Rulamlı-rotor Sistemlerinin Modellenmesi Ve Analizi

Abstract

Bilyalı rulmanlar birçok mekanik uygulamada kullanılan çok önemli parçalardandır. Ayrıca bilyalı rulmanlar tarafından üretilen ve aktarılan titreşimlerin incelenmesi özellikle kestirimci bakım ve hata tespiti gibi konular için de önemli olduğundan çalışmaya değer bir konudur. Dönen makinaların toplam titreşimleri üzerinde rulmanların önemli etkilerinin olduğu bilinmetedir. Bu çalışmanın amacı; yeni bir rulmanlı-rotor modeli oluşturmak ve bu sayede bu yapıların bir makinan toplam titreşimleri üzerine etkilerini incelemektir. Çalışma sırasında Msc. ADAMS, I-DEAS, Matlab ve ICATS ticari yazılımlarından sayısal ve deneysel aşamalarda faydalanılmıştır. Bu çalışmada konu ile ilgili literatür araşturılmış ve kullanılan metotlar incelenmiştir.Teorik altyapı aktarılmış ve böylce sayısal ve deneysel analizlerin analitik altyapısı ortaya konulmuştur. Bilyalı rulman modelinin ADAMS ortamında nasıl oluşturulduğu adım adım anlatılmış ve rulmanlı-rotor yapısının nasıl oluşturulduğundan bahsedilmiştir. Kurulan modeli doğrulamak amacıyla test düzeneği tasarlanmıştır Deneysel modal analizler ve order tracking analizleri bu süreçte kullanılmıştır. Model ileriki çalışmaları ışık tutması amacıyla doğrulanmıştır. Kurulan modelin rulmanlı-rotor sistemlerinin dinamik özelliklerini kritik olan bir frekans aralığı için yansıtabildiği gösterilmiştir. Değişik hızlara göre değişen rezonans karakterleri de çalışmada başarıyla incelenmiştir.

Ball bearings are the one of the most common components in many mechanical engineering applications. It is known that ball bearings have very significant role on the global vibrations of a rotating machinery. The aim of this study is improving a new rotor-ball bearing model in order to investigate the effects of rotor-ball bearing systems on the global vibrations of a machine espacially. The commercial softwares used during this study are Msc. ADAMS, I-DEAS, Matlab and ICATS in numerical and experimental procedures. In this study there is a literature survey about modelling the ball-bearing systems and methods are investigated. The theoretical background of the study is introduced at the theory section in order to understand the analytical manner behind the numerical and experimental procedures. The steps of building a ball bearing model in Msc ADAMS is mentioned and the procedure of assembling it with the rotor part is also described. A test rig is designed in order to validate the numerical model. Experimental modal analyses and order tracking analyses are performed during the experimantal validation process. The model is validated for further analysis. It is shown that the model developed in this study is capable of representing the dynamic characteristics of rotor-ball bearing systems in an acceptable frequency range. The resonance characteristics of the rotor-ball bearing system are well-suited with the experimental results and the change of modal characteristics of the system proportinal to running speed is modelled succesfully.