Geri Dön

Helikopter dişli kutuları yağlama sistemlerinde kullanılan kaba filtre entegreli yağ jetlerinin basınç kayıplarının iyileştirilmesi

Optimization of pressure losses in last chance filter integrated oil jets used in helicopter gearbox lubrication systems

PDF İndir

  1. Tez No: 938816
  2. Yazar: BERAT POLAT
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HACI BEKİR ÖZERKAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 124

Özet

Dişli kutuları, endüstriyel uygulamalarda motor gücünü uygun hız ve torka dönüştürerek makinelerin istenilen koşullarda çalışmasını sağlar. Bu sistemlerin verimliliği, doğru yağlama ve soğutma sistemlerine bağlıdır. Dişli kutularının kullanım alanlarına göre birçok yağlama çeşidi vardır. Helikopter dişli kutularında aktif yağlama sistemleri kullanılır. Aktif yağlama sistemlerinin en önemli parçalarından olan yağ jetleri dişlilere ve rulmanlara yağ iletirken, aynı zamanda üzerindeki entegre kaba filtreleme bölgesi sayesinde yağ içerisindeki talaş, çapak gibi kaba kirlerden yağı arındırmış olur. Böylece dişli ve rulmanlara temiz yağ gönderilmiş olur. Ancak, filtreleme bölgesindeki basınç kayıpları sistemin verimliliğini etkileyebilir. Yağ jetleri tasarımında, basınç kaybını minimize etmek, daha verimli ve hafif sistemler oluşturulmasını sağlar. Yağ jeti tasarımları optimize edilmediği durumlarda yağ pompasının kapasitesi arttırılır. Bu durum hem ağırlık artışına hem de daha fazla enerji tüketimine sebep olur. Özellikle havacılık gibi uygulamalarda, hafif ve verimli tasarımlar uçuş performansı, yakıt tüketimi ve maliyetler açısından büyük önem taşır. Helikopter dişli kutularında sayıları 50'ye kadar çıkan yağ jetlerinin tasarımında, basınç kayıplarını sınırlandırırken üretim süresi ve maliyetler de dikkate alınmalıdır. Bu çalışmada, aktif yağlama sistemlerinde kullanılan kaba filtreli yağ jetlerinin tasarımındaki delik sayısı, delik yerleşimi ve filtreleme bölgesinin uzunluğunun basınç kayıpları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Filtreleme uzunluğu olarak 15 mm, 20 mm, 30 mm ve 40 mm olarak seçilmiştir. Yağ jetlerinde filtreme bölgesindeki delik çapları 0.25 mm olarak belirlenmiştir. Yağ jeti üzerindeki filtreme bölgesi dış çapı ise 9 mm' dir. 15 mm filtreleme bölgesi için 308, 518 ve 1020 delik, 20 mm filtreleme bölgesi için 448, 777 ve 1479 delik, 30 mm filtreleme bölgesi için 728, 1258 ve 2496 delik, 40 mm filtreleme bölgesi için 1008, 1776 ve 3604 delik olmak üzere 12 farklı konfigürasyonun hesaplamalı akışkanlar dinamiği çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Tüm konfigürasyonların hacimsel debi ve basınç kayıp ilişkileri ortaya çıkarılmıştır. Ayrıca 1020, 1479, 2496 ve 3604 deliğe sahip yağ jetleri için deneysel çalışmalar da gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar ile sayısal çalışmalar doğrulanmıştır. Deneysel ve sayısal çalışmalar arasında %10 sapma görülmüştür. Bu sapmanın deney düzeneğindeki hidrolik hat ve ekipmanların kayıplarından kaynaklandığı düşünülmektedir. Sayısal ve deneysel çalışma sonuçları incelendiğinde artan delik sayısıyla beraber basınç kayıplarının önemli ölçüde azaldığı görülmüştür. Aynı hacimsel debide delik sayısı iki katına çıkarıldığında basınç kayıpları yaklaşık %30 oranında azalmaktadır. Ayrıca aynı delik sayısına sahip kısa ve uzun filtrelerde uzun filtreleme bölgesine sahip yağ jetlerinin %7 daha az basınç kaybı oluşturduğu görülmüştür. 15 mm filtreleme bölgesinde 20 l/dk yağ debisi için 308 delikte oluşan basınç kaybı 1020 deliğe göre %242 daha fazladır. 20 mm filtreme bölgesinde 448 delikte oluşan basınç kaybı 1479 delik sayısına göre %115 daha fazla olmaktadır. 30 mm filtreleme bölgesinde 728 delikte oluşan basınç kaybı 2496 delik sayısına göre %78 daha fazla olmaktadır. 40 mm filtreme bölgesinde 1008 delikte oluşan basınç kaybı 3604 deliğe göre %48 daha fazla olmaktadır.

Özet (Çeviri)

Gearboxes ensure the efficient operation of machines by converting engine power into the appropriate speed and torque in industrial applications. The efficiency of these systems depends on proper lubrication and cooling systems. There are various lubrication types depending on the application of the gearboxes. Active lubrication systems are used in helicopter gearboxes. One of the most important components of active lubrication systems is the oil jets, which deliver oil to the gears and bearings. At the same time, through their integrated coarse filtration region, these oil jets filter out coarse contaminants such as metal chips and burrs from the oil, ensuring that clean oil is delivered to the gears and bearings. However, the pressure losses in the filtration region may affect the system's efficiency. In the design of oil jets, minimizing pressure loss contributes to the creation of more efficient and lightweight systems. In cases where the jet design is not optimized, the capacity of the oil pump is increased, which leads to both increased weight and higher energy consumption. This is particularly important in applications like aviation, where lightweight and efficient designs are crucial for flight performance, fuel consumption, and cost-effectiveness. In the design of oil jets, which can number up to 50 in helicopter gearboxes, pressure loss should be minimized while also considering production time and costs. This study investigates the effects of the number of holes, hole arrangement, and the length of the filtration region on pressure losses in the design of oil jets with coarse filters used in active lubrication systems. Filtration lengths of 15 mm, 20 mm, 30 mm, and 40 mm were selected. The hole diameters in the filtration region of the oil jets were set to 0.25 mm. The outer diameter of the filtration region on the oil jet is 9 mm. Computational Fluid Dynamics (CFD) studies were performed for 12 different configurations: 308, 518, and 1020 holes for the 15 mm filtration region; 448, 777, and 1479 holes for the 20 mm filtration region; 728, 1258, and 2496 holes for the 30 mm filtration region; and 1008, 1776, and 3604 holes for the 40 mm filtration region. The volumetric flow rate and pressure loss relationships for all configurations were determined. Additionally, experimental studies were carried out for the oil jets with 1020, 1479, 2496, and 3604 holes. The experimental results were validated with numerical simulations, showing a deviation of 10%. This deviation is believed to be due to losses in the hydraulic lines and equipment in the experimental setup. When analyzing both the numerical and experimental results, it was observed that pressure losses significantly decreased with an increasing number of holes. When the number of holes is doubled at the same volumetric flow rate, pressure losses decrease by approximately 30%. Furthermore, for oil jets with the same number of holes, those with longer filtration regions produced 7% less pressure loss compared to shorter ones. For the 15 mm filtration region, the pressure loss in the configuration with 308 holes at a 20 l/min oil flow rate is 242% higher than in the configuration with 1020 holes. For the 20 mm filtration region, the pressure loss in the configuration with 448 holes is 115% higher than in the configuration with 1479 holes. In the 30 mm filtration region, the pressure loss in the configuration with 728 holes is 78% higher than in the configuration with 2496 holes. Lastly, in the 40 mm filtration region, the pressure loss in the configuration with 1008 holes is 48% higher than in the configuration with 3604 holes.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    581450

    A theoretical and experimental study on asymmetric spur gears

    Asimetrik düz dişliler üzerine teorik ve deneysel bir çalışma

    BURAK ŞAHİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Makine MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİHAT YILDIRIM

  2. Tez No

    489537

    Vibration reduction of helicopter tail shaft by using dry friction dampers

    Helikopter kuyruk şaftı titreşimlerinin kuru sürtünmeli sönümleyiciler kullanarak azaltılması

    ONUR ÖZAYDIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ENDER CİĞEROĞLU

  3. Tez No

    682720

    Helikopter için eklemeli imalat ile Ti6Al4V dişli üretimi ve ardıl işlemlerin etkisinin araştırılması

    Production of Ti6Al4V gear by additive manufacturing for helicopter and investigation of the effect of post-processing

    MAHMUT ŞAMİL KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER KELEŞ

  4. Tez No

    663744

    AISI 9310 çeliğine karburizasyon öncesi yapılan bakırkaplamanın gözenek özelliğinin incelenmesi

    Investigation of the porosity properties of copper plating before carburization on AISI 9310 steels

    MERVE YAVAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Metalurji MühendisliğiEskişehir Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜRSOY ARSLAN

  5. Tez No

    940907

    Helikopter transmisyon dişlilerinin kafes tabanlı tasarımı ve titreşim davranışlarının incelenmesi

    Lattice-based design of helicopter transmissions and investigation of their vibration behavior

    YUSUF SAĞLAM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Havacılık ve Uzay MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HARUN GÖKÇE

Geri Dön