Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Öğrenci: ABDURRAHİM DAL
Danışman: TUNCAY KARAÇAY
Özet:Aerostatik hava yatakları ile desteklenmiş yatak-şaft sistemlerinde, yatak ve şaft yüzeyleri arasına yatak üzerine yerleştirilmiş besleme delikleri vasıtasıyla iletilen basınçlı hava ile ince yağlayıcı film oluşturulur. Bu yağlayıcı film iki yüzeyin birbirine temas etmesini önler ve rotoru taşır. Havanın viskozitesinin çok düşük olması sayesinde, aerostatik hava yatakları yüksek hızlarda çalışan şaftların desteklenmesi için uygundur. Bir çok endüstriyel uygulamada, bir ucundan aerostatik hava yatağı ile, diğer ucundan konvansiyonel yatak ile desteklenmiş yatak-şaft sistemi kullanılmaktadır. Ancak bu sistemlerde aerostatik hava yataklarının üstünlüklerini kısıtlamaktadır. Bu çalışmada iki ucundan daha büyük boşluk miktarına sahip aerostatik hava yatakları ile desteklenmiş bir yatak-şaft sisteminin dinamiği teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Bu kapsamda ilk olarak yatak-şaft sistemi dört serbestlik dereceli olarak modellenmiştir. Bunun ardından, hareket denklemleri içerisinde yer alan, hava filmi kuvvetlerinin hesaplanması için, havanın yüzeyler arasındaki hareketi, Reynold's denklemi ile modellenmiş ve Diferansiyel Dönüşüm & Sonlu Farklar hibrid sayısal çözüm yöntemi ile çözülerek yüzeyler arasındaki basınç dağılımları ve yağlayıcı hava film kuvvetleri elde edilmiştir. Bu matematiksel modeller, MATLAB ortamında geliştirilen bir algoritma ile sayısal olarak birlikte çözdürülmüştür. Yatak geometrik parametrelerinin ve çalışma koşullarının yatak-şaft sistemi dinamiğine etkilerinin araştırılması amacıyla, her biri bir geometrik parametreyi ifade edecek biçimde altı farklı aerostatik hava yatağı tasarlanmış,bu yatakların yatak yük taşıma kapasiteleri belirlenmiştir. Bunun ardından, tasarlanan yatak çifti ile desteklenmiş yatak-şaft sistemlerinin benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Benzetim sonuçları, zaman ve frekans tanım bölgesi analiz teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Bu benzetimlerde, yatak ve şaft yüzeyleri arasındaki basınç değerlerinin değişimi ile yatak-şaft sistemi titreşimleri arasındaki ilişkinin incelenmesi amacıyla, yüzeyler arasındaki basınç değerleri benzetim süresince bir zaman serisi olarak kaydedilmiş ve sonuçlar zaman ve frekans tanım bölgesinde analiz edilmiştir. Elde edilen benzetim sonuçlarının mertebe bakımından doğrulanması amacıyla bir test sistemi de tasarlanmıştır. Deneysel çalışmalar kapsamında, teorik araştırmalarda incelenen her bir geometrik parametreye uygun olarak tasarlanıp üretilmiş yatak-şaft sistemleri test edilmiştir. Testlerde yakınlık ölçer sensörler yardımıyla şaftın hareketi kaydedilmiş, basınç sensörler ile yataklardaki basınç değerleri ölçülmüş ve şaftın dönüş hızı temassız takometre ile ölçülmüştür. Deneysel sonuçlarda zaman ve frekans tanım bölgesinde araştırılmış ve teorik sonuçlar ile kıyaslanmıştır.