örnek çalışma
“Kutunun Dışında” - OAV Hava Rulmanları Kullanılarak Bir Tuzak Çeneli Karıncanın Mandibula Vuruşundan Gelen Enerjinin Doğru Ölçümü.
OAV kurucusu Murat Ertürk'ün en sevdiği tabir, "outside the box", Murat'ın havacılık ve uzay ve havacılıkla ilgili teknolojilerdeki mühendislik kariyerinin ardından başladığı şirketle uyumlu bir şekilde ilişkilendiriliyor. Gerçekten de, OAV mühendislerinin çoğu düşünmeye odakli Müşteriler ve müşterilerle konuşurken veya mevcut üretim ve endüstri çapındaki sorunları çözmek için yeni havalı yataklar geliştirirken "alışılmışın dışında" tıpkı LED teknolojisinin akkor ampullerin yerini alması gibi, sürtünmesiz havalı yataklar da hızla standart silindirin yerini alıyor ve lineer rulmanlar, yalnızca endüstrinin daha fazla verimlilik ve enerji tasarrufu ihtiyacıni değil, aynı zamanda daha fazla hassasiyet ve uzun vadeli maliyet tasarrufuna katki sagliyor.
Duke Üniversitesi'nden Dr. Sheila Patek'in laboratuvarında doktora öğrencisi olan Justin Jorge, kısa süre önce bir karıncanın, daha doğrusu tuzak çeneli karıncanın çenelerinden salınan enerjiyi ölçmekle görevlendirildi. Jorge, akım sensörlerinin ve enerji ölçüm tekniklerinin, bir tuzak çeneli karıncanın çene vuruşunun boyut ve zaman ölçeklerinde çalışmadığını fark etti ve yeni bir sarkaç tabanlı ölçüm sistemi oluşturmaya koyuldu. Uzun bir tasarım ve test döneminden sonra Jorge, çenelerden salınan enerjiyi doğru bir şekilde ölçmek için bir sarkaç oluşturmaya yönelik geleneksel tekniklerin (mevcut makaralı yatakları kullanan sarkaç tabanlı bir ölçüm sistemi dahil) büyük ölçüde yetersiz ve yanlış olduğu sonucuna vardı. Gerçekten de, tuzak çeneli karıncanın çenelerinin boyutu, hızı ve ivmesi nedeniyle herhangi bir ölçüm girişimi son derece zordu - çene uçlarının sıradan bir tabancadan ateşlenen bir mermiden daha yüksek bir hızda hızlandığı düşünülürse sebebi anlaşılır. Altçenelerin hedefleri üzerinde ürettikleri enerji, ortak bir dönme yatağına sahip standart yöntemler kullanılarak yaygın teknolojilerin kullanılması doğru bir şekilde belirlenemedi. Alınan veriler test düzeneğinin önceki tasarımlarında geleneksel yatakların ilk sürtünme ve atalet momentinin üstesinden gelemedi.
Duke Üniversitesi'nde Dr. Patek'in laboratuvarında çalışan Jorge'nin ümidi, azaltılmış veya sürtünmesiz bir dönme noktası gerektiren yeni bir sarkaç tabanlı ölçüm cihazı tasarlamaktı. "Outside the Box" düşünerek olası bir çözüm olarak yeni bir teknoloji olan havalı rulmanlari üzerine yogunlasti. OAV'deki mühendislerle bir dizi tasarım ve uygulama görüşmesinden sonra, doğru yolda olduğunu anladı. Sonraki testler onun haklı olduğunu kanıtladı.
Jorge, çift rijit sarkaç test düzeneğinin dayanak noktasındaki geleneksel makaralı yatağı OAV Havalı Makaralı Rulman ile değiştirerek, kalite testi verilerinin toplanmasında geleneksel rulmanların sunduğu engelin üstesinden gelmeyi başardı. His Sonuçlar açıktı: "sürtünmenin bu ölçeklerde (mikro joule) enerji ölçümü üzerinde büyük bir etkisi var … ve ... OAV hava yatakları kullanılarak ölçülen enerji miktarı, geleneksel bilyeli yataklar kullandığımız zamana göre en az altı kat daha fazla." Bu sonucun net sonucu, geleneksel rulmanların dönme hareketinde kaybedilen bariz enerji ve geleneksel rulmanlara göre hava rulmanlarını kullanmanın uzun vadeli avantajlarıdır. Jorge ayrıca, havalı rulmanlarin geleneksel yataklardan açıkça daha maliyetli olmasına rağmen, testler ve kesin sonuçlar arasındaki bakımı ortadan kaldırarak zamandan tasarruf sağlayarak (kullanımının) haklı gösterilebileceği sonucuna vardı. geleneksel rulmanlarla imkansız olan iyon ve doğruluk OAV ile saglandi”
OAV mühendisleri, Üniversite ve kurumsal tabanlı araştırmacılar için destekleyici çalışmalarının çoğunda benzer hikayelere sahiptir. İster tuzak çene karıncanın çene vuruşu tarafından üretilen enerji, ister sıradan bir ev sineğinin kanatları tarafından üretilen enerji test ediliyor olsun, OAV geleceğe yönelik çözümler sağlamak için var güçü ile çalışıyor.
______________________________
Jorge, JF, Bergbreiter, S. ve Patek, SN (2021). Sarkaç tabanlı ölçümler, bir tuzak çeneli karınca ölçeğinde darbe dinamiklerini ortaya koyuyor. J Exp Biol jeb.232157.
Bu malzeme, ABD Ordusu Araştırma Laboratuvarı ve ABD 592 Ordusu Araştırma Ofisi tarafından W911NF-15-1- 0358. sözleşme/hibe numarası kapsamında desteklenen çalışmaya dayanmaktadır.
OAV founder Murat Erturk’s favorite expression, “outside the box", is appropriately associated with the company Murat started after his engineering career in aerospace and aviation related technologies. Indeed, many of OAV’s engineers focus on thinking “outside the box” when speaking with clients and customers or when developing new air bearings to solve existing manufacturing and industry wide problems. In much the same way that LED technology has come to replace incandescent light bulbs, frictionless air bearings are rapidly replacing standard roller and linear bearings, thanks not only to the industry’s need for greater efficiency and energy reduction, but also due to the need for greater precision and long-term cost savings.
Justin Jorge, a PhD student in the laboratory of Dr. Sheila Patek at Duke University, was recently tasked with measuring the energy released from the mandibles of an ant, the trap-jaw ant to be precise. Jorge realized that the current sensors and energy measurement techniques did not work at the size and time scales of a trap-jaw ant mandible strike and set out to create a novel pendulum-based measurement system. After an extended period of design and testing, Jorge came to the conclusion that conventional techniques for creating a pendulum (including a pendulum-based measurement system utilizing existing roller bearings) for accurately measuring the energy released from the mandibles were grossly insufficient and inaccurate. Indeed, any attempts at a measurement was made exceedingly difficult due to the size, speed, and acceleration of the trap-jaw ant’s mandibles – an understandable conclusion given the tips of the mandibles accelerate at a speed greater than a bullet fired from a common handgun. The energy generated by the mandibles on their target could not be accurately determined through the use of common technologies using standard methods with a common rotational bearing. Data taken was compromised by the energy required to overcome initial friction and moment of inertia of the traditional bearings in earlier designs of the test assembly.
Working in Dr. Patek’s laboratory at Duke University, Jorge’s hope was to design a novel pendulum-based measurement device that required a reduced or frictionless point of rotation. Thinking “outside the box”, he landed upon a new technology – air bearings – as a possible solution. Following a series of design and application discussions with the engineers at OAV, he knew he was on the right track. Subsequent tests have proven him correct.
By replacing the traditional roller bearing at the fulcrum of the dual rigid pendulum test assembly with the OAV Air Roller Bearing, Jorge was able to overcome the hurdle presented by traditional bearings in collecting quality test data. His conclusions were clear: “friction has a large effect on energy measurement at these scales (micro-joules) …and…the amount of energy measured using the OAV air bearings is at least six times greater than when we used traditional ball bearings.” The clear corollary to this conclusion is the obvious loss of energy lost to the traditional bearings rotational motion and the long-term advantages of utilizing air bearings over traditional ones. Jorge also concluded that while the air bearing is clearly more costly than traditional bearings, one can “justify (it’s use) with savings in time by eliminating maintenance between tests and the precision and accuracy that is impossible with traditional bearings.” OAV’s engineers concur. The use of air bearings may be more costly initially but they reduce long term costs through less maintenance and down time (and associated labor) costs, increased long term reliability, and accuracy.
OAV engineers have similar stories in much of their supportive work for University and corporate based researchers. Whether one is testing the energy generated by the trap jaw ant mandible strike or the energy generated by the wings of a common house fly, OAV is working to supply solutions for the future.
______________________________
Jorge, J. F., Bergbreiter, S. and Patek, S. N. (2021). Pendulum-based measurements reveal impact dynamics at the scale of a trap-jaw ant. J Exp Biol jeb.232157.
This material is based on work supported by the U.S. Army Research Laboratory and the U.S. 592 Army Research Office under contract/grant number W911NF-15-1- 0358.