Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

PİSTONLU YARI-HERMETİK SOĞUTMA KOMPRESÖRÜ KRANK MİLİNİN SANKİ-STATİK YAKLAŞIMLA SONLU ELEMANLAR ANALİZİ

Yıl 2018, Cilt: 23 Sayı: 1, 97 - 110, 20.04.2018
https://doi.org/10.17482/uumfd.301655

Öz

Yarı-hermetik soğutma kompresörleri, arıza
durumunda kolay müdahale kolaylığı sağlarlar. Bu kompresörlerde kullanılan
krank milleri hem hafif hem de dayanıklı olmalıdır. Bu sebeple, doğru tasarım
ve doğru malzeme seçimi çok önemlidir. Bu kompresörler yüksek hızda
çalıştığından, zamana bağlı dinamik analiz kaçınılmaz olmaktadır. Ancak bu
yöntemle problem çözümü çok uzamaktadır ve yakınsama sağlamak zorlaşmaktadır.
Özellikle yataklardaki yağ basıncı değişimi vs gibi yapıdaki tüm dinamik
etkiler dikkate alındığında problem iyice karmaşıklaşmaktadır.  Probleme hızlı ancak statik yaklaşımdan daha
doğru bir çözüm elde etmek amacıyla bu çalışmada sanki-statik yaklaşım
kullanılmıştır. Kinematik ve kinetik analiz sonucu elde edilen kuvvetler yapıya
belli kabuller altında statik olarak uygulanmıştır. Ortaya çıkan maksimum
gerilme krank milinin yağlama plakasına bağlanan ucundaki fatura dibinde olup,
bu literatürdeki hasar örnekleriyle uyuşmaktadır. Analizler sonucunda atalet
etkisi %1.7 civarında olup, ele alınan krank mili için sanki-statik yaklaşımın oldukça
doğru bir yaklaşım olduğu gösterilmiştir.

Kaynakça

  • Becerra, J. A., Jimenez, F. J., Torres, M., Sanchez, D. T., ve Carvajal, E. (2011). Failure analysis of reciprocating compressor crankshafts. Engineering Failure Analysis, 18(2), 735-746. doi: 10.1016/j.engfailanal.2010.12.004
  • Chikalthankar, S. B., Nandedkar, V. M., ve Kaundal, S. K. (2013). Finite element analysis approach for stress analysis of crankshaft under dynamic loading. International Journal Of Scientific & Engineering Research, 4(2). ISSN 2229-5518
  • Espadafor, F. J., Villanueva, J. B., ve García, M. T. (2009). Analysis of a diesel generator crankshaft failure. Engineering Failure Analysis, 16(7), 2333-2341. Doi: 10.1016/j.engfailanal.2009.03.019
  • H. Bayrakceken, I. Ucun, S. Tasgetiren(2006). Fracture analysis of a camshaft made from nodular cast iron. Engineering Failure Analysis, Volume 13, Issue 8, Pages 1240-1245. Doi: 10.1016/j.engfailanal.2005.11.001
  • Handbook, A. S. H. R. A. E. (1996). HVAC systems and equipment. American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers, Atlanta, GA.
  • Kolhe, M. S. K., Chaudhari, M. A., & Ghare, M. P. (2016). Diesel Engine Crankshaft High Cycle Fatigue Life Estimation and Improvement Through FEA. In International Journal of Engineering Research and Technology (Vol. 5, No. 01, January-2016). IJERT. Doi: 10.17577/IJERTV5IS010430
  • Kurka, P. R. G., Izuka, J. H., & Paulino, K. L. G. (2012). Dynamic loads of reciprocating compressors with flexible bearings. Mechanism and Machine Theory, 52, 130-143. Doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2012.01.014
  • Meng, J., Liu, Y., & Liu, R. (2011). Finite element analysis of 4-cylinder diesel crankshaft. International Journal of Image, Graphics and Signal Processing, 3(5), 22. Doi: 10.5815/ijigsp.2011.05.04
  • Montazersadgh, F. H. ve Fatemi, A. (2007). Dynamic load and stress analysis of a crankshaft (No. 2007-01-0258). SAE Technical Paper. Doi: 10.4271/2007-01-0258
  • Ranjbarkohan, M., Rasekh, M., Hoseini, A. H., Kheiralipour, K., & Asadi, M. R. (2011). Kinematics and kinetic analysis of the slider-crank mechanism in otto linear four cylinder Z24 engine. Journal of mechanical engineering research, 3(3), 85-95.
  • Yu, B. Y., Feng, Q. K., ve Yu, X. L. (2013). Dynamic simulation and stress analysis for reciprocating compressor crankshaft. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 227(4), 845-851. Doi: 10.1177/0954406212453523
  • Yu, B., Yu, X., ve Feng, Q. (2010). Simple modeling and modal analysis of reciprocating compressor crankshaft system. International Compressor Engineering Conference, Purdue University, Indiana, USA, Paper 1982.

Finite Element Analysis of Crankshaft of a Reciprocating Semi-Hermetic Compressor based on Quasi-Static Approach

Yıl 2018, Cilt: 23 Sayı: 1, 97 - 110, 20.04.2018
https://doi.org/10.17482/uumfd.301655

Öz

Semi-hermetic compressors brings the advantage
of easy repair in case of a breakdown. Crankshafts used in these compressors
are required to be light-weight and durable at the same time therefore, a
proper design along with a proper material selection becomes important. Due to
high speed of operation, a transient dynamic analysis may become necessary for
a proper evaluation of stresses and strains for the crankshaft. However,
dynamic analysis is computationally demanding especially when all dynamic
aspects are considered such as the influence of hydrodynamics of bearings etc.
Considering only static part of the loading may be oversimplified approach for
the problem. In this work, a quasi-static approach is used for the structural
analysis of crankshaft by performing kinematic and kinetic analysis to
determine forces with inertial effects included and then finite element
analysis to determine stresses and deflections. 
As expected, the maximum stress occurs in the radius of shaft connecting
to the bearing on oil spreader side. 
This is also verified in literature that fatigue cracks initiate at this
site of crankshaft.  The inertial effects
are investigated in detail and approximately around 1.7% of the loading is due
to inertial effect of piston and connecting rod. Therefore, it is anticipated
that quasi-static approach provides sufficiently accurate results. 

Kaynakça

  • Becerra, J. A., Jimenez, F. J., Torres, M., Sanchez, D. T., ve Carvajal, E. (2011). Failure analysis of reciprocating compressor crankshafts. Engineering Failure Analysis, 18(2), 735-746. doi: 10.1016/j.engfailanal.2010.12.004
  • Chikalthankar, S. B., Nandedkar, V. M., ve Kaundal, S. K. (2013). Finite element analysis approach for stress analysis of crankshaft under dynamic loading. International Journal Of Scientific & Engineering Research, 4(2). ISSN 2229-5518
  • Espadafor, F. J., Villanueva, J. B., ve García, M. T. (2009). Analysis of a diesel generator crankshaft failure. Engineering Failure Analysis, 16(7), 2333-2341. Doi: 10.1016/j.engfailanal.2009.03.019
  • H. Bayrakceken, I. Ucun, S. Tasgetiren(2006). Fracture analysis of a camshaft made from nodular cast iron. Engineering Failure Analysis, Volume 13, Issue 8, Pages 1240-1245. Doi: 10.1016/j.engfailanal.2005.11.001
  • Handbook, A. S. H. R. A. E. (1996). HVAC systems and equipment. American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineers, Atlanta, GA.
  • Kolhe, M. S. K., Chaudhari, M. A., & Ghare, M. P. (2016). Diesel Engine Crankshaft High Cycle Fatigue Life Estimation and Improvement Through FEA. In International Journal of Engineering Research and Technology (Vol. 5, No. 01, January-2016). IJERT. Doi: 10.17577/IJERTV5IS010430
  • Kurka, P. R. G., Izuka, J. H., & Paulino, K. L. G. (2012). Dynamic loads of reciprocating compressors with flexible bearings. Mechanism and Machine Theory, 52, 130-143. Doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2012.01.014
  • Meng, J., Liu, Y., & Liu, R. (2011). Finite element analysis of 4-cylinder diesel crankshaft. International Journal of Image, Graphics and Signal Processing, 3(5), 22. Doi: 10.5815/ijigsp.2011.05.04
  • Montazersadgh, F. H. ve Fatemi, A. (2007). Dynamic load and stress analysis of a crankshaft (No. 2007-01-0258). SAE Technical Paper. Doi: 10.4271/2007-01-0258
  • Ranjbarkohan, M., Rasekh, M., Hoseini, A. H., Kheiralipour, K., & Asadi, M. R. (2011). Kinematics and kinetic analysis of the slider-crank mechanism in otto linear four cylinder Z24 engine. Journal of mechanical engineering research, 3(3), 85-95.
  • Yu, B. Y., Feng, Q. K., ve Yu, X. L. (2013). Dynamic simulation and stress analysis for reciprocating compressor crankshaft. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 227(4), 845-851. Doi: 10.1177/0954406212453523
  • Yu, B., Yu, X., ve Feng, Q. (2010). Simple modeling and modal analysis of reciprocating compressor crankshaft system. International Compressor Engineering Conference, Purdue University, Indiana, USA, Paper 1982.
Toplam 12 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Hüseyin Lekesiz

Yayımlanma Tarihi 20 Nisan 2018
Gönderilme Tarihi 28 Mart 2017
Kabul Tarihi 1 Mart 2018
Yayımlandığı Sayı Yıl 2018 Cilt: 23 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Lekesiz, H. (2018). PİSTONLU YARI-HERMETİK SOĞUTMA KOMPRESÖRÜ KRANK MİLİNİN SANKİ-STATİK YAKLAŞIMLA SONLU ELEMANLAR ANALİZİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 23(1), 97-110. https://doi.org/10.17482/uumfd.301655
AMA Lekesiz H. PİSTONLU YARI-HERMETİK SOĞUTMA KOMPRESÖRÜ KRANK MİLİNİN SANKİ-STATİK YAKLAŞIMLA SONLU ELEMANLAR ANALİZİ. UUJFE. Nisan 2018;23(1):97-110. doi:10.17482/uumfd.301655
Chicago Lekesiz, Hüseyin. “PİSTONLU YARI-HERMETİK SOĞUTMA KOMPRESÖRÜ KRANK MİLİNİN SANKİ-STATİK YAKLAŞIMLA SONLU ELEMANLAR ANALİZİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 23, sy. 1 (Nisan 2018): 97-110. https://doi.org/10.17482/uumfd.301655.
EndNote Lekesiz H (01 Nisan 2018) PİSTONLU YARI-HERMETİK SOĞUTMA KOMPRESÖRÜ KRANK MİLİNİN SANKİ-STATİK YAKLAŞIMLA SONLU ELEMANLAR ANALİZİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 23 1 97–110.
IEEE H. Lekesiz, “PİSTONLU YARI-HERMETİK SOĞUTMA KOMPRESÖRÜ KRANK MİLİNİN SANKİ-STATİK YAKLAŞIMLA SONLU ELEMANLAR ANALİZİ”, UUJFE, c. 23, sy. 1, ss. 97–110, 2018, doi: 10.17482/uumfd.301655.
ISNAD Lekesiz, Hüseyin. “PİSTONLU YARI-HERMETİK SOĞUTMA KOMPRESÖRÜ KRANK MİLİNİN SANKİ-STATİK YAKLAŞIMLA SONLU ELEMANLAR ANALİZİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 23/1 (Nisan 2018), 97-110. https://doi.org/10.17482/uumfd.301655.
JAMA Lekesiz H. PİSTONLU YARI-HERMETİK SOĞUTMA KOMPRESÖRÜ KRANK MİLİNİN SANKİ-STATİK YAKLAŞIMLA SONLU ELEMANLAR ANALİZİ. UUJFE. 2018;23:97–110.
MLA Lekesiz, Hüseyin. “PİSTONLU YARI-HERMETİK SOĞUTMA KOMPRESÖRÜ KRANK MİLİNİN SANKİ-STATİK YAKLAŞIMLA SONLU ELEMANLAR ANALİZİ”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 23, sy. 1, 2018, ss. 97-110, doi:10.17482/uumfd.301655.
Vancouver Lekesiz H. PİSTONLU YARI-HERMETİK SOĞUTMA KOMPRESÖRÜ KRANK MİLİNİN SANKİ-STATİK YAKLAŞIMLA SONLU ELEMANLAR ANALİZİ. UUJFE. 2018;23(1):97-110.

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr