Ağır ticari araç kabin denge çubuğu için malzeme seçimi analizi

Denge çubuğu tüm taşıtlarda kullanılan, aracın devrilme direncini sağlayan en önemli elemandır. Ağır ticari araçların yüksek yük taşıma kapasitesi ve zor yol şartlarında çalışması yüksek rijitlikte bir süspansiyon sistemi ve denge çubuğuna sahip olmasını gerektirmektedir. Süspansiyon sistemi rijitliğinin yüksek olması güvenli sürüş sağlarken buna karşın sürücü konforunu azaltıcı yönde etkilemektedir. Bu nedenle ağır ticari araçların kabinlerinde fazladan bir süspansiyon sistemi tasarımı yapılmaktadır ve kabin süspansiyonunda kullanılan denge çubuğuna kabin denge çubuğu adı verilmektedir. Bu çalışmada ağır ticari araçların kabin süspansiyon sistemlerinde kullanılan bir kabin devrilme çubuğunun genel tasarımı yapılmış, malzeme, ısıl işlem ve kaynak işleminin yorulma ömrüne etkisinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Yeniden tasarlanan kabin süspansiyon sisteminde, kabin denge çubuğunun değişen montaj şekline göre analitik hesapları yapılmıştır. İçi dolu ve boş çubuk kullanımı değerlendirilmiş ve boru kullanımına karar verilmiştir. Kabin denge çubuğunun uç bağlantı şekli için rakip ve teknoloji araştırması yapılarak, uygulanabilirlik ve maliyet açısından gaz altı kaynak yönteminin en uygun olduğu belirlenmiştir. Kabin denge çubuğundan beklenen rijitlik değerine göre boyutları hesaplanmıştır. Gerilme analizi sonuçlarına ve piyasadaki kullanım ve bulunabilirlik göz önüne alınarak malzeme alternatifleri değerlendirilmiş ve üç malzeme seçilerek karşılaştırılmaya karar verilmiştir; SAE 4140, 26MnB5, 34MnB5. Borular kondüksiyon yöntemiyle tavlandıktan sonra yağ ve polimerli su ortamlarında sertleştirilmişlerdir. Sertleştirme sonrası farklı sıcaklıklarda temperlenerek farklı sertliklerde borular elde edilmiştir. Kaynak çalışmasında kaynak ön ısıtma derecesi, kaynak parametreleri ve kaynak sonrası uygulanacak işlemler belirlenmiştir. Kaynak ön ısıtma için indüksiyon yöntemiyle kaynak bölgesi ısıtılmıştır. Kaynak sonrası havada soğutma ve battaniye sararak yavaş soğutma yapılmış ve battaniye ile yavaş soğutmanın daha uygun olduğuna karar verilmiştir. Hazırlanan kaynak numunelerinden sertlik ölçümleri alınmış, makro ve mikroyapı incelemesi yapılmıştır. Hazırlanan numuneler sadece burulma zorlanmasına maruz kalacakları ömür testlerine sokulmuşlardır. Ömür testinde numunelere eş gerilme uygulanmış ve çevrim sayıları üzerinden karşılaştırma yapılmıştır. Ömür testlerine göre en uzun çevrim sayısı 34MnB5 malzeme borunun yüksek sertlikte üretilen numunesinde gözlenmiştir. Tüm numunelerde hasar kaynak bölgesinde meydana gelmiştir. Sonuç olarak yüksek yorulma ömrü gerektiren bir parça olan denge çubuğu malzemesi ve imalat yöntemi belirlenmiştir.