Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Şenol ERDOĞAN
Danışman: Yusuf Usta
Özet:
Kollektör pabucu, trenlerin çalışma güvenliğini etkileyen önemli bir bileşen olmakla birlikte sistemin yapısı, ara yüzdeki elektrik akımı nedeniyle malzemenin sürtünme ve aşınma davranışı üzerinde karmaşık bir etkiye sahip olmaktadır. Bu tezde, Ankara Metrosu trenlerinde kullanılan üçüncü ray ve kollektör pabuçları ara yüzünde meydana gelen etkileşim, bu etkileşim nedeniyle kollektör pabucunun aşınma davranışı, kullanılan mevcut pabuç malzemesinin yerine toz metalurjisi ile özellikleri iyileştirilmiş yeni parçanın nasıl davranacağıyla ilgili deneysel ve sonlu elemanlar analizine yönelik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bunun için bakır-grafit malzeme çifti kullanılmış, farklı oranlarda karışımlar hazırlanarak performans testleri uygulanmıştır. Mevcut durumda kollektör pabucu olarak kullanılan GGG40 küresel grafitli dökme demir pabuçta sertlik ortalama 184 HB olarak iken üretilen bakır-grafit çiftinde ortalama 161 HB olarak ölçülmüştür. Kollektörler üzerinde akım yoğunluğu ve baskı kuvveti olmak üzere iki farklı parametre bulunduğundan numuneler üzerinde de aynıları test edilmiş, mevcut durumda kullanılan 150 N kuvvet değerinde sabit tutulmak suretiyle akım yoğunlukları değiştirilirken akım yoğunluğu da 0,033 A/mm2 değerinde sabit tutulmak suretiyle kuvvet değiştirilmiştir. Gerçekleştirilen sonlu eleman analizi ve pin-on-plate testinden elde edilen sıcaklık ölçümlerine göre uygulanan kuvvet 150 N değerinde sabit tutularak kayma mesafesi 100 metreye ulaştığında temas yüzeyindeki sıcaklığın hızla arttığı ve sonraki artışların daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Sonlu elemanlar analizi ile pin-on-plate testinde gerçekleştirilen ölçüm sonuçları karşılaştırıldığında ölçüm farklılığının %0,8 ile %10 arasında değiştiği görülmüştür. Ayrıca %5, %10 ve %15 grafit ilaveli bakır grafit çiftleri kıyaslandığında ise %10 grafit ilaveli bakır-grafit çiftinin daha az aşınma miktarına sahip olduğu sonucuna varılmıştır. Baz değerlerde (150 N-0.033 A/mm2) %10 grafit ilaveli bakır grafit çiftinin aşınma miktarı 4,50 mg/m olarak gerçekleşirken, bu rakam %15 ve %5 grafit ilaveli bakır grafit çifti için sırasıyla 4,98 mg/m ve 5,45 mg/m olarak gerçekleşmiştir. Mevcut GGG40’dan yapılmış kollektör pabucu için oluşan aşınma miktarı ise bakır-grafit çiftinden yapılmış kollektör pabucundaki aşınma miktarına göre artış göstererek 6.4 mg/m olarak meydana gelmiştir.
Anahtar Kelimeler : Toz metalurjisi, kollektör pabucu, üçüncü ray