Aşınma cihazı tasarımı, imalatı ve ray çeliğinde uygulanması

Abstract

Bu tez çalışmasında, bir aşınma test cihazı tasarlanarak imal edilmiştir. Ayrıca, imal edilen cihaz ray çeliğinin aşınma davranışı incelenerek uygulamaya tabi tutulmuştur. Masa tipi ve fonksiyonel bir cihaz olması dizaynın temelini oluşturmuştur. Bu amaçla tahrik edilen numune silindir olmak kaydıyla, karşı numune silindir, pim veya blok olabilecek şekilde dizayn edilmiştir. Farklı numune boyutlarında, iki numunenin aynı eksende olabilmesi için üst numune tutucu yatay eksende hareket edebilmektedir. Üst silindirik numunenin alt silindirik numuneye tam düz basabilmesi için üst numune tutucu kendi ekseni etrafında dönebilmektedir. Ayrıca, cihaz 0-1400 dev/dak. arasında hıza sahiptir ve 10 ile 100 N aralığında yük uygulanabilmektedir. Cihaz istenilen çevrim sayısında otomatik olarak durdurulabilmektedir. Cihazda, 40 mm çapında ve 10 mm genişliğindeki ray çeliği numunenin paslanmaz çelik rulman'a karşı 50N ve 75N yükler altındaki kuru yuvarlanma-kayma aşınma deneyi gerçekleştirilmiştir. Düşük çevrimlerde, yükün düşük olması aşınma hızını artırırken, belirli bir çevrim sayısından sonra yükün aşınma hızına çok bariz bir etkisinin olmadığı gözlemlenmiştir. Aşınma numunelerinin aşınma yüzeyi, yuvarlanma yönü ve yuvarlanma yönüne dik kesitlerdeki SEM incelemeleri yapılmıştır. İki silindir arasında oluşan arayüzey basıncı ve yuvarlanmanın etkisiyle plastik deformasyonun olduğu ve aşınmanın adezyon türünde gerçekleştiği sonucuna ulaşılmıştır. Anahtar Kelimeler: Aşınma Deney Cihazı, Ray Çeliği, Yuvarlanma- Kayma Aşınması

In this study, a general purpose wear testing device, designed for desktop applications, was manufactured and used to investigate the wear behavior of the rail steel. The device can also be used for pin on cylinder and block on cylinder type wear testing. Upper sample holder can horizontally be moved and turned around its axis. Different loads between 10 N and 100 N can be applied. The device can be run in the range 0 to 1400 rpm and automatically stopped at any number of cycles needed. In experiments, rail steel samples of 40 mm diameter and 10 mm width were tested against stainless steel bearing. Tests were performed for 50N and 75 N loads in dry rolling-sliding conditions. In the beginning of the experiment, wear rate of the sample loaded with 75 N appeared to be lower than that of 50 N. SEM investigations were carried out on different parts of worn samples. It was observed that plastic deformation occurs on the worn surface due to interface pressure acting between the two cylinders and sliding effect. It may also be concluded that adhesion type wear occurs. Key Words: Wear Testing Device, Rail Steel, Rolling-Sliding Wear