeyi ya tam ısıtarak iĢlemek veya alaĢımlı çeliğin oldukça yüksek gerilmeye maruz bölgesinin yerel sertliğini yükseltmek için uygulanır. Bu ısıtma yöntemi malzeme yüzeyine çok yakın bir pozisyonda duran indüksiyon bobiniyle hızla ısıtılır. Yüzeyde oluĢan östenit fazındaki bölgeye hızlı bir Ģekilde su verilir. Isıtma manyetik alanın sebep olduğu kayıp girdap akımları tarafından gerçekleĢtirilir. Manyetik alan, bobine alternatif akım uygulanmasıyla elde edilir. Bu ısıtma iĢleminde amaç, malzemenin yüzeyinde östenit bölgesi oluĢturarak su verme yoluyla martenzitik yapı elde etmektir [61]. Bu sürecin ardından gerekirse malzemenin tokluğunu yükseltmek amacıyla temperleme iĢlemi yapılabilir. Ġndüksiyonla sertleĢtirme, iĢlem parametrelerine bağlı olarak malzemenin aĢınma direncini arttırmakta, sürtünme katsayısını düĢürmektedir [62].
Ġndüksiyonla yüzeyleri sertleĢtirilen çeliklerin büyük bir kısmını, karbon çelikleri oluĢturmaktadır. Çeliklerde indüksiyonla sertleĢtirmenin, diğer sertleĢtirme yöntemlerine göre en önemli üstünlüğü, alaĢım elementlerinin gerekli olmamasıdır. Yani diğer sertleĢtirme yöntemlerinde iyi bir yüzey sertliği için, bazı alaĢım elementlerinin ilave edilmesi gereklidir. Bu yöntemde alaĢım elementleri katılmaksızın da yüksek sertlik değerlerine ulaĢılabilir [63].
Ġndüksiyonla sertleĢtirmede, çelik seçimi yapılırken dikkat edilecek en önemli etkenler, karbon ve mangan içeriğidir. Karbon içeriği istenilen sertliğe göre seçilmelidir. Ġstenilen sertliği sağlayacak karbon miktarından daha fazla karbon miktarı seçilirse, hem gerekli tokluk ve süneklik sağlanmaz hem de su verme çatlaklarının oluĢma olasılığı artar [20]. Su verme çatlaklarının oluĢumu, ulaĢılan sertleĢtirme sıcaklığı, oluĢturulan yüzey sertliği ve sertleĢtirilen tabaka kalınlığı gibi faktörlere bağlıdır. Özellikle sertleĢtirilen tabaka kalınlığı fazla ise, basma gerilmeleri yerine çekme gerilmeleri ortaya çıkar [63]. SertleĢmiĢ tabakada aĢırı kalınlık, yüksek östenit sıcaklığına çıkılırsa veya yüksek sertleĢmeye elveriĢli çelikler kullanılırsa ortaya çıkar. Kullanılan çeliklerde karbon içeriği gerekenden fazla ise, su verme çatlaklarının oluĢmasına neden olur [64].
Ġndüksiyonla sertleĢtirmede kullanılan çeliklerin ilk yapısı, içerisindeki alaĢım elementleri ve östenitleme sıcaklıkları, sertleĢtirmeden sonra elde edilecek sertlik
değerini ve oluĢacak yapıyı doğrudan etkiler [12].
Bu çalıĢmada indüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin dinamik davranıĢlarını incelemek amacıyla deney düzeneği oluĢturulmuĢtur. AISI 1045 çelik malzemeden 16, 20 ve 30 mm çapında üç farklı milin her biri 0,0, 0,5, 1,0, 1,5mm sertlik derinliğine sahip olacak Ģekilde 3 adet deney serisi hazırlanmıĢtır.
2.1. AISI 1045 MĠLLERE UYGULANAN ISIL ĠġLEM
AISI 1045 çelik mil malzemesi endüstrinin birçok farklı alanında özellikle otomotiv sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Islah çelikleri içerdikleri yüksek oranda karbon miktarından dolayı karbon çelikleri olarak adlandırılırlar. SertleĢebilmeleri içerdikleri karbon miktarına paralel olarak artarken toklukları ise karbon miktarıyla ters orantılıdır. Çizelge 2.1‟de AISI 1045 çelik malzemenin kimyasal bileĢimi verilmiĢtir.
Çizelge 2.1. AISI 1045 çeliğinin kimyasal bileĢimi. Kimyasal kompozisyon (Ağırlıkça %)
C Si Mn P Cr S Mo Ni
AISI 1045 0.48 0.25 0.60 0.019 0.19 0.03 0.03 0.12 Endüstri de yaygın olarak kullanım alanına sahip olan AISI 1045 çelik malzeme, içerdiği alaĢım elementleri sayesinde üstün yüzey sertleĢebilirlik özelliğine sahip olmasından dolayı bu çalıĢmada kullanılmıĢtır. ġekil 2.1‟de AISI 1045 çeliği malzemeden imal edilen numune millerin teknik resmi verilmiĢtir. ġekil 2.2‟de Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ mil sertlik derinliği ölçümü için dağlanmıĢ numuneler verilmiĢtir.
ġekil 2.1. AISI 1045 malzemeden imal edilen numune millerin boyutları.
ġekil 2.2.Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ mil sertlik derinliği ölçümü için dağlanmıĢ numuneler.
Deney için üç farklı çapta mil torna tezgâhında hazırlanmıĢtır. Daha sonra ġekil 2.3‟de görüldüğü gibi indüksiyonla sertleĢtirme tezgâhında elektrik akım ve numunenin ilerleme hız parametrelerini değiĢtirerek üç farklı sertlik derinliği elde edilmiĢtir. Son olarak puntasız taĢlama tezgâhında taĢlayarak millerin hassas çapa getirilmesi sağlanmıĢtır.
2.2. DENEY SETĠ
Bu çalıĢmada makine ve otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılan AISI 1045 çeliğinden imal edilen 16, 20 ve 30 mm çapında ve 320 mm uzunluğundaki miller deney için hazırlanmıĢtır. Her bir çap serisinden dört tane mil hazırlanmıĢtır (sertlik derinliği 0.0, 0.5, 1.0 ve 1.5mm). Deneysel çalıĢmalar için milin üzerinde bulunan disk (ġekil 2.6‟da 13 numaralı) üzerine sisteme dengesizlik oluĢturması için vida takılarak 12 adet set ve diske vida takılmadan 12 adet set oluĢturularak toplamda 24 adet çalıĢma seti (SetA-00, SetA-01, SetA-02, SetA-03, SetA-10, SetA-11, SetA-12, SetA-13, SetB-00, SetB-01, SetB-02, SetB-03, SetB-10, SetB-11, SetB-12, SetB-13, SetC-00, SetC-01, SetC-02, SetC-03, SetC-10, SetC-11, SetC-12 ve SetC-13) oluĢturulmuĢtur. Setlerin ayrıntılı bilgisi Çizelge 2.1‟de verilmiĢtir. ġekil 2.4„te deney düzeneği ve ġekil 2.5‟te deney düzeneği Ģematik gösterimi verilmiĢtir. Çizelge 2.2‟de Deney setleri verilmiĢtir.
Çizelge 2.2. Deney setleri. Mil Çapı
(mm) Disk
Sertlik Derinliği (mm)
0.0 0.5 1.0 1.5
16
Vidasız SetA-00 SetA-01 SetA-02 SetA-03 Vidalı SetA-10 SetA-11 SetA-12 SetA-13 20
Vidasız SetB-00 SetB-01 SetB-02 SetB-03 Vidalı SetB-10 SetB-11 SetB-12 SetB-13 30
Vidasız SetC-00 SetC-01 SetC-02 SetC-03 Vidalı SetC-10 SetC-11 SetC-12 SetC-13
Deney verileri, VibraQuest yazılımı ve donanım sistemi kullanılarak toplanmıĢtır. Veri toplama sistemi titreĢim sinyalleri için tasarlanmıĢ bir yüksek bant geniĢliği amplifikatörüne sahiptir.
Deney setinde yuvarlanmalı yatakların yatay ve dikey yönde (x ve y) titreĢimini ölçmek için dört adet ivmeölçer (Ch1, Ch2, Ch3 ve Ch4) kullanılmıĢ ve yuvarlanmalı yatakların yuvasına 90 derece açı ile monte edilmiĢtir. Veriler PCB Piezotronics 608A11 model ivmeölçerlerin yardımıyla toplanmıĢ ve bilgisayar ortamına aktarılmıĢtır. Kullanılan ivmeölçerler 10 kHz maksimum frekans duyarlılığına sahiptirler. Sistemde kullanılan DAQ (Data Acquisition) kartı titreĢim verilerini almak için dört, dönme hızı için ise bir kanala sahiptir. DAQ kanalları, motora yakın taraftaki yuvarlanmalı yatak için Ch1, Ch2 olarak dikey ve yatay yönde yuvaya takılmıĢ iken motordan uzak taraftaki yatak için Ch3 ve Ch4 olarak sırasıyla dikey ve yatay yönde monte edilmiĢtir. Tüm kanallar eĢ zamanlı çalıĢabilmektedir.
Mil çalıĢma hızı 10 Hz (600dev/dak), 20 Hz (1200dev/dak), 30 Hz (1800dev/dak), 40 Hz (2400dev/dak) ve 50 Hz (3000dev/dak) için titreĢim verileri toplanmıĢ ve bilgisayar ortamına aktarılmıĢtır. Millerin yer değiĢtirme verilerini ölçmek için ise dikey ve yatay yönde olmak üzere 2 adet deplasman ölçer (eddy proxy probe) kullanılmıĢtır. Deplasman ölçerler dikey yönde (Ch1) ve yatay yönde (Ch2) deplasman ölçer aparatına takılmıĢtır.
3. BULGULAR VE TARTIġMA
3.1. MĠLLERĠN DĠNAMĠK DAVRANIġLARIN DENEYSEL BULGULARI
Mil-yatak sistemlerinden ivme ölçerler ve deplasman ölçerler ile elde edilen veriler bilgisayar ortamına aktarılmıĢ ve grafik olarak sunulmuĢtur. Bu veriler; bode grafikleri, Ģelale (waterfall) grafikleri, yörünge (orbit) grafikleri, spektrum grafikleri ve time waveform (zamana bağlı genlik değerleri) grafikleri olarak verilmiĢtir.
Deney setinde ivme ölçerler (Ch1, Ch2, Ch3 ve Ch4) ve deplasman ölçerler (Ch1 ve Ch2) vasıtasıyla millerin dönme hızları 10 Hz (600 dev/dk - 600 rpm(revolutions per minute)), 20 Hz (1200 dev/dk), 30 Hz (1800 dev/dk), 40 Hz (2400 dev/dk) ve 50 Hz (3000 dev/dk) için veriler elde edilmiĢtir. 10 Hz ve 20 Hz için elde edilen değerler, 30 Hz, 40 Hz ve 50 Hz için elde edilen değerlere kıyasla önem arz etmediğinden sunulmamıĢtır. En kritik verilerin toplandığı mil dönme hızı 50 Hz olduğundan dolayı kıyaslama bu hız değeri ile elde edilen veriler için yapılmıĢtır.
Spektrum titreĢim verileri; bir grafikte dört kanal olmak üzere alttan yukarıya doğru Ch1, Ch2, Ch3 ve Ch4 kanalları mil çalıĢma hızı 30, 40 ve 50 Hz için sunulmuĢtur. Dikey (Ch1, Ch3) ve yatay (Ch2, Ch4) yönde olmak üzere spektrum verileri alınmıĢtır. Millerin deplasmanı (yer değiĢtirme) için düĢey (Ch1) ve yatay (Ch2) doğrultuda mil çalıĢma hızlarının (0 dev/dk) den (3000 dev/dk)‟e hızlanarak tekrar durması esnasında titreĢim verileri alınmıĢtır. Yörünge (orbit) analizi ile düĢey (Ch1) ve yatay (Ch2) doğrultuda millerin eksen çizgisinin hareketi yörüngesel olarak grafiği elde edilmiĢtir. Yörünge üzerindeki nokta milin salınım dalgasının baĢlangıç noktası olarak alınmıĢtır. Bunun yanı sıra zamana bağlı davranıĢı görmek için time waveform grafikleri hazırlanmıĢtır.
3.1.1. Bode Grafikleri
Millerin kritik devrinin belirlenmesi için ġekil 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 ve 3.6‟da Bode grafikleri verilmiĢtir. Miller için düĢey yönde (Ch1) ve yatay yönde (Ch2) çalıĢma hızlarının durma (0 dev/dk) den maksimum hız (3000 dev/dk) noktasına gelmesi sırasında yakalanan titreĢim spektrumları alınmıĢtır. Bode grafiklerinde setler için en yüksek titreĢim genliğinin görüldüğü noktada devir kritik durumu belirlenmiĢtir. SetB-02 ve SetB-12 millerinin diğer set millerine göre titreĢim genliği daha düĢük değerlerde olduğu görülmüĢtür.
3.1.2. Spektrum Grafikleri
ġekil 3.7, 3.8, 3.9, 3.10, 3.11, 3.12, 3.13, 3.14 ve ġekil 3.15‟de grafiklerde spektrum verileri sunulmuĢ alttan sırasıyla Ch1, Ch2, Ch3 ve Ch4 olmak üzere çalıĢma hızı 50 Hz için verilmiĢtir. En yüksek titreĢim genlik değerlerinin görüldüğü mil çalıĢma hızı 50 Hz‟de olduğu için kıyaslama referansı olarak alınmıĢtır.
TitreĢim genliğinin Ģiddeti deplasman, hız ve ivme ile belirlenebilmektedir. Genel olarak 10 Hz aralığındaki titreĢimler için deplasman, 10 – 1000 Hz aralığında hız değerleri kullanılmaktadır. Yüksek frekans aralığında ivme değerleri deplasman ve hız değerlerine göre daha uygun değerler vermektedir. ÇalıĢmada 5000 Hz aralığındaki titreĢim ölçümü yapılmıĢtır. Dolayısıyla ivme titreĢimin genliği olarak alınmıĢtır. ġekillerde millerin çalıĢma hızı 30 Hz, 40 Hz ve 50 Hz için titreĢim spektrumu verilmiĢtir. Mil çalıĢma hızı 50 Hz (3000 dev/dk) için tepe değerlerinin yüksek olduğu görülmektedir. SetB-02 ve SetB-12 için daha düĢük genlikli frekans bileĢenleri görüldüğü ve diğer millere göre belirgin bir Ģekilde kararlı olduğu görülmüĢtür.
3.1.3. ġelale Grafikleri
ġelale grafikleri, belirli bir zaman süresince toplanan sinyallerin bir gösterimidir.
Deplasman ölçer sensörleri ile miller için elde edilen Ģelale titreĢim spektrumları verilmiĢtir. Miller için düĢey yönde (Ch1) ve yatay yönde (Ch2) çalıĢma hızlarının durma (0 dev/dk) noktasından maksimum hız (3000 dev/dk) yükselerek tekrar durma noktasına gelmesi sırasında yakalanan titreĢim spektrumları sunulmuĢtur.
ġekil 3.16, 3.17, 3.18, 3.19, 3.20 ve 3.21‟de grafiklerde yatay (Ch1) ve düĢey (Ch2) doğrultuda veriler sunulmuĢtur.
Elde edilen bulgular karĢılaĢtırıldığında SetB-02 ve SetC-01 milleri diğer millere göre daha az rezonansa girdiği ve daha kararlı olduğu görülmüĢtür.
ġekil 3.17. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin waterfall analiz grafikleri (SetA devamı).
ġekil 3.19. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin waterfall analiz grafikleri (SetB devamı).
ġekil 3.21. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin waterfall analiz grafikleri (SetC devamı).
3.1.4. Yörünge (orbit) Grafikleri
Yörünge grafikleri, dönen milin eksen çizgisinin etkin hareket miktarını gösterir.
ġekil 3.22, 3.23, 3.24, 3.25, 3.26 ve 3.27‟de miller için yörünge analizi ile düĢey (Ch 1) ve yatay (Ch 2) doğrultudaki mil eksen çizgisinin hareketi yörüngesel olarak verilmiĢtir. Yörünge üzerindeki nokta milin salınım dalgasının baĢlangıç noktası olarak belirlenmiĢtir.
Noktadan baĢlayarak yukarıya doğru çıkılması titreĢim bileĢenlerinin pozitif, aĢağıya doğru inilmesi negatif, sağ tarafa doğru pozitif ve sol tarafa doğru negatif olarak elde edilmesini gösterir.
Elde edilen sonuçlara göre SetB-02 ve SetB-12 millerinin izlemiĢ olduğu yörüngeler diğer millerin hareket görüngelerine göre daha az salınım yaptığı görülmektedir.
3.1.5. Zamana Bağlı Genlik Değerleri (Time waveform) Grafikleri
Zaman dalga grafikleri ile frekans spektrumunda görülmeyen sinyaller hakkında bilgi alınabilmektedir. TitreĢimin zaman formu grafiğinde titreĢimin belirli bir zaman dilimindeki kısımlar görüntülenebilir, böylece sistemdeki hareket durumlarından ortaya çıkan sinyaller arasındaki iliĢki incelenmiĢ olur.
ġekil 3.28, 3.29, 3.30, 3.31, 3.33, 3.34, 3.35 ve 4.36‟de zamana bağlı genlik değerleri grafiklerinde dikey (Ch 1) ve yatay doğrultuda (Ch 2) elde edilen zamana bağlı genlik dalgaları verilmiĢtir.
Grafiklerde 0.64 saniye içinde oluĢan periyodik seyreden titreĢimlerin genlikleri görülmektedir.
Zamana bağlı genlik değerleri grafiklerinden elde edilen bulguları değerlendirdiğimizde SetB-02 ve SetB-12 milleri diğer yataklardan en düĢük genlik değerlerine sahip oldukları sonucuna varılmıĢtır.
ġekil 3.29. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin time waveform grafikleri (SetA devamı).
ġekil 3.30. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin time waveform grafikleri (SetA devamı).
ġekil 3.34. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin time waveform grafikleri (SetC devamı).
ġekil 3.35. Ġndüksiyonla sertleĢtirilmiĢ millerin time waveform grafikleri (SetC devamı).
Çizelge 3.1 ve 3.2‟de tüm setler için bode eğri sonuçları verilmiĢtir. (1 mil = 0.0254 mm).
Çizelge 3.1. Deney setleri için Ch1 maksimum titreĢim genlikleri.
Mil Çapı
(mm) Disk
Sertlik Derinliği (mm)
0.0 0.5 1.0 1.5
Maksimum titreĢim genliği (mil)
16 Vidasız 0.131 0.222 0.126 0.210 Vidalı 0.129 0.162 0.124 0.213 20 Vidasız 0.103 0.077 0.045 0.097 Vidalı 0.103 0.077 0.046 0.096 30 Vidasız 0.043 0.070 0.054 0.084 Vidalı 0.049 0.067 0.056 0.081
Çizelge 3.2. Deney setleri için Ch2 maksimum titreĢim genlikleri.
Mil Çapı
(mm) Disk
Sertlik Derinliği (mm)
0.0 0.5 1.0 1.5
Maksimum titreĢim genliği (mil) 16 Vidasız 0.099 0.172 0.094 0.169 Vidalı 0.101 0.105 0.096 0.169 20 Vidasız 0.093 0.098 0.034 0.078 Vidalı 0.094 0.039 0.035 0.078 30 Vidasız 0.061 0.074 0.053 0.078 Vidalı 0.059 0.072 0.055 0.069
Çizelge 3.1 ve 3.2‟de deney sonuçlarından 20 mm çapında ve 1 mm yüzey sertlik derinliğindeki milin diğer millere göre titreĢim genliği daha düĢük değerde olduğu ve daha az salınım yaptığı görülmüĢtür. Bunun nedeni milin bu durumunda malzemenin kazandığı sönümleme kapasitesinin etkisinin olduğu tahmin edilmektedir. Genel olarak bütün testler göz önüne alındığında 30 mm çapındaki milin bütün sertlik derinliği (0.0, 0.5, 1.0 ve 1.5 mm) için titreĢim değerlerin diğer mil çapları için elde edilen değerlere göre belirgin Ģekilde daha az değiĢken olduğu gözlemlenmiĢtir.
4. SONUÇLAR VE ÖNERĠLER
4.1. 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.
