AKTARMA ORGANI DİŞLİLERİNDE OLUŞAN FİZİKSEL HATALARIN TİTREŞİM ANALİZİ İLE BELİRLENMESİ ÖZET



Benzer belgeler
TİTREŞİM ANALİZİ İLE RULMANLARDA KESTİRİMCİ BAKIM

DÖNEN MAKİNELERDE OLUŞAN ARIZALAR VE TİTREŞİM İLİŞKİSİ

TİTREŞİM ANALİZİYLE RULMAN ARIZALARININ BELİRLENMESİ

Balanssızlık ve Rulman Arızası Saha Örnekleri. Sadettin ORHAN

Sürekliform Baskı Makinası Fan ArızasınınTitreşim Sinyali Yardımıyla Kestirimci Bakım Analizi

Titreşim Bölgesi Analizi ile Bir Dişli Kutusunda Yüzey Oyukçuk Hata Seviyelerinin Tespiti*

Elektrik motorları, fanlar,

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

DİŞLİ ÇARKLAR SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜH. BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI

Dişli Çark Mekanizmalarındaki Hataların Akustik Yöntemler ve Titreşim Metodu ile Karşılaştırmalı Analizi

DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

E M E R S O N CSI. Vibrasyon Ölçü Analizi ve Kestirimci Bakım Sistemleri TOPAZ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

Rulman Titreşim Analizi ile Bölgesel Hataların İncelenmesi

Düz dişlilerdeki aşınma ve kırık diş hatalarının tespit edilmesinde titreşim verileri kullanılarak istatistiksel proses kontrol uygulaması

1.ETAP VİBRASYON ÖLÇÜM RAPORU


Dişli çark mekanizmaları en geniş kullanım alanı olan, gerek iletilebilen güç gerekse ulaşılabilen çevre hızları bakımından da mekanizmalar içinde

Statik ve Dinamik Yüklemelerde Hasar Oluşumu

TEST SİSTEMİ PROJE SÜREÇLERİ

Temel bilgiler-flipped Classroom Akslar ve Miller

AC MOTOR SAHA ÖLÇÜM RAPORU

Otomati k Kontrol Ulusal Toplantısı, TOK-2012, Ekim 2012, Niğde

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI

Shigley s Mechanical Engineering Design Richard G. Budynas and J. Keith Nisbett

Miller ve Mil Bileşenleri

MKT 204 MEKATRONİK YAPI ELEMANLARI

HELİSEL DİŞLİ ÇARKLAR

ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ FAN SİSTEMİ EĞİTİM ÜNİTESİ FAN

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) 2 DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

Makine Elemanları II Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Konik Dişli Çarklar DİŞLİ ÇARKLAR

DİŞLİ ÇARKLAR II: HESAPLAMA

İletişim Ağları Communication Networks

Makine Elemanları I Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel bilgiler-flipped Classroom Akslar ve Miller

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/9) Akreditasyon Kapsamı

Malzeme yavaşça artan yükler altında denendiği zaman, belirli bir sınır gerilmede dayanımı sona erip kopmaktadır.

Electronic Letters on Science & Engineering 2(2) (2006) Available online at

DÜZ VE HELİSEL DİŞLİ ÇARKLAR ÖRNEK PROBLEMLER

1.Yüzey Basınç (Pitting) Kontrolü, ISO6336:2006. = Nominal yüzey basıncı K faktörleri = Çalışma şartlarına uygun düzeltme katsayıları

YUVARLANMALI YATAKLARIN MONTAJI VE BAKIMI

MAKĠNE ELEMANLARI II REDÜKTÖR PROJESĠ

Sabit Mıknatıslı Senkron Motorlarda Titreşim Sinyaline Dayalı Eksenden Kaçıklık Arızasının Tespiti. Mühendisliği Bölümü 60250, TOKAT

Santrifüj Pompalar: MEKANİK ENERJİYİ, AKIŞKANDA KİNETİK ENERJİYE ÇEVİREN VE AKIŞKANLARI TRANSFER EDEN MAKİNALARDIR.

Endüstriyel Yatık Tip Redüktör Seçim Kriterleri

Fosfat Sprey Pompasında Titreşim Esaslı Kestirimci Bakım Uygulaması

37 yıllık YEMTAR MAKİNA alt yapısının verdiği bilgi birikiminin ardından, bakım onarım işlerinde daha emin daha profesyonel adımlar atmak adına 2013

Data Communications. Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü. 3. Veri ve Sinyaller

REDÜKTOR & DİŞLİ İMALATI. Ürün Kataloğu

Sektöre ÖzgüRedüktörler - 1

Dr. Đbrahim H. Çağlayan VibraTek Ltd Şti

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ


BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ AKADEMİK ÖZGEÇMİŞ FORMU

ELEKTRİK MAKİNELERİ (MEP 112) (ELP211) Yazar: Yrd. Doç. Dr. Mustafa Turan S1

Alçak Gerilimde Aktif Filtre ile Akım Harmoniklerinin Etkisinin Azaltılması

YAYLAR. Bu sunu farklı kaynaklardan derlenmiştir.

SOLIDWORKS SIMULATION EĞİTİMİ

OYAK-RENAULT OTOMOBİL FABRİKALARI A.Ş. BURSA ZH7000 KOMPRESÖR MOTORU

DİŞLİ VERİMLİLİĞİ BELİRLEME DENEYLERİ OMG -414/3

DİŞLİ ÇARKLAR II. Makine Elemanları 2 HESAPLAMALAR. Doç.Dr. Ali Rıza Yıldız. BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) Department of Mechanical Engineering

1. YARIYIL / SEMESTER 1

Güncel Veri Toplama Tekniklerine Bir Örnek: Nar Modeli An Example of the Actual Data Acquisition Techniques: The Pomegranate Model

REDÜKTOR & DİŞLİ İMALATI. Ürün Kataloğu

AC-DC Dönüştürücülerin Genel Özellikleri

DİŞLİ ÇARK: Hareket ve güç iletiminde kullanılan, üzerinde eşit aralıklı ve özel profilli girinti ve çıkıntıları bulunan silindirik veya konik

Yapı Sağlığı İzleme Sistemlerinin Farklı Taşıyıcı Sistemli Uzun Açıklıklı Tarihi Köprülere Uygulanması

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ MÜFREDATI

CELAL BAYAR ÜNİVERSİTESİ * FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TİTREŞİM ANALİZİ İLE MAKİNALARDA ARIZA TEŞHİSİ YÜKSEK LİSANS TEZİ

RULMANLI YATAK İÇEREN YAPILARDA YÜKLEME MODELİ GELİŞTİRİLMESİ VE TİTREŞİM ANALİZİ

KAYIŞ-KASNAK MEKANİZMALARI

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

BÖLÜM 4 TEK SERBESTLİK DERECELİ SİSTEMLERİN HARMONİK OLARAK ZORLANMIŞ TİTREŞİMİ

RULMANLI VE KAYMALI YATAKLARDA SÜRTÜNME VE DİNAMİK DAVRANIŞ DENEY FÖYÜ

YAPILARIN ZORLANMIŞ TİTREŞİM DURUMLARININ ARAŞTIRILMASI

RCRCR KAVRAMA MEKANİZMASININ KİNEMATİK ANALİZİ Koray KAVLAK

KAVRAMALAR SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI-II DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI

DİŞLİLERDEN ELDE EDİLEN TİTREŞİM SİNYALLERİNDE İSTATİSTİKSEL PROSES KONTROL UYGULAMASI

MAKİNA ELEMANLARI II HAREKET, MOMENT İLETİM VE DÖNÜŞÜM ELEMANLARI ÇARKLAR-SINIFLANDIRMA UYGULAMA-SÜRTÜNMELİ ÇARK

RULMANLI YATAKLAR Rulmanlı Yataklar

Asenkron Motorlarda Mekanik Arızalar

Murat Genç Elektrik ve Elektronik Mühendisi TÜBİTAK-UZAY

Abs tract: Key Words: Gülşen YAMAN Halil Murat KARADAYI

Sağlıklı Titreşim Analizi için 3 Eksende Ölçüm Neden Gereklidir?

GENİŞ SPEKTRUMLU HARMONİK FİLTRE PERFORMANSI DEĞERLENDİRMESİ

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

GÜÇ AKTARIM ELEMANLARI EĞİTİMİ

1. Kayma dirençli ( Kaymalı) Yataklar 2. Yuvarlanma dirençli ( Yuvarlanmalı=Rulmanlı ) Yataklar

TARIM TRAKTÖRLERİ Tarım Traktörleri. Traktör Tipleri. Tarım traktörlerindeki önemli gelişim aşamaları

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

ENDÜSTRİYEL BİR TESİSTE DİNAMİK KOMPANZASYON UYGULAMASI

1. Measurement of Noise Level (Gürültü Seviyesi Ölçümü ve Hesaplanması) 2. Sound Pressure Level Measurement (Emergency Ses Şiddeti Ölçümü ve

DİŞLİ ÇARKLAR II: HESAPLAMA

Redüktör Seçiminde Dikkat Edilecek Hususlar

Mekanik Titreşimli Zeytin Hasat Makinasının Performans Değerlerinin Belirlenmesi

ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR ÇALIŞMA PRENSİBİ

Ürün Broşürü Product Brochure

YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ANALOG ELEKTRONİK DENEY RAPORU

ÖZGEÇMİŞ Prof. Dr. YADİKAR VASFİ MÜFTÜOĞLU

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

Transkript:

Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ. Cilt 18, No 3, 97-106, 2003 Vol 18, No 3, 97-106, 2003 AKTARMA ORGANI DİŞLİLERİNDE OLUŞAN FİZİKSEL HATALARIN TİTREŞİM ANALİZİ İLE BELİRLENMESİ Sadettin ORHAN * ve Nizami AKTÜRK ** * Makina Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Kırıkkale Üniversitesi, Kırıkkale, sadettinorhan@yahoo.com ** Makina Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Gazi Üniversitesi, Maltepe 06570 Ankara, nakturk@gazi.edu.tr ÖZET Dişliler hareket veya güç iletimini sağlayan önemli makina elemanlarındandır. Bir makinada bir elemandan diğerine hareket iletiminin kesintisiz ve sağlıklı olması yapılan işin hassasiyet ve kalitesine etki etmektedir. Bu yüzden özellikle sürekli üretim sistemlerinde kullanılan dişlilerde oluşan hataların belirlenmesi ve tamiratının üretimi etkilemeyecek şekilde yapılması önem kazanmaktadır. Bu çalışmada dişlilerde oluşan hataların neden olduğu titreşimlerin analizi ile uygulanan erken uyarıcı bakım konusunda özet bilgi verilmiş ve bir kompresör dişli kutusunda yapılan uygulama çalışmasının sonuçları sunulmuştur. Titreşimlerin dişli kutusu hatalarını belirlemede etkili bir araç olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Dişli hataları, titreşim, erken uyarıcı bakım DETERMINATION OF PHYSICAL FAULTS IN GEARBOX THROUGH VIBRATION ANALYSIS SUMMARY Gears are important machine elements that provide motion or power transmission. Accuracy and quality of work done is directly related to the continuous motion transmission in a machine. Therefore, the determination of faults on a gear and replacing it without stopping the production is important, particularly in gear boxes used in the continuous production lines. In this study fault detection on a gear through vibration analysis is briefly given and results of vibration analysis of a compressor gearbox are also given as a case study. It is shown that vibration monitoring is an effective tool for fault diagnostics. Keywords: Gear faults, vibration, predictive maintenance

S. Orhan ve N. Aktürk Aktarma Organı Dişlilerinde Titreşim Analiziyle Hata Belirlenmesi 1. GİRİŞ Dönen makinalarda titreşim analizi ile hata teşhisi yıllardır başarıyla uygulanmaktadır. Her hatanın oluşturduğu titreşimin frekansının farklı olduğu bilinmektedir. Hatalı bir rulmanın oluşturduğu titreşimin frekansı rulman geometrisine ve mil dönme devrine bağlı olan denklemler ile hesaplanabilmektedir. Hatalı dişlilerin oluşturduğu titreşimler ise dişli kavrama frekansı denilen frekans ve bunun yan bantları ile kendini gösterir. Makinanın iç yapısında gelişmekte olan hatalar yatakların dış yüzeyinden gerçekleştirilen titreşim ölçümü ile algılanabilmektedir. Bu şekilde iç yapıda oluşan hata, riskli bir duruma gelmeden önce ve makinayı durdurmadan belirlenebilmektedir. Dişlilerin, arızaların oluşmasında ve bakım masraflarında önemli katkıları vardır. Dönen makinalarda genellikle bozulmayla sonuçlanan arızaların %60'ı dişlilerle ilgilidir [1]. Bu yüzden dişli titreşimleri ile ilgili çeşitli çalışmalar [2 6] mevcuttur. Bu çalışmalarda genellikle bir dişli kutusu test düzeneğinde yapay hatalar oluşturularak bu hataların neden olduğu titreşim davranışları incelenmiştir. Bu çalışmada dişli hataları ve bunların oluşturdukları titreşimler kısaca verilip örnek çalışma olarak bir fabrikada iki kademeli bir hava kompresörünün dişli kutusunun oluşturduğu titreşimler ele alınıp analiz edilmiştir. Böylece endüstride gittikçe daha yaygın kullanılmaya başlayan erken uyarıcı bakımın gerçek çalışma şartlarında bir uygulaması yapılarak teorik bilgiler endüstri şartlarına uygulanmıştır. 2. DİŞLİ HATALARI Dişlilerdeki tüm hatalar mil (eksen kaçıklığı, dengesizlik, gevşeklik) ve diş (aşınma, çizilme, çatlak) ile ilgili problemler olarak sınıflandırılabilir [1]. Dişli hataları, hata türüne özgün belirgin titreşimler oluşturur. Bu yüzden diğer makina elemanlarında olduğu gibi dişli hataları titreşim analizi ile belirlenebilmektedir. Dişlilerdeki titreşimin birinci kaynağı üretim ve montaj hataları kadar kavrama esnasında rijitliğin değişmesidir [2,3]. Çalışan tüm makina elemanları yorulmaya maruz kalırlar. Yorulma tüm çalışan elemanlarda olduğu gibi dişlilerde de hasarlar oluşturmaktadır. Dişlilerde yorulmadan kaynaklanan iki çeşit hasar vardır: oyuklaşma ve kabarma. Oyuklaşma, diş yüzeyinden çok az miktarda malzemenin ayrıldığı, yüzey yorulma hasarıdır. Yükün diş üzerindeki bir bölgeye yoğun olarak etki etmesi sonucu oluşur. Kabarma, büyük yüzey gerilmeleri ve büyük kayma hızlarının beraber etki etmesi sonucu oluşur [4]. Bir dişte oyuklaşmış bölge kavramaya girerse darbeli temastan dolayı gerilme dalgaları oluşur. Bu dalgalar düşük genliklidir, etkili bir şekilde kullanılırsa hasarın erken belirlenmesinde bundan yararlanılabilir [4]. Bir dişte oluşan kabarma veya çatlağın başlamasından, dişin tamamen arızalanmasına kadar önemli bir zaman geçer. Hasarın ilk zamanlarında hasar şiddetindeki artış yavaştır, fakat tamamen arızalanmadan hemen önceki aşamada bu artış aniden hızlanır. Bu yüzden hasar ilk aşamalarda belirlenebilirse 98 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 18, No 3, 2003

Aktarma Organı Dişlilerinde Titreşim Analiziyle Hata Belirlenmesi S. Orhan ve N. Aktürk teşhis anlamlı olmaktadır [5]. Dişli dişleri sabit bir açısal hız oranı sağlayacak şekilde tasarlanırlar. Yanlış diş profilleri, dişler arasındaki boşluk hataları ve diş sehimleri "iletim hatası"na sebep olur. İletim hatası da dişlilerin ve millerin titreşimine yol açar [6]. Smith [7] dişlilerde oluşan titreşimin birinci sebebinin iletim hatası olduğunu belirtmiş, iletim hatasını ölçmeden titreşimi kontrol altına almanın çok zor olacağını ifade etmiştir. İletim hatası, çıkış dişlisinin gerçek pozisyonu ile mükemmel haldeki (hatasız, rijit) pozisyonu arasındaki fark olarak tanımlanmıştır. Bir dişlide dişli kavrama frekansı, dişlinin diş sayısı ile dişlinin hızının çarpımına eşittir [8]. Mükemmel dişliler dişli kavrama frekansında titreşim oluştururlar [9,10]. Kavrama olayında doğrusal olmayan durumlardan dolayı yalnızca kavrama frekansı değil, aynı zamanda onun harmonikleri de oluşur [6,7,9 11]. Sabit olmayan diş aralığı bölüm dairesinde çok sıkı olmayan bir temas noktası oluşturur bu yüzden frekans modülasyonlarına neden olabilir. Diş temas yüzeylerindeki düzensizlikler yük değişmelerine neden olur, bu da genlik modülasyonunu oluşturur [9]. Dişli kavrama frekansının ve harmoniklerindeki titreşimlerin genlik modülasyonu, kavrama halindeki dişliler hakkında yararlı bilgileri ortaya çıkarmaktadır. Örneğin dişlilerdeki eksen kaçıklığını, aşırı boşluğu, yüklemeyi, eksantrikliği, vb. belirlemede genlik modülasyonu önemli bilgiler içerir [8]. Bir dişlideki hasarlı bir diş, kavramaya her girişinde bir vuruntu oluşturur. Bu vuruntunun tekrarlanma frekansı dişlinin dönme hızına eşittir. Bu vuruntu helisel dişlilerde eksenel tabii frekansları, düz dişlilerde ise radyal tabii frekansları uyarır. Bu frekanslar vuruntu tekrarlanma hızı tarafından modülasyona uğrarlar. Her bir vuruntu aynı şiddette değildir. Oluşan frekans spektrumu normalde dişli kavrama frekansının altındadır, sönümlenmesi yüksek ve geniş banda yayılmıştır, problemli dişe sahip dişlinin hızında modülasyona uğrar, kırık bir diş, kavrama halinde diğer dişe vurduğunda bir darbe sinyali üretilir. Sonra sağlam olan dişli kavramaya girer ve darbeden kaynaklanan titreşim azaltır. Tek dişi hasarlı bir dişli her devirde bir darbe sinyali üretebilir. İki veya daha fazla diş kırıksa, her devirde iki veya daha fazla darbe sinyali oluşabilir [8]. Bu durum titreşim spektrumunu çok karışık hale götürecektir. Dişliler iyi durumda iken yan bant frekanslarındaki titreşimlerin genlikleri zamanla sabit kalır. Yan bantların sayısı ve şiddetindeki değişmeler bir bozulmayı gösterir [10]. Dişlilerde genellikle mil devrinin bir katında oluşan genlik ve frekans modülasyonu kötü çalışmaya işaret eder [3]. Dişli kavrama frekansının her iki yanındaki yan bantlar dişlinin eksantrik ve gevşek olduğunu gösterir. Eğer kavrama frekansının sağ tarafındaki yan bantlarındaki titreşimlerin genliği daha büyükse eksantriklik ilerlemiş demektir. Eğer kavrama frekansının sol tarafındaki yan bantların genliği daha büyükse gevşeklik var demektir [8]. Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 18, No 3, 2003 99

S. Orhan ve N. Aktürk Aktarma Organı Dişlilerinde Titreşim Analiziyle Hata Belirlenmesi Bir kaç dişliden oluşan, düzgün kavrama halindeki dişliler oldukça düşük genlikte bir titreşimi kavrama frekansında oluştururlar ve titreşimler dar frekans bandında oluşabilir. Dişli kavrama frekansındaki titreşimlerdeki artma değişen yükler, eksen kaçıklığı, fazla boşluk, mil veya dişlideki eksantriklikten kaynaklanmaktadır. Bu durumlar, dişli frekansındaki titreşimleri hem genlik, hem frekans modülasyonuna veya yalnızca genlik ya da yalnızca frekans modülasyonuna uğratır. Modülasyona uğramış dişli kavrama frekansındaki titreşimler dişli frekansında ve yan bant frekanslarında çizgiler olarak kendini gösterir. Her bir devir boyunca tek olay söz konusu olduğu varsayıldığında titreşimler arasındaki frekans farkı, problemli dişlinin hızına eşittir. Her bir devir boyunca iki veya daha fazla olay gerçekleşiyorsa frekans farkı olayların sayısı ile problemli dişlinin hızının çarpımına eşittir. Eğer her iki dişli de problemli ise dişli kavrama frekansı her iki dişlinin hızında modülasyona uğrar. Böyle durumlarda iki dişlinin hızında yan bantlar oluşur ve analiz karmaşık bir hal alır [8]. 3. UYGULAMA ÇALIŞMASI Bir rafineride tesisin bütün basınçlı hava ihtiyacını karşılayan iki kademeli bir kompresörde titreşim ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Hava iki kademeden geçirilerek sıkıştırılmaktadır. Kompresörün teknik özellikleri Çizelge 1'de, dişli kutusunun kesit görünüşü ise Şekil 1'de verilmiştir. Dişli kutusu bir göbek dişlisi ve iki tane de pinyon dişlisinden oluşmaktadır. Dişliler helisel dişlidir. Dişli kavrama frekansı Ek te verilmiştir. Kompresörün dişli kutusundan bir yıl boyunca titreşim ölçümleri alınmıştır. Referans ölçüm 29 Ağustos 2001 günü gerçekleştirilmiştir. Şekil 2 de elde edilen zaman tanım bölgesindeki titreşimleri ve Şekil 3 ise bu sinyalin frekans tanım bölgesindeki halini göstermektedir. Ölçümlerde ve analizlerde CSI marka el tipi analizör kullanılmıştır. Çizelge 1. Kompresörün teknik özellikleri KOMPRESÖRÜN TEKNİK ÖZELLİKLERİ Güç 600 kw Devir 2970 d /d Kapasite 93 m 3 /dk, 2 kademeli Havanın kompresöre giriş basıncı 91 kpa Havanın kompresörden çıkış basıncı 850 kpa Göbek dişlisi diş sayısı 260 I. Kademe dişlisi diş sayısı 24 II. Kademe dişlisi diş sayısı 16 100 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 18, No 3, 2003

Aktarma Organı Dişlilerinde Titreşim Analiziyle Hata Belirlenmesi S. Orhan ve N. Aktürk I. Kademe dişlisi Ana mil-motor mili Göbek dişlisi II. Kademe dişlisi Şekil 1. Kompresör dişli kutusu kesit görünüşü Elde edilen titreşim frekansları incelendiğinde frekansların 1. Kademe devrinin 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5 katları ve bunların mil devri ile oluşturdukları yan bant frekanslarından oluştuğu belirlenmiştir (Çizelge 2). Bu durum dönen elemanın gevşek olduğunun açık göstergesidir. Burada dönen eleman 1. kademe dişlisidir. Titreşim değerleri ISO 2372 (Ek te verilmiştir) standart değerlerine göre oldukça küçük (güvenli çalışma bölgesinde) kalmaktadır. Bu yüzden kompresör dişli kutusu herhangi bir problem oluşturmayacak şekilde çalışmaktadır. Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 18, No 3, 2003 101

S. Orhan ve N. Aktürk Aktarma Organı Dişlilerinde Titreşim Analiziyle Hata Belirlenmesi Şekil 2. Kompresör iç yatak yatay yön titreşim referans ölçüm dalga form grafiği Şekil 3. Kompresör iç yatak yatay yön titreşim referans ölçüm spektrum grafiği 102 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 18, No 3, 2003

Aktarma Organı Dişlilerinde Titreşim Analiziyle Hata Belirlenmesi S. Orhan ve N. Aktürk Çizelge 2. Kompresör iç yatak yatay yön titreşim referans ölçüm frekansları Frekans (Hz) Genlik (mm/s-pk) Nedeni 49.35 0.33 0.5 ω m 99.47 0.26 1 ω m 268.13 0.82 0.5 ω m1 536.27 0.31 1 ω m1 804.4 0.23 1.5 ω m1 1072.5 0.16 2 ω m1 1340.7 0.58 2.5 ω m1 1608.8 0.21 3 ω m1 1876.9 0.05 3.5 ω m1 2145.1 0.08 4 ω m1 2413.2 0.02 4.5 ω m1 2681.3 0,02 5 ω m1 2949.5 0,006 5.5 ω m1 ω m : Ana mil dönme frekansı ω m1 : Birinci kademe mil dönme frekansı Kestirimci bakım felsefesi açısından incelendiğinde planlı bir bakıma kadar bu problem için herhangi bir müdahaleye gerek duyulmamaktadır. İlk planlı bakımda bu problem giderilmelidir. İzlenen süre içerisinde titreşim değerlerinde yük ve devirdeki değişmelerden kaynaklanan küçük sapmalar haricinde herhangi bir arıza işareti sayılacak önemli bir değişme olmamıştır. Şekil 4 te değişik zamanlarda alınmış izleme titreşimlerinden bir kesit görülmektedir. Ayrıca elde edilen titreşim değerlerinde dişli kavrama frekansları ve yan bantlarının hiç oluşmaması dişlerle ilgili bir problem olmadığının göstergesidir. Şekil 5 te ise genliklerde bozulma işareti verecek bir değişim olup olmadığını belirlemek için yapılan eğilim analizinin sonuçları görülmektedir. 4. SONUÇLAR Bu çalışmada dişli hatalarının neden olduğu titreşimler kısaca açıklanmış, ayrıca bir hava kompresörünün iki kademeden oluşan dişli kutusunda gerçekleştirilen titreşim ölçümleri analiz edilmiştir. Birinci kademe dişlisinde oluşan gevşeklik problemi kompresörün çalışmasına ara vermeden titreşim analizi ile kolayca belirlenmiştir. Tespit edilen gevşeklik probleminin güvenli çalışabilme değerlerinde olduğu, titreşim değerleri bu seviyede kaldığı sürece planlı bir bakıma kadar herhangi bir müdahaleye gerek olmadığı da belirlenmiştir. Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 18, No 3, 2003 103

S. Orhan ve N. Aktürk Aktarma Organı Dişlilerinde Titreşim Analiziyle Hata Belirlenmesi Şekil 4. Kompresör iç yatak yatay yön titreşim çoklu spektrum grafiği Şekil 5. Kompresör iç yatak yatay yön titreşim eğilimi 104 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 18, No 3, 2003

Aktarma Organı Dişlilerinde Titreşim Analiziyle Hata Belirlenmesi S. Orhan ve N. Aktürk KAYNAKLAR 1. Staszewski, W. J., Gearbox Vibration Diagnostics-An Overview, The 8 th International Congress on Condition Monitoring and Diagnostic Engineering Management (COMADEM-96), England, 16-18 July 1996. 2. Dalpiaz, G. and Meneghetti, U., Monitoring Fatigue Cracks in Gears, NDT&International, vol.24, no. 6, 303-306, December 1991. 3. Smith, J. D., Gear Noise and Vibration, Marcel Dekker Inc, 1999. 4. Singh, A., Houser, D. R. and Vijayakar, S., Early Detection of Gear Pitting, DE-Vol.88, ASME Power Transmission and Gearing Conf., 673-678, 1996. 5. Wang, W. J. and McFadden, P. D., Application of Orthogonal Wavelets to Early Gear Damage Detection, Mechanical Systems and Signal Processing, 9(5), 497-507, 1995. 6. Pape, D.B. and Houser, D. R., Signal Processing for the Detection of Gear Manufacturing Discrepancies, Noise-Con 85, The Ohio State University Columbus, Ohio, USA, 305-314, 3-5 June 1985. 7. Smith, J. D., The Uses and Limitations of Transmission Error, Gear Technology, 34-39, July/August 1988. 8. Taylor, J. I., The Vibration Analysis Handbook, Vibration Consultant Inc., Florida, USA, 1994. 9. Brie, D., Tomczak, M., Oehlman, H. and Richard, A., Gear Crack Detection by Adaptive Amplitude and Phase Modulation, Mechanical Systems and Signal Processing, 11(1), 149-167, 1997. 10. Dalpiaz, G., Rivola, A. and Rubini, R., Gear Fault Monitoring: Comparison of Vibration Analysis Techniques, 3 rd International Conference Acoustical and Vibratory Surveillance Methods and Diagnostics Techniques, 623-632, 13-15 October 1998. 11. McFadden, P. D., Detecting Fatigue Cracks in Gears by Amplitude and Phase Demodulation of the Meshing Vibration, Journal of Vibration, Acoustics, Stress and Reliability in Design, vol.108, 165-170, April 1986. Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 18, No 3, 2003 105

S. Orhan ve N. Aktürk Aktarma Organı Dişlilerinde Titreşim Analiziyle Hata Belirlenmesi EKLER I. ve II. Kademe devirleri Z 1 =24 (1.kademe dişlisi), Z 2 =16 (2.kademe dişlisi), Z=260 (göbek dişlisi) Göbek dişlisinin devri 2975 d/d olmak üzere dişlilerin çevrim oranları; n 1g =n g /n 1 =Z z /Z 1 =260/24=10.83 (1. kademe) n 1 =10.83x2975=32229 d/d (1.kademe devri) n 2g =n g /n 2 =Z z /Z 2 =260/16=16.25 (2. Kademe) n 2 =16.25x2975=48343.75 d/d (2.kademe devri) olarak bulunur. Kavrama frekansları; Göbek dişlisi (D.K.F.) g =260x2975=773500 d/d =12891.6 Hz 1. kademe dişlisi (D.K.F.) 1 =24x32229=773496 d/d =12891.6 Hz 2. kademe dişlisi (D.K.F.) 2 =16x48343.75=773500 d/d=12891.6 Hz Çizelge EK. ISO 2372 Titreşim Şiddet Standardı Titreşim şiddet aralığı sınırları Sınıflarına göre makinaların titreşim şiddet (Hız) aralıkları in/s (PK) mm/s (PK) mm/s (RMS) Sınıf I < 20 HP Sınıf II 20-100 HP Sınıf III >100 HP Sınıf IV >100 HP 0.015 0.381 0.28 A 0.025 0.635 0.45 A A 0.039 0.991 0.71 A B 0.062 1.575 1.12 B 0.099 2.515 1.80 C B 0.154 3.912 2.80 C B 0.248 6.3 4.50 C 0.392 10 7.10 C 0.617 15.67 11.2 0.993 25.22 18.0 D D 1.540 39.12 28.0 D D 2.480 63 45.0 3.940 100 71.0 A: İyi 20 HP = 15 kw B: İzin verilebilir 100 HP = 75 kw C: İdare eder D: İzin verilemez 106 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 18, No 3, 2003