Krank Kasnağında Kullanılan Kauçuk Bileşenin Hızlandırılmış Test Yaklaşımı İle Yorulma Ömrünün Tahmin Edilmesi

Yıl 2022, , 32 - 41, 30.04.2022

Cihangir Kaplan , Ömer Faruk Ünal Cem Güleç

https://doi.org/10.46740/alku.1020448

Öz

Kauçuk, otomotiv endüstrisinin başta olmak üzere birçok mühendislik uygulamasında titreşim sönümleyicisi olarak kullanılmaktadır. İçten yanmalı motorlarda burulma titreşimini sönümlemek için kullanılan krank kasnağının en önemli bileşeni kauçuktur. Bu kauçuk bileşenin yardımıyla krank kasnakları ayarlandığı burulma frekansında burulma titreşim genliğini düşürmektedir. Böylece krank mili ömür dayanımı arttırmaktadır. Krank kasnağının görevini uzun ömürlü bir şekilde gerçekleştirmesi için kauçuk dayanım ömrü oldukça önemlidir. Otomotiv endüstrisinde oluşturulan regülasyonlara göre krank kasnağı dinamik dayanım ömrü yaklaşık 10-20 milyon çevrimdir. Bu çalışmada krank kasnağında kullanılan kauçuk bileşeninin dinamik dayanım ömrü hızlandırılmış test yaklaşımıyla burulma doğal frekansına bağlı olarak belirlenmiştir. Seçilen bir krank kasnağının birinci atalet kütlesinin kauçuk formu referans alınıp özgün bir kauçuk numunesi üretilmiştir. Bu kauçuk numunesi, krank kasnağında oluşan burulma titreşimini simüle edebilmek için kendi doğal frekansında ve belirlenmiş genliklerde kaymaya maruz bırakılmıştır. Bunun için özel bir krank biyel test sistemi tasarlanmış ve testler bu sistemde gerçekleştirilmiştir. Son olarak genlik ve frekansa bağlı ömür tahminleri deneysel verilerden yararlanarak oluşturulmuştur. Oluşturulan tahmin modelin çalışma performansı tartışılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Krank Kasnağı, Kauçuk, Hızlandırılmış Test, Kauçuk Ömür Tahmini

Kaynakça

• Referans1 Homik, W., 2011. Damping of torsional vibrations of ship engine crankshafts-general selection methods of viscous vibration damper. Polish Maritime Research, 18(3), 43-47.
• Referans2 Silva, C. A. F., Manin, L., Rinaldi, R. G., Besnier, E., & Remond, D., 2019. Dynamics of Torsional Vibration Damper (TVD) pulley, implementation of a rubber elastomeric behavior, simulations and experiments. Mechanism and Machine Theory, 142, 103583.
• Referans3 Zhang, J., Xue, F., Wang, Y., Zhang, X., & Han, S. 2018. Strain energy-based rubber fatigue life prediction under the influence of temperature. Royal Society Open Science, 5(10), 180951.
• Referans4 Homik, W., & Grzybowski, P., 2015. The simulation model of small-dimension rubbery torsional vibration damper. Vibroengineering PROCEDIA, 6, 78-82.
• Referans5 Shangguan, W. B., & Pan, X. Y., 2008. Multi-mode and rubber-damped torsional vibration absorbers for engine crankshaft systems. International Journal of Vehicle Design, 47(1-4), 176-188.
• Referans6 Nagar, A., Chokkalingam, V., Umashankar, N., & Shankar, S. R., 2013. Improvement in crank train torsional vibration (TV) performance of multi-cylinder diesel engine. SAE Technical Paper, (No. 2013-01-2777).
• Referans7 Khimi, S. R., & Pickering, K. L., 2014. A new method to predict optimum cure time of rubber compound using dynamic mechanical analysis. Journal of Applied Polymer Science, 131(6).
• Referans8 Sommer, J. G., 2009. Engineered Rubber Products: Introduction to Design, Manufacturing and Testing. Chapter, 2, 14-24.