Polimer Malzemelerde Yüzey Pürüzlülüğünün Sürtünme Kaynaklı Gürültü Üzerine Etkisi

Abstract

Teknikte kullanılan polimer malzemelerin çeşitli parametrelere bağlı olarak gürültü karakteristiklerinin belirlenebilmesi için bir pim-ring deney tesisatı kullanılmıştır. Normal kuvvet, kayma hızı ve yüzey pürüzlülüğü, deney tesisatında değiştirilebilen parametreler olup, ölçülebilen büyüklükler ise sürtünme kuvveti, tur sayısı ve ses basınç düzeyidir. Ses ölçümü bir akustik oda içerisinde, yarım parmak mikrofon yardımıyla 1/3 oktav bandında 400 Hz ile 12,5 kHz arasındaki frekans bandında yapılmıştır. Deneylerde poliamid 6, döküm poliamid 6, MoS2 katkılı döküm poliamid 6 ve yağ emdirilmiş döküm poliamid 6 kullanılmıştır. Ses basınç düzeyi ölçümleri, 20 N, 40 N ve 80 N’luk normal yük altında, 0,2–1,6 m/sn aralığında olmak üzere sekiz farklı hızda gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, ses basınç düzeyinin uygulanan normal kuvvetten bağımsız olduğu, 1/3 oktav bandındaki merkez frekans değerleri için artan hızla arttığı görülmüştür. Artan kayma hızıyla birlikte artan sürtünme katsayısının yüksek olduğu durumlarda, sürtünme kaynaklı titreşimin gürültüyü önemli ölçüde arttırıcı yönde etki yaptığı söylenebilir. Ayrıca, artan yüzey pürüzlülüğü ve normal kuvvet ile sürtünme katsayısının düştüğü görülmektedir. Genel olarak katkısız malzemeler için düşük yüzey pürüzlülüğünde, kayma mesafesi arttıkça yüksek frekanslardaki ses basınç düzeyinin arttığı söylenebilir.

A pin on ring test apparatus has been utilized to analyze the noise characteristics of polymers used especially in industry under various operating conditions. Normal load (surface pressure), sliding speed and surface roughness are adjustable parameters whereas frictional force, number of revolution and sound pressure level are the parameters recorded during the experiments. Noise measurements are held in an acoustic chamber by a ½ microphone, in the range from 400 Hz to 12,5 kHz frequency in 1/3 octave spectra. Polyamide 6, cast polyamide 6, MoS2 reinforced cast polyamide 6, and oil imbued cast polyamide 6 are used in experiments. Sound pressure level measurements are carried out for 20 N, 40 N and 80 N normal loads and eight different speeds between 0,2-1,6 m/s. It is concluded that sound pressure level generally does not vary with the normal load whereas it slightly increases with the sliding speed in the center frequencies of 1/3 octave bands. The coefficient of friction increases with increasing sliding speed. In the cases where the coefficient of friction is relatively high, friction induced vibration has a significant effect on the increase of sound pressure level. Moreover, it was found that increasing surface roughness and normal load, decreases the coefficient of friction. Generally, for unreinforced materials in low surface roughness, it can be concluded that, high frequency sound pressure level increases with sliding distance.