ISSN: 1304-7191 | E-ISSN: 1304-7205
Modelling of wear on a circular cam profile
1
2
Sigma J Eng Nat Sci 2012; 30(3): 332-340
Full Text PDF (Turkish)

Abstract

Life prediction for dynamic systems is very important for machine designers in terms of technical and economical reasons. Wear of co-working surfaces is a critical factor affecting the life of the product. Although wear is definitely an ordinary event, the mechanism and theory of wear are very complex phenomenon of the system which includes
material properties, operating conditions (load, speed, etc.), contact geometry, surface roughness, and environment (lubrication, temperature, etc.). However, it is not possible to deal with so many components on a mathematical model. The modelling studies which involves the wear arised surface of the cam by considering only spring forces
effects are present in the literature. In this study, the mathematical model has been formed by considering inertia forces arising from the spring affecting
cam mechanism and acceleration of the follower.
Archard's wear equation has been adapted to the current situation and a mathematical model which reveals the depth of wear depending on the force and time variable has been established in dry conditions. For the same existing conditions, experimental studies have been performed for PTFE cam profile and then wear depth of the worn cam profile have been determined by CMM (Coordinate Measuring Machine) for different angles. Experimental results
were compared with the theoretical data that as a mathematical model put forward and was seen a reliable modelaccording to the amount of wear estimated, and new cam and follower profiles are obtained.


Dairesel kam profili üzerindeki aşınmanın modellenmesi
1Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim dalı, Yıldız-İSTANBUL; Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Yıldız-İSTANBUL
2Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Yıldız-İSTANBUL
Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences 2012; 3(30): 332-340

Dinamik sistemler için ömür tahmini tasarımcılar açısından teknik ve ekonomik sebeplerden dolayı oldukça önemlidir. Eş çalışan yüzeylerin aşınması da ürün ömrünü etkileyen kritik bir faktördür. Aşınmanın kendisi kesinlikle sıradan bir olay olmasına rağmen aşınma teorisi ve mekanizması sistemin malzeme özelliklerini, çalışma şartlarını (yük, hız, v.s.), değme geometrisini, yüzey pürüzlüğünü ve çevresel faktörleri (yağlama, sıcaklık, v.s.) kapsayan çok kompleks bir olgudur. Ancak bu kadar çok bileşeni bir matematik model üzerinde ele almak mümkün değildir. Literatürde, kam yüzeyinde sadece yay kuvvetinin sebep olduğu aşınmayı modelleme çalışmaları mevcuttur. Bu çalışmada, kam mekanizmasını etkileyen yay ve izleyicinin ivmelenmesinden doğan atalet kuvvetleri de göz önüne alınarak bir matematik modelleme çalışması yapılmıştır. Archard’ın aşınma denklemi mevcut duruma adapte edilmiş ve kuru şartlarda aşınma derinliğini kuvvet ve zaman
değişkenine bağlı olarak verebilen bir matematik model kurulmuştur. Aynı mevcut şartlar için deneysel çalışmalar PTFE malzemeye sahip kam profili için yapılmış ve aşınan kam profilinin farklı açılarındaki aşınma derinliği CMM yardımıyla belirlenmiştir. Deneysel olarak belirlenen sonuçlar matematik modelin ortaya koyduğu teorik verilerle karşılaştırılmış ve modelin güvenilir olduğu görülmüştür.