Özel Tasarım Bir Bilyeli Değirmen Makinesine Ait Boyun Yataklarının Gerilme Analizi
Öz
Bilyeli değirmen makineleri farklı form ve boyutlardaki cevherlere istenilen form ve boyutun kazandırılmasında kullanılan cevher işleme/öğütme makineleridir. Bu tip bilyeli değirmenler malzeme işleme/öğütme işlemleri sürecinde yüksek statik ve dinamik yükler altında çalışmaktadırlar. Özellikle makineye ait mesnet yatakları yüksek yüzey gerilmelerine maruz kalmaktadır. Bu tip gerilmeler mesnet yatak yüzeyleri üzerinde plastik deformasyon ve yüzey yorulma aşınması (pitting) hasarlarına yol açabilmektedir. Bu hasarlar makinenin ürün işleme aşamalarında istenmeyen aksamalara, ürün ve işleme zamanı kayıplarına sebep olabilmektedir. Bu çalışmada boyun yatakları hasar almış özel tasarım örnek bir bilyeli değirmen ele alınmış ve tanımlanan gerçek çalışma koşulları göz önünde bulundurularak yataklar üzerinde yapısal hasara neden olan gerilme dağılımları incelenmiştir. Çalışmada tanımlanan statik ve tekrarlı yüklenme koşulları altında yatakların yüzey gerilme dağılımları sonlu elemanlar analizi kullanılarak bilgisayar ortamında simüle edilmiştir. Statik yüklenmede simülasyon sonuçlarına göre incelenen yatak yüzeylerinde ortaya çıkan maksimum eşdeğer gerilme (von-Mises) değeri 88.906 MPa ve maksimum deformasyon değeri 0.132 mm olarak elde edilmiştir. Elde edilen gerilme değeri ile yatak malzemesinin akma mukavemet değeri (250 MPa) karşılaştırıldığında, ana hasar sebebinin statik durumda oluşan gerilmelerden kaynaklı olmayabileceği değerlendirilmiştir. Yataklar üzerine ön yüklemeli genel değişken tekrarlı yükleme kabulü yapılarak yapılan yorulma hasar analizi değerlendirmesinde ise yatakların emniyetli çalışma katsayısının düşük çıkması (0.913 ve 0.629), hasarın dinamik çalışma koşullarında yüzey yorulma aşınması kaynaklı olabileceğini göstermiştir. Teknik analiz çıktılarına ek olarak, bu çalışma, makine elemanlarında oluşan hasarın incelenmesinde bilgisayar destekli simülasyon teknolojilerinin kullanılması üzerine gelecek araştırmalara katkı sağlayacak bir çalışma olarak yapılandırılmıştır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Monov V., Sokolov B., Stoenchev S., 2012. Grinding in Ball Mills: Modelling and Process Control, Cybernetics and Information Technologies v12: 51-52
- ANSYS Documentation, 2019. Release notes: Resolved Issues and Limitations. Release 19.1. Canonsburg, PA: ANSYS Inc.
- ANSYS Documentation, 2019. Release notes: Meshing. Release 19.1. Canonsburg, PA: ANSYS Inc.
- Chaush, Y., 2008. ANSYS Workbench ile Yorulma Analizi, Bitirme Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü. Ulaşılabilir URL (15.05.2019): http://ansys.deu.edu.tr/wp-content/uploads/cmdm/348/1450272307_Yorulma-WB.pdf
- Budynas R.G., Nisbett, J.K., 2015. Shigley's Mechanical Engineering Design (McGraw-Hill Series in Mechanical Engineering - 10th Edition), McGraw-Hill publication, ISBN 10: 9780073398204, p,1105
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Makine Mühendisliği
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yazarlar
H. Kürşat Çelik
*
0000-0001-8154-6993
Türkiye
Çağatay Çetinkaya
Bu kişi benim
0000-0002-4120-6940
Türkiye
Fatih Ak
Bu kişi benim
Türkiye
Ozan Özmen
Bu kişi benim
0000-0002-8287-5892
Türkiye
Yayımlanma Tarihi
30 Haziran 2020
Gönderilme Tarihi
17 Ekim 2019
Kabul Tarihi
28 Mayıs 2020
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2020 Cilt: 3 Sayı: 1