Mikro kanallı radyal kaymalı yataklarda statik ve dinamik yük altında sürtünme davranışının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, düz kayma yüzeyli motor yataklarına yatağın çevresel yönünde, enine yönünde ve balık sırtı formunda hassas bir şekilde mikron boyutunda kanallar açılmıştır. Elde edilen mikro kanallı yataklar ile düz kayma yüzeyli yataklar statik yüklü radyal kaymalı yatak deney düzeneğinde farklı yük ve hızlarda denenmiştir. Yatakların sürtünme davranışım gösteren Stribeck eğrileri ve sürtünme momenti değişimleri deneysel olarak elde edilmiştir. İmal edilen mikro kanallı yataklara ve düz kayma yüzeyli yataklara dinamik yüklü radyal kaymalı yatak deney düzeneğinde dört faklı dinamik yük örneği uygulanmıştır. Uygulanan tüm yüklerin yatay, düşey eksenlerdeki bileşenleri ve polar yük diyagramları deneysel olarak belirlenmiştir. Geliştirilen sürtünme kuvveti ölçme sistemi yardımıyla uygulanan her bir yatak yükü etkisinde mikro kanallı ve düz kayma yüzeyli test yataklarında meydana gelen sürtünme kuvveti değişimleri kaydedilmiştir. Nümerik hesaplamalar KissSOFT, Ricardo ORBİT ve Shaffrath'ın geliştirdiği hesap yöntemine dayanan radyal kaymalı yatak hesabı yapan programlar kullanılmıştır. İmal edilen mikro kanallı yataklar ile düz kayma yüzeyli yataklar statik ve dinamik yüklü radyal kaymalı yatak deney düzeneklerinde aynı şartlarda denenmiştir. Deneysel ve nümerik bulgular karşılaştırıldığında sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Ayrıca deneysel veriler kullamlarak hesaplanan yağ film basınçları, mil merkezinin çizdiği yörüngeler, sürtünme katsayıları ve sürtünme kuvvetleri grafikleri çizilerek karşdaştalmışor. Buna göre sürtünme katsayısı ve sürtünme kuvveti açısından inceleme yapıldığında en yüksek sürtünme değerlerinin enine kanallı yatakta daha sonra balık sırü kanallı, çevresel kanallı ve kanalsız yatakta olduğu görülmüştür.Anahtar Kelimeler : Statik ve Dinamik Yüklü Kaymalı Yatak, Mikro Kanallı Yatak, Mil Yörüngesi, Sürtünme Katsayısı, Sürtünme Kuvveti

The Investigation of the Friction Behaviour of the Micro Grooved Journal Bearings Under Static and Dynamic Loading Conditions In this study, micro grooves have been formed precisely on the journal bearing surfaces at the circumferential and transverse directions and herringbone pattern. Micro- grooved and non-micro grooved bearings have been tested in the bearing test rig at different load and speeds. The Stribeck Curves which demonstrate friction behaviour of journal bearings and friction torque have been determined experimentally. Micro grooved and non-micro grooved journal bearings have been tested in a test rig under four different dynamic loadings. The vertical and horizontal compenents of the loading applied and polar load diagrams have been determined experimentally. The variation of the friction force of bearings have been measured by using a newly developed friction force measurement system. The numerical calculations on the radial journal bearings has been done by using three different software, namely KissSOFT, Ricardo ORBIT and Shaffrath. The statically and dynamically loaded micro grooved and non-microgrooved bearings have been tested under the same experimental conditions. It was found that the experimental and theoretical results are in good agreement with each other. In addition to that the calculated oil film pressures, the journal bearing orbits and the friction coefficients have been determined by using experimental data. It was found that the maximum value for coefficient of friction and hence friction force are obtained from transverse micro grooved bearings. On the other hand, minimum friction was observed on the non grooved bearings. The herringbone, circumferential and non grooved bearings were provided those of values in descending order.Key Words : Statically and Dynamically Loaded Journal Bearing, Micro Grooved Bearing, Journal Bearing Orbit, Friction Coefficient, Friction Force