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

Abstract

Dişli çarklar güç ve hareket iletimi için endüstrinin her alanında, değişik ortam ve koşullarda kullanılanmakine elemanlarıdır. Makinelerin bu önemli elemanlarının zorlayıcı şartlar altında çalışması sonucu,dişilerde hasarlar meydana gelmekte ve daha büyük olumsuzlukları önleyebilmek için bu hasarlarınbilinmesi ve oluşum nedenlerinin tespit edilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada amaç, dişli arızalarının sebepolduğu titreşimlerin istatistiksel proses kontrol grafiklerinde analiz edilerek düz dişli hata tespitinigerçekleştirmektir. Bu amaçla bir deney düzeneği kurulmuş, önce sağlam dişlilerin kullanılması ile farklıyükleme ve devir sayıları durumları için rulmanlı yataklar üzerinden radyal yöndeki titreşimlerkaydedilerek referans spektrumları elde edilmiştir. Daha sonra sağlam dişliler üzerinde yapılan işlemlerlesuni olarak aşınma ve kırık hasarları oluşturulmuştur. Düzenek çeşitli ön yük ve devir sayılarındaçalıştırılarak rulman yataklarındaki titreşimler kaydedilmiştir. Bu titreşimlerin frekans spektrumları veistatistiksel proses kontrol grafikleri çizdirilmiştir. Sağlam ve hasarlı dişli durumları için oluşturulangrafikler karşılaştırıldığında aşınmış dişli, tek dişi kırık pinyon dişli ve tek dişi kırık pinyon ve tekerlek dişlihasarlarının varlığı tespit edilebilmiştir.

Gears are machine elements used extensively in many areas of industry to transmit power and motion.Damage occurs due to working under compulsive conditions effective gear fault detection is crucial toprevent greater drawbacks and economic losses. The objective of this study is to monitor the existence ofdifferent types of gear defects by examining changes in the vibrations of spur gears due to faults usingvibrations analysis and statistical process control methods. For this purpose, a closed-loop test rig wasconstructed. Firstly, good gears were attached to the test assembly and vibrations data which received atradial direction via sensors on the bearings were recorded by operating the system at various loading andnumber of cycle’s conditions. Thus, a reference spectrum was obtained. Then the system was operated with artificial wear and fracture which were created on the surfaces of spur gears at various loading and numberof cycles conditions. Vibrations data which were received from the bearings were recorded. These datawere plotted on statistical control carts and frequency spectrum. Graphs of data obtained from good gearsand defective gears were compared with each other. Thus it was possible to detect the existence of worngear, one tooth broken pinion gear and one tooth broken from each pinion and wheel gears.