Yürek mekanizmalarında aşınma ve elastohidrodinamik yağlama

Abstract

Dinamik sistemler için ömür tahmini tasarımcılar açısından teknik ve ekonomik sebeplerden dolayı oldukça önemlidir. Eş çalışan yüzeylerin aşınması da ürün ömrünü etkileyen kritik bir faktördür. Aşınmanın kendisi kesinlikle sıradan bir olay olmasına rağmen aşınma teorisi ve mekanizması sistemin malzeme özelliklerini, çalışma şartlarını (yük, hız, v.s.), değme geometrisini, yüzey pürüzlüğünü ve çevresel faktörleri (yağlama, sıcaklık, v.s.) kapsayan çok kompleks bir olgudur. Ancak bu kadar çok bileşeni bir matematik model üzerinde ele almak mümkün değildir. Literatürde, yürek yüzeyinde sadece yay kuvvetinin sebep olduğu aşınmayı modelleme çalışmaları mevcuttur.Bu çalışmada, yürek mekanizmasını etkileyen yay ve izleyicinin ivmelenmesinden doğan atalet kuvvetleri de göz önüne alınarak bir matematik modelleme çalışması yapılmıştır.Archard'ın aşınma denklemi mevcut duruma adapte edilmiş ve kuru şartlarda aşınma derinliğini kuvvet ve zaman değişkenine bağlı olarak verebilen bir matematik model kurulmuştur. Aynı mevcut şartlar için deneysel çalışmalar PTFE malzemeye sahip yürek profili için yapılmış ve aşınan yürek profilinin farklı açılarındaki aşınma derinliği CMM yardımıyla belirlenmiştir. Deneysel olarak belirlenen sonuçlar matematik modelin ortaya koyduğu teorik verilerle karşılaştırılmış ve modelin güvenilir olduğu görülmüştür.Aynı çalışmalar pirinç malzemeden imal edilen yürek profili için de uygulanmış ve güvenilir bir model olduğu burada da görülmüştür. Daha sonra aynı çalışmanın yağlı şartlarda yapılması durumunda ortaya çıkacak olan elastohidrodinamik yağlama durumuna göre kuvvet bileşenin film kalınlığı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Muhtelif elastohidrodinamik rejimler için elde edilmiş olan film kalınlığı bağıntıları incelenmiş, bu bağıntılardaki sabit kuvvet varsayımı yerine bu çalışmadaki değişken kuvvet göz önüne alınarak film kalınlıkları tahmin edilmeye çalışılmıştır.Bu tez çalışmasındaki yaklaşım bir yüreğin kullanım ömrü boyunca ortaya çıkabilecek aşınma derinliğini önceden tahmin etme özelliğine sahiptir.