Bu makalenin ele almış olduğu projenin konusu, bir disk üstünde pim tribometre tasarımı ve imalatıdır. Tasarlanmış tribometrenin karşılaması gereken gereksinimler; 0-1400 mm/s arası hızda, 0-10 N arası normal yükte ve 6 mm 100 Cr6 çelik veya alümina (Al2O3) top ile deney yapılabilmesidir. Tribometrenin gerekli parçaları ATILIM Üniversitesi İmalat Laboratuvarı’nda CNC tezgâh kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tribometre tasarlanırken, taşınabilirlik, hafiflik, düşük maliyet ve deney sırasında gerçek zamanlı bir şekilde veri akışı sağlanabilmesi en önemli öncelikler olarak belirlenmiştir. Aynı zamanda tasarım ve üretim süreçlerinde ASTM G99 ve G115 standartları göz önünde tutulmuştur. Düzenek kurulurken, sürtünme katsayısını hesaplamak amacıyla veri toplama işlemi için bir yük hücresi kullanılmıştır. Hız gereksinimini karşılayacak bir adım motoru seçilmiştir. “Arduino” aracılığı ile kontrol edilebilecek şekilde kod yazılıp, veri toplamak ve sürtünme katsayısının grafiğini gerçek zamanlı olarak elde etmek için Microsoft Excel’in “Data Streamer” eklentisi kullanılmıştır. Bu şekilde hem deney sırasında hem de deneyin tamamlanması ardından veri işleme görevleri yapılabilmektedir. Sunulan cihaz, CSM tarafından üretilmiş, profesyonel bir disk üstünde pim tribometre ile deneysel ortamda karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalarda aynı parametreler ve aynı şekilde hazırlanmış numuneler kullanılmıştır. Numune hazırlama süreçleri detaylı bir biçimde belirtilmiştir. Testler sırasında 100Cr6 çelik top kullanılmış olup, cihazın alümina (Al2O3) topları ile de deney yapabilme kabiliyeti vardır. Alümina (Al2O3) topların kullanım alanları ve çelik toplardan farkları, nedenleri ile belirtilmiştir. Karşılaştırmalar sonucunda, sunulan tribometre ile CSM tribometreden alınan sürtünme katsayısı verileri karşılaştırılabilir bir oranda çıkmıştır. Proje, tanımlanan gereksinimleri karşılamış ve başarılı bir şekilde sonlandırılmıştır.
Tribometre Tasarımı İmalat Tribolojik Test Sürtünme Katsayısı Ölçümü Yüzey Karakterizasyonu
Yazarlar, akademik destek ve tavsiyeleri için Dr. Şakir Baytaroğlu'na, test verileri sağlama ve araştırma rehberliği konusundaki yardımları için ATILIM Üniversitesi Metal Şekillendirme Mükemmeliyet Merkezi'ne ve ayrıca tribometre enstrümanının parçalarının imalatında yardımcı olan ATILIM İmalat Laboratuvarı personeline içten teşekkürlerini sunar.
This paper presents the design and manufacturing of a pin on disk tribometer aimed at performing friction and wear testing as accurate as a professional tribometer at a lower cost. Since friction is an important part of our lives and its application varies greatly in size, environment and other factors, testing can be expensive. Tribometers are instruments where these conditions can be simulated experimentally. They are manufactured by various companies abroad and are imported to Turkey. For this reason, the cost of these instruments is very high. The design of the proposed tribometer prioritizes portability and low cost of manufacturing. The manufacturing process of the various parts are discussed in detail. The tribometer was manufactured in the ATILIM University manufacturing laboratories within a tight budget using CNC machining. The instrument has the full capability to adjust the load, testing radius, motor speed, and the duration of the test before starting the experiments. To handle the electronics and data gathering within the instrument, Arduino boards and software are utilized. Real-time data streaming is made possible for data analysis tasks both during and after the experiments. The paper also provides the results of experiments that are obtained from the newly developed tribometer and comparisons with a mass produced, professional tribometer. The experiments are conducted with the same type of samples and with the same parameters. The proposed tribometer provides researchers with easily accessible friction data that is within close range to what they would get from a professional tribometer.
Tribometer Design Manufacturing Tribological Test Coefficient of Friction Measurement Surface Characterization
The authors are grateful to Dr. Şakir Baytaroğlu for their academic assistance and advice, ATILIM University Metal Forming Center of Excellence for its help in providing test data and research guidance and additionally, sincere thanks goes to the staff of the ATILIM Manufacturing Laborarory for their help in manufacturing the parts of the instrument.
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Triboloji |
Bölüm | Araştırma, Geliştirme ve Uygulama Makaleleri |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 30 Mayıs 2024 |
Gönderilme Tarihi | 31 Ağustos 2023 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2024 Cilt: 22 Sayı: 1 |