A qualitative machine health assessment by running quality index

Abstract

Mekanik parçalar zamana ve kullanım şartlarına bağlı olarak sınırlı bir ömre sahiptirler. Dış görünüşü aynı olan iki parçanın, farklı yaşta olmaları, ömürleri boyunca farklı yüklemeler görmeleri nedeniyle performansları aynı olmayacaktır. Bu çalışmada kullanıcının kullanımı sonucu ortaya çıkan, mekanik parçayı başarısızlığa götüren risk unsurunun tanımlanmasında yardımcı olacak yeni bir metot önerilmiştir.Değişken Kalite Endeksinin kodlaması Matlab programı ile yapılmıştır. Geliştirilmiş olan endeks, mekanik parça veya bölümün tüm performans geçmişini tek bir sayı ile özetlemektedir. Kalite endeksine kuvvet ve toplam devir etkilerini simule etmek amaci ile şaft test düzeneği dizayn edilmiştir. Birçok farklı yüklemeye, devir sayılarına ve sıcaklık etkilerine maruz kalan St-37 çelik malzemelere çekme deneyi uygulanarak Değişken Kalite Endeksi hesaplanmıştır.Deneysel sonuçlar artan devir veya yük tekrarları ile örnek numunelerde kalan yaşam süresinin azaldığını göstermiştir. Geliştirilmiş olan kalite endeksi daha çok tekrarlı yüke veya devire maruz kalan malzemeler için daha yüksek risk değerleri ile sonuçlanmıştır.

Mechanical components have limited life which is strongly related to the usage rate and operational conditions. Two parts could appear similar but actually not have the similar performances, because they had different usage rate, age, applied force and etc. during their life cycles. In this thesis, a new method that help to define the failure risk of mechanical components after customer utilization. The coding of Running Quality Index was performed in MATLAB program. The developed index summarizes all performance history of mechanical component/or part into a single number. A shaft test rig was designed to simulate force and number of cycle effects on the quality index. Tensile tests were conducted on St-37 steel samples exposed to varying forces, number of cycles and heat treatment to calculate Running Quality Index. The experimental results showed that increasing total number of cycles or repeated forces decreased the remaining life of samples. The developed quality index resulted in more risk penalty points for increasing number of cycles and repeated forces.