TÜRKĠYE TAġKÖMÜRÜ KURUMU GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

Transkript

1 TÜRKĠYE TAġKÖMÜRÜ KURUMU GENEL MÜDÜRLÜĞÜ APK DAĠRE BAġKANLIĞI Sürdürülebilir Bilgi PaylaĢıı III EKSENEL KAYMALI YATAKLAR Tuncer ÖZKAN - Kadir ÇELĠK 1

2 1

3 İÇİNDEKİLER I - KAYMALI YATAKLAR... 1 ) Özellikleri ve kullanılası :... ) Yatakların sınıflandırılası :... 3 )Kullanılan kayalı yataklar için yüklee değerleri : ) Eksenel kayalı yataklar : ) Eksenel yatakların konstrüktif büyüklükleri : ) Eksenel yatakların hesabı ) Kayalı Yatak Malzeeleri: ) Çok tabakalı yataklar: II EKSENEL KAYMALI YATAĞIN PROJELENDİRİLMESİ

4 Proje Konusu : N 185kW U 550V I 90 A n 935 d / d Cos 0,85 Karakteristik değerlere haiz bir dalgıç elektrik otoruna (MAZ) ait, seganlı (Lokalı veya pabuçlu) eksenel kayalı yatağın (ġekil 1) hesabı ile elektrik otorunun su içindeki ısına kontrolü istenektedir. Verilenler : Yüklee kuvveti : F N ( Hesaplandı) Devir sayısı : n 935 d / d 48,9 d / sn Segan( Loka) konstrüksiyonu : Oynak seganlı( Lokalı) Yağlaa şekli : Yatak taaen su içinde 6 º Kineatik viskozite : 0,554 cst 0,55410 / sn(50 C Su Malzee çifti : Çelik / Karbonlu Teflon Ç3915( X1CrNi18 8) /( Poliki K 35) ) Şekil - Oynak seganlı (lokalı) eksenel kayalı yatak konstrüksiyonu (MAZ C-89 nolu residen alınıģtır) 1

5 I - Kayalı Yataklar 1 ) Özellikleri ve kullanılası : Yatakları genel olarak, iki elean arasındaki bir veya birkaç yönde izafi harekete iniu bir sürtüne ile üsaade eden fakat kuvvet doğrultusundaki harekete engel olaya çalıģan eleanlar olarak tarif edebiliriz. Genellikle yataklar kayalı ve rulanlı olak üzere iki guruba ayrılabilir.kayalı yataklarda yüzeyler arasında kaya hareketi, rulanlarda ise yüzeyler arasında yuvarlana hareketi vardır. Her ikisinin de kendine has özellikleri olup, hiçbiri tü istedikleriizi yalnız baģına karģılayaaz. Kayalı yatakların taģıa yüzeylerinin büyük olası, titreģii,vuruntuyu ve sesi azaltasını sağlar. Kayalı yatak, sarsıntıya, toz giresine (gresle yağlanırsa) karģı daha az hassastır, daha küçük yatak boģluğuna ve diğer taraftan daha büyük bir geçe toleransına izin verir. Yapısı ve ialatı basittir. Tek veya iki parçalı olabilir. Buna karģılık yağ tabakası (fili) ancak bir kaya hareketi sonunda teģekkül ettiğinden, özellikle baģlangıç sürtünesi oldukça yüksektir. Rulanlı yataklardan çok daha geniģ olası, alıģası için zaana ihtiyaç gösteresi ve il yüzeyinin etkisi göz önünde bulundurulalıdır. Buna göre kayalı yatakların tercih nedenleri: a) Daha sessiz çalıģası öneli ise, b) Daha yüksek devir sayılarında, c) Kuvvetli sarsıntı ve titreģilerde (ÇalıĢan akinaların yanında duran yedek akinalarda), d) Eğer kayalı yataklar yeterli ise ve dezavantajları öneli değilse, e) Yatağın parçalı olası gerekiyorsa, veya dıģ çapın küçük olası isteniyorsa. ) Yatakların sınıflandırılası : Kuvvet yönüne göre : Radyal yatak (Enine yatak, taģıyıcı yatak) radyal kuvvetler için. KullanılıĢına göre ġekline göre Malzeesine göre Yağlaa Ģekline göre Eksenel yatak (Boylaa yatak, dip veya taban yatağı) eksenel kuvvetler için. : Mekaniza kutusu, otor, transisyon, türbin, hadde akinası, takı tezgahı yatakları gibi. : Geçe yatak,kapalı yatak, ayaklı yatak, asa yatak, oynak yatak, hazır yatak gibi. : Beyaz etal, bronz, kızıl dökü, hafif etal, sinter etal, plastik ve karıģık alzeeli yatak gibi. : Gres, yağ, su, ve hava yağlaalı yatak. Bilezikli, basınçlı ve basınçsız, hidrostatik veya aerostatik (gazostatik) yağlaalı yatak.

6 3 )Kullanılan kayalı yataklar için yüklee değerleri : Cetvel 1 e bakınız Cetvel Makina ialatında kullanılan kayalı yataklar için yüklee değerleri. St-Çelik; GG-Kır veya pik dökü(din 1691); WM- Beyaz etal (DIN 1703); Bl-Bz KurĢun bronzu (DIN 1716); Bz ve Rg Bronz ve kızıl dökü (DIN 1705); KH Sentetik reçine plastik (DIN 7703); sert-sertleģtiriliģ. Yatağın kullanıldığı yer Nr. En Büyük Değerler p N c [ / sn] [ / ] u Malzee yatak/il b/ d Transisyonlar 1 0 3,5 GG/St ,5 GG/St 1 Sürekli çalıģa Aralıklı çalıģa Kaldıra Makinaları WM/St WM/St ,5 KH/St ,15 KH/St KH/St ,15 KH/St50 1 DiĢli kriko Bz/St70 0,8 1,8 Vinç kolu-döne noktası GBz0/St70 0,8 1,8 Tekerlek,akara,tabur GG1/St50 0,8 1,8 Tekerlek,akara,tabur Rg8/St50 0,8 1,8 Tekerlek,akara,tabur 13 pu 100 KH/St50 0,8 1,8 Tekerlek,akara,tabur 14 pu 50 KH/St sert 0,8 1,8 Takı Tezgahları WM,Rg,Bz,GG/St 1, Konkasörler,kırıcılar, değirenler GG/St WM5/St 1 Değerler sürekli çalıģa içindir.aralıklı çalıģada WM10/St 1,5 p ye kadar alınır WM10/St GBz10,Bl-Bz/St KH/St 1 1 Presler, en yüksek basınç Bl-Bz/St 1 Hadde akinaları * Caro-Bz /St 0,5 1, KH/St sert 0,5 1, sert 3

7 Elektrik ve su akinaları n<1500,dura zaanı<8 dak. n<1500,dura zaanı>8 dak. n>1500,dura zaanı<8 dak. n>1500,dura Turbo za.daha.fazla akinalar WM10/St50 0,8 1, WM10/St WM10/St WM80/St50 - Michell-eksenel yatağı WM,KH,St - Buhar türbinleri WM/St 0,8 1,5 Buhar türbinleri Bl-Bz/St 0,8 1,5 Diğer turbo akinalar Bl-Bz/St 1,5 Pistonlu buhar akinaları, kopresörler, popalar Kroshed ve piston pernoları WM,Bl- - Ana il,biyel yatağı ,5 Bz/St WM,Bl- 1 Ana il,il yatağı ,3 Bz/St WM,Bl- 1,4 Krank,biyel yatağı ,5 Bz/St WM,Bl- 0,85 Krank, il yatağı ,5 Bz/St WM,Bl- 1 DıĢ yatak (Volan) ,0 Bz/St WM/St - Kuanda illeri WM/St 1 Kroshed kızağı WM/St - Kroshed kızağı GG/St - Lokootifler Biyel ve kroshed WM,Bz/St 0,5 0,6 Kroshed kızağı Rg/St - Otoobil ve uçak otorları Alçak devirli,biyel WM/St 0,5 0,6 Alçak devirli, krank ili Bl-Bz/St 0,5 0,6 Yüksek devirli: Uçak otoru Diesel Motorları : 1,7 p alçak devirli,3 p 4 Bl-Bz/St sert - Bl-Bz/St sert - Dört zaanlı, ana yatak ,45 0,9 Dört zaanlı, biyel yatağı ,5 0,8 Ġki zaanlı, ana yatak ,6 0,75 Ġki zaanlı, biyel yatağı ,55 0,6 Ağır akinalar (ziraat ve gei için) Alçak devirli, biyel WM,Bl- 0,65 0,8 Alçak devirli, krank ili Bz/St - sert 0,7 0,9 Alçak devirli, piston pernosu (b/d bütün dayana yüzeyi için) ,6 1,7

8 Yüksek devirli: 1,5 p alçak devir. - - Mafsallar St sert /St sert GG/St Rg,Bz/St sert Rg,Bz/St - Aerostatik yağlaalı yatak Aerodinaik yağlaalı yatak Hidrostatik yağlaalı yatak St/St 0,8 * Carobronze Kalay bronzu CuSn8 (DIN1766) p ortalaa yüzey basıncı u çevre hızı 4 ) Eksenel kayalı yataklar : Bir yataktan genel olarak aģağıdaki özelliklere sahip olası istenir ; Sürtüne ve buna bağlı sürtüne kayıplarının az olası, Geoetrik Ģeklin korunası için aģınaların iniu olası, Sıcaklığın eniyet sınırları içinde kalası. Sürtüne (sürte), birbirine göre izafi harekette bulunana cisilerin teas yüzeylerinin birbirine karģı gösterdikleri dirençtir Ģeklinde tarif edilebilir ve birbirinden taaen farklı üç cins sürtüne ardır: Kuru sürtüne Sıvı sürtüne (Yüze sürtünesi) Yarı sıvı sürtüne (kara, karıģık veya sınır sürtüne) Eğer yüzeyler yağlayıcı adde tarafından taaen ayrılıģ ve yüzeyler arasındaki teas önleniģse bu hale sıvı sürtüne hali, sıvı sürtüne ile kuru sürtüne arasında ise kısen yüzeysel teasında bulunduğu geniģ bir bölge vardır ki bu bölgeye de yarı sıvı sürtüne bölgesi denir. Kaya yüzeyleri arasındaki yağ tabakası (yağ fili), hidrodinaik (bilezikli, popalı v.s.yağlayıcılar.) veya hidrostatik (yağ, dıģarıdanyüksek basınçla yatağın içine iletilir) yağlaa ile elde edilebilir. Bilgi için, hidrostatik eksenel yataklar ile ilgili; basit bir konstrüksiyon ġekil, basınç dağılıı ġekil 3 ve yağlaa Ģeası da ġekil 4 te veriliģtir. 5

9 h K D p Basınçlı yağ p 0 K Şekil Hidrostatik yağlaalı ve basınç odalı (cepli) eksenel yatak (Karl-Heinz Decker) K Yağ cebi (basınç odası) D Kısa valfi (regülatör) h Yağ tabakası kalınlığı (yüksekliği) 6

10 F p Mil h0 pt AkıĢ yönü Yağlayıcı adde Yağ çıkıģı Yağ Cebi r i r a Taban Plakası (sabit) Yağ giriģ basıncı pz Cepbasıncı pt Şekil ġeatik olarak, paralel yüzeyli hidrostatik eksenel yatakta basınç dağılıı (Roloff/Matek) F Sabit kesitli akıģ kısa valfi (AkıĢ kontrol valfi) Manoetre p p p f Elektrik otoru Basınç kontrol valfi M Şekil - Hidrostatik yatakta yağlaa Ģeası. Bir popalı ve her bir cep önünde vanalı (ayarlanan dirençli) odel. p f Cep basıncı, p p popa basıncı. 7

11 Düz levhalı veya halkalı eksenel yataklar (şekil 5) Kaya yüzeylerinin kendilerini yağ basıncına göre ayarlayaadıkları için çok küçük yükler ( p N / c ) ve hızlar ( u 5 10 / sn ) için kullanılır veya yüksek basınçlı yağ ile (yağ popası) büyük yükler için kullanılır hale getirilebilirler (ġekil ) a) b d i d a b) d Yağ c) d b/ Yağ Yağ Şekil - Düz levhalı veya halkalı yataklar. 8

12 Lokalı (seganlı) eksenel yataklar; Eksenel yataklarda, kalınlığı hareket yönünde azalan her yağ fili, yük taģıyabilen bir yağ tabakasının oluģası için elveriģlidir. Dolayısıyla, düz kaya yüzeylerinde yağlaa kanalı elde etek için kaya yüzeyleri bir tarafa eğik yapılır. (Tek parçalı seganlı yataklar) veya birkaç oynak yüzeyden (Oynak seganlı yataklar) oluģturulur (ġekil 6,7) x p p u U h 0 u U U Şekil - eğili düz levhanın yağ tabakasında, u hızı ve p yağ basıncı dağılıģı (KLEMENCĠC e göre) 9

13 r t t u u l t t h 0 l a) l t l f b) x u h 0 h0 c) L f L t L d) l t Şekil Eksenel yataklarda, çeģitli kaya kanalları (Yağ fili Ģekilleri): a) Tek parçalı (sabit) iģleniģ kaa yüzeyli L 0,8 L ve f 0, 5 L b) Oynak seganlı L 0,8 L ve x 0, 4 L, t, c) Her iki yönde çalıģabilen tek parçalı (sabit)iģleniģ kaa yüzeyli L L d) BobeleniĢ (yuvarlatılıģ) kaya yüzeyli. L - Seganın d çapı üzerindeki uzunluğu L t - Adı veya hatve h 0 - En ince yağ fili kalınlığı t - Kaa derinliği x - Destek ağırlık erkezi ile kenar arasındaki esafe f - Düz kaya yüzeyi boyutu veya ara yüzey uzunluğu r - Bobe yarıçapı t 0,5 t, 10

14 Her yük ve devir için en iyi çözü, oynak seganlı yataklardır (ġekil 7b). Bu yataklar kendi yağ basınçlarını kendileri eydana getirirler ve sürtüne katsayıları küçüktür. Tek parçalı seganlı yataklarda, seganlar belirli bir eğile iģleniģ (Ģekil 7) olup, yağ basıncı oynak seganlı yataklarda olduğu gibi oluģasına rağen, bu basınç daha azdır. Konstrüktör fil Ģekillerini seçerken bunun ialinin basit olup oladığını da göz önüne alak zorundadır. Bu son faktör, çok defa en ağır basanıdır. Konstrüksiyonlarda, seganların uygun açıyı kendi kendine ayarlaasından baģka, yükün bütün seganlara eģit Ģekilde dağılasına ve yükün seganlara dik gelesine gayret edilir. ġekil 8, basınç dağılıı için çeģitli çözüleri gösterektedir. Burada seganların yüzeyleri bobeleģiģ, yaylı veya plastik (yuuģak deir, etal, fiber gibi. Kaya yüzeyinin elastik deforasyonu sonunda eydana gelen yağ filleri de vardır.) parçalar konuģ veya bütün bir levha uygun bir tarzda ĢekillendiriliĢtir (Ģekil 8). Seganların yüzeyleri gerektiğinde beyaz etal veya plastik kaplanıģ olup döne yönündeki kenarları yuvarlatılıģ veya pah veriliģtir. Seganların sağa sola kayaları da gerekirse konstrüktif düzenleelerle önlenelidirler. Yağlaa, düģey illerde dala yağlaa veya basınçlı yağlaa Ģeklinde ve daia içten dıģa doğru yapılır. 11

15 Şekil Eksenel yataklarda çeģitli segan konstrüksiyonları : a) Radyal kanallı plakalar, b) Eğile yayı ve antar Ģeklindeki taģıa parçalı plakalar (Ateliers de Chailles) c) Birçok helisel yay üzerine oturtuluģ oynak segan (Gen.Electr.Cop.), d) YuuĢak deir disk üzerine oturtuluģ bir esnede bağlı oynak segan (Escher Wyss) e) Bilya üzerine oturtuluģ oynak segan (Nieann), f) Aralarına esnet bilyaları konuģ seganlar (BBC) 1

16 5 ) Eksenel yatakların konstrüktif büyüklükleri : a) Ortalaa yüzey basıncı p Seganlı yataklarda ortalaa yüzey basıncı, F p F b L p z bl N / c N c c (1) bağıntısıyla hesaplanır. Beyaz etal yataklar için, p N / c () Bronz yataklar için, p N / c (3) Teflon (polytetrafluoräthylen) yataklar için, Yoğunluğu : 3, kg / d Kopa ukaveeti : 10 0 N / (0º C de) Eğile ukaveeti : 11 N / * Basa ukaveeti : 7 1 N / ** Darbe sünekliği : 8,6 danc / c Kopa uzaası : (%) E-Modülü : 350 N / *** Bilya baskı sertliği (60sn.) : 10 kg / c **** Max. kullana sıcaklığı : 00ºC * : 10. Açıklıkta 15 çöke (sehi) ** : Würfel den, (1 c 3 ) *** : Gevrek plastik alzeelerde Ģekil değiģtire (deforasyon) odülü : Uzaa 4 saat çeke. **** : Bilya çapı : 0,5,Yük:490 N, Yüklee süresi : 60 saniye değerleri alınabilir. 13

17 b F - Yükee kuvveti (yatak kuvveti, eksenel yatak yükü) z - Segan sayısı, yatak büyüklüğüne göre; z 4 1 (4) seçilir. L - Ortalaa segan uzunluğu ( d ortalaa çapa karģılık gelen seganın uzunluğu) b - Yatak geniģliği (taģıyıcı yatak geniģliği; yatak halka geniģliği) L di da ds d b) L/ b oranı; L 1,0 b 0 Şekil Konstrüktif boyutlar için; taģıa kabiliyeti aksiu, sürtüne katsayısı iniudur. L 0,7 1, b (6) En çok kullanılanlardır. Yüksek devirli yataklar için küçük değerler alınır. (5) c) Ortalaa segan uzunluğu L ; elde edilir. F p (Eşitlik 1) z b L F L / b L F p L p z N N / d) Doluluk derecesi ; F F L F L / b L L p z b p z b p z 14 (7)

18 seçilir ve, Seganlar arasındaki boģluğu belirten faktördür. Ekseriya; 0,8 (8) Her iki yönde çalıģan yataklar için de, oranı ile tariflenir. 0,5 (9) L (10) L t Lt - Adı veya hatve (Ortalaa çapa karģılık gelen. ġekil 7) e) Ortalaa yatak çapı d ; L t adıı; L t d z (11) dolayısıyla, L z L 0,8 L d t d z L 0,8 (1) bulunur. f) Yatak dıģ çapı d a ; d d b ( Şekil 9) (13) a g) Yatak iç çapı d i ; d d b ( Şekil 9) (14) i 15

19 6 ) Eksenel yatakların hesabı a) TaĢıa sayısı ve ya taģıa faktörü (Eksenel yataklar için) S O ax alınabilir. S O ax ;, yük denkleinden hesaplanabilir veya ve L b ye bağlı olarak ġekil 10 dan S O ax p h0 p h0 u b u b N / N s s (15) h 0 - En küçük (iniu) yağ tabakası (fili) kalınlığı (iģlete devir sayısında) - Dinaik viskozite (iģlete sıcaklığında) Su için, sıcaklığa bağlı olarak; yoğunluk, dinaik viskozite ve kineatik viskozite değerleri Cetvel de veriliģtir. Cetvel Su için karakteristik değerler, 0,981 bar da (Dubbel Taschenbuch für den Maschinenbau) t º C kg ,3 999,3 997,3 995,4 99,4 990,5 980,7 971,8 957, Pas 1790,5 1309,1 1001,3 797,3 653,0 547,7 464,8 354,7 8, s 1,79 1,31 1,004 0,801 0,658 0,553 0,474 0,365 0,95 - Kineatik viskozite s N s kg 3 Pa s (16) SI Uluslar arası biri sisteinde (,kg,n,kw,k) 1Pas 1 Ns / 10 Poise 10 Zentipoise 10 cp 3 3 Paskal saniye 6 1 / s 110 / s 1 Zentistokes 1cSt N Pa ( Paskal ), 10 Pa 1 bar Ayrıca, suyun sıcaklığa bağlı olarak kineatik viskozitesi ġekil 11 deki diyagradan da okunabilir. 16

20 Şekil - ve Lbye bağlı olarak taģıa faktörü S O ax değerleri (Drescher e göre) ġekil 10 incelendiğinde ; 1,5 ve L 1,0 için, taģıa faktörü b olduğu görülür. Tek parçalı iģleniģ kaa yüzeyli eksenel yataklarda (ġekil 7a); SO ax in aksiu 1,5 1,60 (17) Oynak seganlı yataklarda (ġekil 7b), genellikle ; 1,5 (18) alınır. - Yağ kaası boyutlar oranı (Kaa yüzeyli kaya kanalında (ġekil 7) t (19) h 0 t - Kaa derinliği (Kaya yüzeyleri arasında oluģan kaa Ģeklindeki yağ kanalında), yağ kaası derinliği veya segan eği yüksekliği (seganın eği yüksekliği) ġekil 7 u ortalaa çevre hızı u d n u d n / 60 (0) / sn d / dak 17

21 Sıcaklık t 00 C ,5 1,0 1,5 /s 1,8 Kineatik viskozite 6 10 Şekil Suyun, sıcaklığa bağlı olarak kineatik viskozitesi (Technisches Handbuch PUMPEN ) b) Oynak seganlı yataklarda; Destek ağırlık erkezi ( S) ile kenar arasındaki esafe x (Ģekil 1), x, hidrodinaik kuvvet bileģeninin etkidiği noktadır. Dolayısıyla bu noktada segan desteklenelidir. veya, Ld s x 0,4 0,4 L (1) d / x d d () bağıntıları kullanılabilir. a s 18

22 u L h 0 h seg S x Şekil Oynak segan Destek ağırlık erkezi ( S ), çapı d s (Ģekil 9), s a i d 0,5 d d (3) dır. Segan kalınlığı h seg (Ģekil 1) Desteklee noktasında segan kalınlığı için kabul edilebilir değerler, h b l eģitliğinden bulunabilir. seg 0,5 (4) c) Sürtüne gücü P R, Kaya yüzeyleri arasında eydana gelen sürtüne iģi ısıya çevrilekte ve çevreye geçektedir. Sürtünenin eydana getirdiği güç kaybı (sürtüne kayıp gücü) veya sürtüne gücü ( sürtüne ile üretilen ısı), PR F u PR F u (5) N / sn N / sn bağıntısı ile hesaplanabilir. W 19

23 Sürtüne katsayısı Vogelpohl a göre; u u b p k b p N sn N sn (6) dır. k Sürtüne katsayısı faktörü Kullanılan klasik L b (sayfa 14) ve (sayfa 17) değerleri için, k 3,0 (7) alınabilir. (Aksi takdirde, VDI 04 e bakınız). VDI Verein Deutscher Ingenieure (Alan Mühendisler Birliği) VDI04 Gleitlagerberechnung (Kayalı yatakların hesabı) Dolayısıyla sürtüne gücü, u u z b L PR F u k F u k b p b F P 3u F u z L (8) R elde edilir. Not: Tochteran /Bodenstein ye göre; ax k L 1 3, 1 a 1 ln 1,5 b L ln b - Rölatif yağ tabakası yüksekliği (Ġzafi,iniu yağ tabakası kalınlığı) h 0 t L 0, 71,3 b 0,61 k 3 0

24 a - Katsayı a ,8 için, a 10 0,8 0,8 a 0,93 0, ln 1 0,8 0,8 1 0, ,8ln 0,8 L 1 b için k 1 0,8 3, 1 0, ,8ln 1,5 0,8 1 0,8 11 0,8 1 0,8ln 0,8 bulunur. Ayrıca, x L k,85 0,5 3 3 ln 0,8 için, x L 1 1 ln 0,5 30,8 0,8 30,8 ln 0, ,8 1 0,8 ln 0,8 1 0,8 x0, 4L EĢitlik 1 elde edilir. 1

25 d) Isına Faktörü ( Isına karakteristik sayısı ) W ax ; Isına faktörünü hesaplaak için aģağıdaki bağıntı kullanılır, W ax 3u F u z L ax * * A A (9) geçiģi için ) * Wax u F L A K N N 1 N s s s K W K * Isı taģını katsayısı (Yatak dıģ yüzeyi ile çevre orta arasında gerçekleģen ısı YaklaĢık değerler; Doğal ısı taģınıında, * 15 5 W K (30) Durgun-sakin-havada veya hava hızı w 1,5 için (özel bir soğutaya sn tutulayan yataklarda ) ortalaa değer olarak, * 0 W K (31) alınır. ZorlanıĢ ısı taģınıında, * 40 W K (3) veya, yatak etrafında hava hareketi var ise w - Yatak etrafındaki havanın ortalaa hızı VOGELPOHL, * * 7 1 w W / K w / s (33) eģitliği kullanılabilir. (Daha geniģ bilgi için: Tuncer ÖZKAN. Helisel Alın DiĢli Çarklar kitabına bakınız). A - Yatağın ısı veren dıģ yüzeyi (Yatak dıģ yüzeyi, soğuta yüzeyi, etkili soğuta yüzeyi veya yatak gövdesinin çevre orta ile teastaki dıģ yüzeyi) Makina çok tabakalı (BirleĢik) yatakları için (esala, türbin yatağı),

26 alınabilir. A 15 5 bd (34) e) Yatak iģlete sıcaklığı, Yatak gövdesinin bütünü, sabit bir sıcaklığında olduğu kabul edilirse, 0 çevre orta sıcaklığı olak üzere yatak gövdesinin soğuta gücü (yatağın soğuta gücü), PR * A 0 (35) olur. ĠĢle yapılırsa, ve, ax * A 0 ax * 0 W ax 0 A (36) bulunur. nın hesaplana Ģekli, Radyal kayalı yataklarda SO 1 olası ( SO Soerfeld sayısı) haline karģılık gelen hesaba benzer dolayısıyla, ; W ax ve ya bağlı olarak ġekil 13 ten de alınabilir. Şekil - SO 1 ve 0 0ºC de, yatak iģlete sıcaklığının tespit edilesi (VDI 04 e göre). 3

27 olalıdır. Noral Ģartlar altında çalıģan yataklarda, 70 90ºC (37) e 60ºC (38) uygun bir değer olarak alınabilir. e olası halinda ilave soğuta (yağ popası ile yapılan basınçlı yağlaa, örneğin; devri dai yağlaa) yapılır. Yatak iģlete sıcaklığı nın bilinesiyle, dinaik iģlete viskozitesi ; 0 0 Wax N s / K ( Pa s) Wax K N s 1 (39) bağıntısından hesaplanabilir veya ġekil 14 teki diyagradan okunabilir. ÖZET : Yatak iģlete sıcaklığı ; Wax 0 ( Eşitlik 36) veya W K N s ax / 1 cp (50ºC) Dinaik iģlete viskozitesi ; ºC ( Şekil 13) 0 Wax ( Eşitlik 39) veya, º C cp (50º C) Ns / ( Şekil 14) bulunur. Not : Yağ tabakasının ortalaa sıcaklığı, yaklaģık olarak yatağın sıcaklığı (veya, yatağın ve ilin sürtüne yüzeylerindeki çalıģa sıcaklığı) olarak alınabilir. 4

28 Şekil Viskozite Sıcaklık diyagraı noral (standart) yağlar için. f) Soğuta yağı iktarı (soğutucu yağ debisi) Q K ; Yatakta, sürtüne ile üretilen ısı, yatak dıģ yüzeyinden çevre ortaa atılan ısıdan daha fazla ise, yağ sıcaklığının üsaade edileeyecek ( e 70 90º C ) kadar yüksek derecelere çıkasını önleek üzere özel önlelerin alınası gerekir. Örneğin, devridai yağlaa sistei gibi. ĠĢte, dıģarıdan yağ ile beslenen yataklarda yağ tarafından alınan ısı iktarı (yağın soğuta gücü): dir. Burada; P c Q ( ) (40) KK yağ yağ K 1 P cyağ KK yağ QK W Ws / kgk kg / / s K 3 3 c yağ - Yağın özgül ısısı (Cetvel 3) yağ - Yağın yoğunluğu (Cetvel 3) c N / 3 K (41) yağ c N / 3 K (4) su Q K - Soğutucu yağ debisi (soğuta için gereken yağ debisi) 5

29 1 (43) - Soğutucu yağın çıkıģ ve giriģ sıcaklıkları farkı Soğutucu akıģkan olarak; Yağ kullanılıyor ise, Madeni yağlar için 10 K (ax.0) (44) Su kullanıyor ise, alınabilir. 5K (44) Cetvel ÇeĢitli soğutucu akıģkanlar için karakteristik değerler * Noral Ģartlarda Soğutucu akıģkan Özgül ısı c ws /( kg K) Yoğunluk 3 kg / Madeni Yağ 3 1, 7, Sentetik yağ 3 1, 7, Su 3 4, Kuru hava , * ġu halde ısıl denge denklei genel olarak; Yatakta ortaya çıkan ısı iktarı, yataktan çevre ortaa verilen ısı iktarı ile yağ tarafından dıģarıya atılan ısı iktarının toplaına eģit olalıdır Ģeklinde ifade edilir.forüle edilirse ısı kontrolü : * F u A( 0 ) cyağ yağ QK 1 Sürtüneden Gövde Yağ eydanagelen ısı Tarafından alınan ısı (45) denklei ile yapılır. ġu halde; Yağ devresi yatak içinde olan sistelerde ( sabit ve serbest bilezikli yağlaa Ģekilleri gibi) bütün ısının yatak gövdesinden dıģarı atıldığı kabul edilirse, Forül 45 aģağıdaki bağıntı ile ifade edilir : ( ) ( 35) * F u A 0 Eşitlik Yatağın çalıģa sıcaklığı, F u A * 0 e (46) 6

30 veya, wax 0 ( Eşitlik 36) dır. DıĢarıdan yağ ile beslenen yataklarda (popalı yağlaa, örneğin; devridai yağlaa) bütün ısının devridai ettirilen yağ tarafından alındığı kabul edilirse ( yatak gövdesinden dıģarı atılan ısı yani yatağın soğuta gücü, eniyet düģüncesiyle ihal ediliģtir). Forül 45 aģağıdaki yeni Ģekli alır : yağ yağ K 1 F u c Q (47) ve, Q K yani; soğuta yağı iktarı, soğutucu yağ debisi, devridai ettirilesi gereken soğuta yağı iktarı veya devridai soğuta yağı, Q K c F u PR c yağ yağ 1 yağ 1 (48) hesaplarıızda kullandığıız eniyetli ( P KK yerine P R alınıģtır) bağıntıdan bulunabilir. Soğutucu akıģkan olarak su kullanılacak olursa ; Q KW yani; soğuta suyu iktarı (debisi), devridai ettirilesi gereken soğuta suyu iktarı veya devridai soğuta suyu, Q KW R c su P 1 (49) bağıntısından bulunabilir. Not : Helisel alın dişli çarklar Tuncer ÖZKAN Dala yağlaalı bir sistede, soğuta suyu ile dıģarıya atılan ısı için, yağ banyosunda su serpantini kullanılıyorsa (ġekil 15;16) soğuta serpantininin gerekli dıģ yüzeyi; A K P A P K d K W K K KK K KK d W / (50) olalıdır. Burada; K - Topla ısı geçiģ katsayısı (soğuta borusunun içinde ve dıģında akıģkan bulunası hali göz önüne alınarak) Yağ-Metal-Su arasındaki ısı geçiģi, soğuta suyunun akıģ hızı Vsu 0,5 / sn ve bakır boru için; alınabilir. K kcal h C 400 / º (A.K.Thoas/W.Charchut) (51) 7

31 Şekil MAZ Popa yatakları yağlaa ve soğuta devre Ģeası 8

32 Şekil MAZ Popa yatağı su serpantini 9

33 Ayrıca Nieann; Bakır için; 1 K 3 10 K / W (5) Prinç alaģı için; değerlerini veriģtir K / W K (53) 1 kcal / h C 1,163 W / K Olduğuna göre, 400 kcal / h C 400 1, , W / K 1 465, 3 3,15 10 K / W ile 10 K / W birbirine çok yakın d - Yağ ile soğuta suyu arasındaki ortalaa sıcaklık farkı 1 d yağ 1 0,5 yağ (54) yağ - Ortalaa yağ banyosu sürekli sıcaklığı 1 - Soğuta suyunun giriģ sıcaklığı - Soğuta suyundaki sıcaklık artıģı - Soğuta suyunun çıkıģ sıcaklığı Soğuta borusunun gerekli uzunluğu; 1 A K L d (55) d - Boru çapı (Genellikle iç çap) Gerekli soğuta suyu debisi; Q su d Qsu d Vsu Vsu (56) 3 4 / s / s Q su d Qsu d Vsu Vsu (57) 4 lit./ dak. / s 30

34 d Qsu d Vsu Qsu 6 Vsu 4,7 d Vsu (58) 4 lit./ dak. c / s Vsu Soğuta suyunun akıģ hızı tecrübelere göre V 0,5 / s yi aģaalıdır. 0,5 / s için; su Q su Q d lit./ dak. c. su,35d (59) dir. Dirk-Olaf Leiann ; pürüzsüz soğuta borusu (serpantin) kullanılarak sisteden alınan veya soğuta suyu ile dıģarıya atılan ısı iktarını; PKK K AK d (60) Ģeklinde veriģtir.(eģitlik 50 ile ukayese edilirse, çarpanı var). - Soğuta serpantininin verii Yağ banyosunda bulunan, pürüzsüz soğutucu boru için 0,5 kabul ediliģtir. Ayrıca, serpantinin Ģekillendirilesi ve yağ banyosuna yerleģtirilesi gibi faktörlerin de veri üzerindeki etkilerini unutaak gerekir. ÖRNEK: MAZ popa yatağında kullanılacak olan (ġekil 15) soğuta serpantininin boyutlandırılası istenektedir. Yatak : FAG 631 (100x5x49) Potor :150 BG (~90 kw) Yatak kaybı, yatak kayıp gücü veya yataktaki güç kaybı ( PVB PVB 0 ); Rulanlı yataklarda: Her bir yatak için, yaklaģık olarak ekaniza gücünün % 0,1 i Radyal kayalı yataklarda: Her bir yatak için, yaklaģık olarak ekaniza gücünün % 0,5 1,5 i (Noral iģlete Ģartlarında kullanılan yataklarda) ; % 0,1 % 3 ü (Yüksek güçlerde kullanılan yataklarda )alınabilir. P VB - YükleniĢ yataklardaki kayıp P VB0 - Yüksüz (boģta çalıģan) yataklardaki kayıp P P %0,1 P %0,190 VB VB0 M P P 0,90kw 90 w VB VB0 31

35 Sızdırazlık kaybı P VD ; Schrôder/Leiann a göre sızdırazlık kaybı her bir radyal-il keçesi (bir sızdıraz dudaklı)için keçe dudağının teasına karģılık gelen çap ve çevre hızına göre ġekil 17 de veriliģtir. kw Sızdırazlık kaybı PVD Çevre hızı t Şekil Bir radyal-il keçesi için sızdırazlık kaybı P VD nin keçe dudağının teas ettiği il çapı ve bu çapa karģılık gelen çevre hızına göre değiģii. d D - Mil çapı (Keçe dudağının teas ettiği il çapı) Çevre hızı; dd n 0, t / sn. t (9x14x6 ölçülerinde iki adet keçe kullanılıģtır) 14 / sn. d t D 9 P VD1 0, kw ( Şekil 17) P VD P 0, VD1 P 0, 4kw 400 w. VD 3

36 Topla kayıp güç, P P R R W Sıcaklık değerleri (kabul); Yağın buharlaģaya baģlaasını önleek aacıyla yağ 45º C üsaade edilecek en yüksek sınır olarak. M.ten BOSCH 0º C 1 5º C 1 d yağ 0 5 d 45,5º C d Bakır boru ( 6.) kullanıldığına göre, soğuta serpantininin gerekli dıģ yüzeyi, 4,5 A A A K K K PR K d ,50,5 0,35 3 ( Eşitlik 60) Soğuta borusunun gerekli uzunluğu, A K L d 0,35 L 4,5 10 L 16 3 ( Eşitlik 55) bulunur. Serpantin için, 65 Adet 6. Çapında 50. Boyunda bakır boru 4,5 kullanılıģtır. (Ģekil 16) Kontrol : 33

37 65x0, Not : Topla yağ iktarı Q ; t, yağ devir üddeti olak üzere ; yağ hariçteki bir toplaa tankından geçiyorsa toplaa tankındaki yağ hacinin devir üddeti t 4 30 dak. (Endüstri ekanizalarında en az 4 5 dak. ) alınır. Öyleyse topla yağ iktarı, Q QK t Q QK t Litre Lit./ dak. dak. bağıntısı ile hesaplanabilir. g) Gerekli yağ ihtiyacı Q S ; Hidrodinaik bölgede çalıģak üzere gerekli yağ debisi (Hidrodinaik debi) veya yatakta yani seganlarda fil teģkili ( h 0 ) için gerekli yağ ihtiyacı (iktarı) apirik olarak, Q b h u QS b h0 u z 3 / s / s S 0 (61) denkleinden bulunabilir. - Debi faktörü 0,7 (6) Kontrol : Q S Q (63) K olalıdır. h) GeçiĢ yükü F ü ; Vogelpohl a göre, n ü sıvı sürtünesine geçiģ devir sayısındaki ((döne hızındaki) sıvı sürtüneye geçiģ yükü, F 8 ü Fü 9,610 b d n (64) N Ns / d / s b d n dir. i) GeçiĢ devir sayısı n ü ; 34

38 Sıvı sürtüneye geçiģ devir sayısı, n ü h h 0ü 0 n (65) veya, Fü F n (66) n ü eģitliklerinden hesaplanabilir. h 0ü - Miniu yağ fili kalınlığı (geçiģ devir sayısında) Not : M.ten BOSCH tan: Yağın 0 C deki viskozitesi, iģlete sıcaklığındaki viskozitesinin 6 10 katı olduğundan, harekete geçe sırasında noral devir sayısının 1/6 sına veya 1/10 una varıldığı sırada sıvı sürtesi baģlaıģ olacaktır. Özellikle akina hareketten duraya geçerken, yani dönekte olan akina dururken, iģlete sıcaklığında olan yağın viskozitesi aynı kalır. Hız düģtükçe yarı sıvı sürtesi bölgesine girilir ve bunun sonucunda aģınalar eydana gelir. Bu nedenle, genel olarak kaya yüzeylerinin hesabında, noral kaya hızından (devir sayısından) çok daha küçük hızlarda, örneğin noralin %10 unda, sıvı sürtesinin sağlanası istenir. Yatağın düģük hızlarda çalıģası ne kadar uzun sürer ve ne kadar çok tekrar ederse, bu Ģart o kadar fazla öne kazanır. Mustafa GEDİKTAŞ tan: Yağ filinin, noral devir sayısından daha önce teģekkülü, yarı sıvı sürtüne bölgesinden çabuk çıkılası bakıından faydalı olur. Bu nedenle fil hesaplarında geçiģ n 0,3 0, 7 n kullanılır. Isı hesaplarında ise noinal devir sayısı n göz devir sayısı önüne alınır. g k) Miniu (en küçük) devir sayısı n in. ; Müsaade edilen (eniyetli) iniu yağ fili kalınlığı h in değerinin oluģacağı iniu devir sayısı sınırı n in. ; n in h h in 0 n (67) denkleinden hesaplanabilir. l) Yatağın aģına eniyeti S, 35

39 olalıdır. Yatağın aģınaya karģı eniyeti, Fü n S 1 F n (68) ü ÖRNEK : Verilenler : Bir su türbinine ait seganlı (Lokalı) eksenel yatağın hesabı istenektedir. Eksenel Yatak Yükü : F N Devir sayısı : n 3,13 d / s Yatak konstrüksiyonu : Oynak seganlı Yağlaa Ģekli : Devridai yağlaa Dinaik viskozite : 31,5 cp (50º Cde ) Malzee çifti : Çelik/Beyaz etal Hesap : a) Seçilen değerler; Ortalaa yüzey basıncı, L/ b oranı, p N c N Eşitlik / 3 10 / ( ) L 0,8 ( Eşitlik 6) b Segan sayısı, z 1 ( Eşitlik 4) b) Ortalaa segan uzunluğu L ; L F L / b p z ( Eşitlik 7) L 8 3, 10 0, L 0,67 c) Yatak geniģliği b ; 36

40 L 0,67 0,8 0,8 b b b 0,333 d) Ortalaa yatak çapı d ; d d d z L 0,8 10, 67 0,8 1, 75 ( Eşitlik1) e) Yatak dıģ çapı d a ; d d b ( Eşitlik13) d d a a a 1, 75 0,333 1,608 f) Yatak iç çapı d i ; d d b ( Eşitlik14) i i i d 1, 75 0,333 d 0,94 g) TaĢıa sayısı veya taģıa faktörü Yağ kaası boyutlar oranı, Seçilen : S O ax ; 1,5 ( Eşitlik 18) 1,5 L SO ax 0,8 b h) Ortalaa çevre hızı u ; 6,6 10 0,066 ( Şekil10) u d n ( Eşitlik 0) u 1,75 3,13 u 1,53 / s i) Isına faktörü (Isına karakteristik sayısı) W ax ; 37

41 W ax 3u F u z L * A ( Eşitlik 9) Isı TaĢını katsayısı, * 0 W / K ( Eşitlik 31) Yatağın ısı veren dıģ yüzeyi, A 15 b d (Makina-birleşik yatak. Eşitlik 34) A 150,3331,75 A 6,37 W ax 6 31,53 3, 10 1,5310,67 W 3344 K / N s ax 06,37 1 k) Yatak iģlete sıcaklığı ; W K N s ax 3344 / 1 31,5 cp Değerleri ile Ģekil 13 incelenirse, yatak sıcaklığı oldukça yüksek çıkar ( 1 W K Ns 3 ax 1,5 10 / ve 31,5 cp ihtiyaç vardır. Devridai yağlaa yapalı ve olasını sağlayalı. için 10ºC ) dolayısıyla, ilave soğutaya 60º C ( Eşitlik 38) l) Dinaik iģlete viskozitesi, 60º C 31,5 cp(50º C) 0,0 N s / 0 cp ( Şekil 14) 38

42 Not : 0 / W ax ( Eşitlik 39) ile hesap yapaaz ıydık?. Hayır. 60ºC kabul edilince W, ax 60º C 31,5 cp(50º C) 1 W 85 K / N s ( Şekil 13) ax veya, W 60 W 0, 0 0 W 83 K / Ns ax ax ax 0 1 ( Eşitlik 36) bulunur. EĢitlik 39 ancak W ax in yeni değeri ile kullanılabilir. ) Sürtüne gücü P R ; P 3 u F u z L ( Eşitlik 8) P R R 6 3 1,53 3, 10 1,53 1 0,67 0,0 P 6053 N / s 6053 W P R R 60kw ax n) Soğuta yağı iktarı (Devridai soğuta yağı) Q K ; Q K c yağ P R ( Eşitlik 48) c N / K ( Eşitlik 41) yağ 10 K ( Eşitlik 44) QK Q 3,6 10 / s K o) En küçük yağ fili kalınlığı (iģlete devir sayısında) h 0 ; S O ax ph0 ( Eşitlik15) u b 39

43 h h O 0 ax 6 0 S 4,810 u b 0,066 0,0 1,53 0,333 p Not : Prof.Dr.Mustafa GEDĠKTAġ ; h h d 5 0 d alınasını tavsiye etiģtir. Roloff/Matek ; Müsaade edilen (eniyetli) en küçük yağ fili kalınlığını, h0 d e h , 005 d e Ģeklinde veriģtir. Hesaplayalı, h d , 064. h ( 6410 ) h ( 4,8 10 ) 6 6 0e 0 h d , , e 6 h e p) Gerekli yağ ihtiyacı Q S ; S Q bh u z ( Eşitlik 61) Q S S 0 6 0,7 0,333 4,8 10 1, QS 1,5 10 / s ,5 10 / K 3,6 10 / Q s Q s Uygundur 40

44 q) GeçiĢ yükü F ü ; F b d n Eşitlik F ü ü ü 8 9,6 10 ( 64) 8 9,6 10 0,0 0,333 1,75 3,13 6 F 8,5 10 N r) GeçiĢ devir sayısı n ü ; Fü n F n ü 6 8,5 10 3,13 3, 10 n ü 6 n ü 1,178 d / s ( Eşitlik 66) s) Yatağın aģına eniyeti S ; F ü S F 8,5 10 S 3, 10 S, ( Eşitlik 68) t) Oynak seganın Ģekillendirilesi ; Destek ağırlık erkezi çapı, d d d Eşitlik d d s 0,5 a i ( 3) s s 0,5 1, 608 0,94 1,318 Destek ağırlık erkezi ile kenar arasındaki esafe (devrile ekseninin veya oynak eksenin konuu), Lds x0, 4 ( Eşitlik 1) d 0,67 1,318 x 0,4 1,75 x 0,115 41

45 Segan kalınlığı, h b l Eşitlik h h seg seg seg 0, 5 ( 4) 0, 5 0,333 0, 67 0,106 7 ) Kayalı Yatak Malzeeleri: Yatak alzeelerinden istenilen özellikler o kadar çeģitlidir ki, bunların hepsini bünyesinde toplayan bir tek alzee tarif etek çok zordur. Bu nedenle belirli iģlete Ģartlarında bu durua en uygun yatak alzeesinden bahsetek uygundur. Yatak alzeesi ial eden firalar tarafından belirli özellikleri geliģtiriliģ pek çok tip yatak alzeesi evcut olup konstrüktör, bunların arasından kendi iģine en uygununu seçekte çoğunlukla zorluk çeker. Kesin seçiin bazı deneelerden sonra yapılası da olağandır. Genellikle bir yatak alzeesinden Ģu özelliklere sahip olası istenir : a) Yağ tarafından iyi ıslatılabilelidir (ġekil 18). Yarı sıvı veya sınır sürtünesi hallerinde büyük öne taģır. Şekil Yüzey duruuna göre yağın yayıla etkisinin değiģii (Prof.Dr.Lütfullah ULUKAN) a) Kenar açısı (49 ) büyük, yayıla dolayısıyla ıslata duruu iyi değil. b) Kenar açısı oldukça küçük, yayıla duruu daha iyi. c) Yayıla duruu (b) den daha iyi. b) Yeter derecede aģına ve basınç ukaveetine sahip olalıdır. Yataktaki zorlana Ģekli çok kere değiģken bir zorlana halidir. Bu nedenle burada sürekli ukaveeti elde etek ve buna uygun değerleri gerçekleģtirek gerekir. ġekil 19 bir yatak yüzeyindeki yorula kırılası nedeniyle oluģan çukurcukları gösterektedir. Kullanılan yatak alzeeleri ekseriya yeterli bir çeke ve eğile ukaveetine sahip değildir. Bu bakıdan çelik veya döke deir bir zarfla takviye edileleri gerekir. Onun için yatak alzeesi, zarf yüzeylerine kuvvetli bir adhezion (kaynaa) bağı ile tutunalıdır (EĢ çalıģan addelerin birbirine karıģabilesi). Özellikle alzee yüzeyleri dökülürken bu durua dikkat edilelidir. ġekil 0 bu Ģekildeki hataların etkisini gösterektedir. 4

46 Şekil Beyaz aden kaplı yatak yüzeyinde yorula kırılaları (L.ULUKAN) a b c Şekil Kayalı yataklardaki çeģitli yüzey arızaları (L.ULUKAN) a-) Bir türbin yatağında beyaz aden çelik zarfa iyi bir Ģekilde yapıģadığı için parça kalkaları ve çatlaalar olaktadır. b-)bir Türbin yatağında yağ devresindeki arıza nedeniyle yağsız kalan beyaz aden sürtüne yüzeyinde eydana gelen hasar. c-)bir planet diģli ekanizasında, planet diģlinin beyaz aden kaplı uylusunda eydana gelen kavitasyon hasarı. 43

47 c) Sıcaklıkla sertliğini çok fazla kaybeteelidir. Yüksek sıcaklıklarda çalıģan yüksek hızlı ve yüklü yataklarda çok önelidir. d) Yağ kesilesi, yağsız çalıģa hallerinde il alzeesine heen kaynaaalıdır. Hatta kendisi kısa bir süre için fil teģkil ete özelliğine sahip olalıdır. e) Dökü ve talaģ ala iģçiliğinin kolay olası ve düzgün bir yüzey veresi lazıdır. f) Birbirlerine kolay alıģtırılabilelidir. g) Isıyı ükün olduğu kadar iyi iletelidir. h) Korroziv tesirlere dayanıklı olalıdır. i) Hafif konstrüksiyonun öneli olduğu yerde yatak alzeelerinin de özgül ağırlıkları küçük olalıdır. j) Nihayet ekonoik bir faktör olarak fiyatının çok yüksek olaası arzu edilir. Özellikle yatak alzeesi içinde kalay gibi pahalı ve stratejik alzeelerin çok olası bazen öneli bir durudur. Önceden de söylendiği gibi bütün bu istekleri en ükeel Ģekilde bünyesinde toplaıģ ideal bir yatak alzeesi evcut değildir Kullanılakta olan yatak alzeeleri genel olarak; Madensel yatak alzeeleri, Sentetik ve adensel olayan yatak alzeeleri Ģeklinde iki büyük guruba ayrılabilir. Madensel Yatak Malzeeleri : Beyaz aden veya beyaz etaller (DIN1703;Cetvel 4) Pahalıdır ve zorunlu oladıkça kullanılaalıdır. Kaya, alıģa ve yağsız çalıģa özellikleri çok iyidir, fakat darbeli yükleelere dayanazlar. 0,1 0,. lik ince tabakalar halinde GG,St,GS veya hafif etal zarflara kaplanırlar. Yatak boģluğu 0,3 d /1000. Pahalı ve değerli beyaz etallerin yerine çoğu zaan kalayı az %10 Sn beyaz etaller (DIN 178) kullanılır. pe 300 N / c Prof.Dr Lütfullah ULUKAN; Sn Sb,5 3,5 Cu 9,3 10,7 Pb % Sn Sb 1,75,5Cu Pb % WM alaģılarını (U.S.A A.S.T.M.) eksenel yataklar için tavsiye etiģtir. A.S.T.M. Aerican Society for Testing Materials 44

48 Cetvel DIN 1703 e göre beyaz adenin özellikleri (Prof.Dr.M.Niet ÖZDAġ Prof.Dr.Mustafa GEDĠKTAġ) Ġsi Sebol Kiyasal BileĢi Sn 4,5 5,5 (5) Brinell Sertliği HB kp / Kullanıldığı yerler Beyaz Maden 5 Beyaz Maden 10 Lg PbSn5 (WM5) Lg PbSn10 (WM10) Cu 0,5 1,5 (1) Sb 14,5 16,5 (15) Pb 77,5 79,5 (79) Sn 9,5 10,5 (10) Cu 0,5 1,5 (1) Sb 14,5 16,5 (15,5) Pb 7,5 74,5 (73,5) Kaya özelliklerinin ve yüke ukaveetin bilhassa öneli 3 olduğu yerler Transisyonlar Elektrik otorları, diģli kutuları, takı tezgahları Beyaz Maden 80 Lg Sn80 (WM80) Sn (80) Cu 5 7 (6) Sb (1) Pb 1 3 () 7 Kuvvetli darbe zorlanalarında, pistonlu akinalar, deir yolları (lokootifler gibi), hızlı dönen takı tezgakları Kalay bronzu ve kızıl dökü (DIN 1705; Cetvel 5) HB , büyük ve darbeli yüklerde ve aynı zaanda korozyon tehlikesi olan yüksek sıcaklıklarda uygundur. Ancak sert olası nedeniyle yabancı addelere ve kenar oturalarına (ilin tek taraflı basası) karģı hassastır. Devridai yani popalı veya basınçlı yağlaada, çevre hızı u 5 / s için üsaade edilen eniyetli yüzey basıncı pe N / alınabilir. Öneli bir alaģıda kiyasal bileģeni ; Cu Sn P %91, %8,5 %0,3 olan fosfor bronzudur. KurĢun Bronzu (DIN 1716; Cetvel 5); Bu alzee darbe halindeki yüklere ve yüksek sıcaklıklara karģı iyi bir dayanıklılık gösterir. HB 70 olup beyaz adene göre daha az aģınır ve ilk hareket sürtünesi küçüktür. Özellikle; pistonlu otorlar, buhar türbinleri, takı tezgahları, taģlaa tezgahı taģlaa ili yataklarında ve lokootif konstrüksiyonlarında da kullanılır. Genellikle birleģik yataklarda çelik zarf üzerine 0,5 3 kalınlığında kurģun bronzu dökülür. KurĢun bronzunun sertliğinin fazla olası ve alıģasının zor olası göz önüne alınarak ükün olduğu kadar kaygan yüzeyli (taģlanıģ), sertleģtiriliģ iller kullanılalıdır. Yatak boģluğu (1 1,5) d /1000 ve yağ giriģ borusundaki basınç yaklaģık olarak 3 6bar dır.müsaade edilen (eniyetli) yüklee, devridai yağlaada (Bilezikli veya popalı. Bilezikle yağlaa yalnız yatak illerde kullanılır): 45

49 u 5 / s için p N / c u s için p N c 0,5 / e 3000 / ye çıkabilir. e Alüinyu Bronzu (DIN 1714 ; Cetvel 5); Bazı hallerde kalay bronzu yerine kullanılabilir. Ancak sıcaklıkta deforasyonu (GenleĢe katsayısı) büyük olduğu için daha büyük yatak boģluğu verek lazıdır. Sertliği fazladır ( HB 90 ). Bu nedenle ontaj hatalarına ve yabancı addelere karģı fazla hassastır. Kır döke deir kır veya pik dökü. (DIN 1691); Sertliğinden ( HB 150) dolayı yabancı addelere ve ilin tek taraflı oturasına (basasına) karģı hassastır. Yetersiz yağlaada ve uygun olayan alzee yapısında (kristal yapısı) ili, eğer sertleģtirileiģ ve taģlanaıģsa hafifçe aģındırır. Ġçine ince grafitler dağılıģ perlitik ana kütleli bir kristal yapısı arzu edilir. Kabul edilebilir (deneysel) değerler : p N / c ; u 0,1 3 / s Çinko AlaĢıları (DIN 179) HB ; alıģası ve yetersiz yağlaa Ģartlarında çalıģa özellikleri iyidir. Yatak boģluğu 1,5 d /1000; üsaade edilen en yüksek yatak sıcaklığı 80 C dir. Magnezyu dövülebilir alaģıları (DIN 179); Dolu yatak olarak az ve orta dereceli yükler için, örneğin; eksantrik illeri ve yağ popaları için kullanılabilir. Sıcaklıktan dolayı genleģenin büyüklüğü göz önüne alınalıdır. Düralüin piston kolu ; Ġçine herhangi bir yatak takılaksızın ve kaplanadan sertleģtiriliģ illerle çalıģabilir (Diesel kayonlarda kullanılaktadır). Sinter çeliği ve Cu, Sn, Zn, Pb den sinterleniģ etaller; Hacilerinin %35 ine kadar yağ tutabilirler ve kılcallık etkisiyle kaya yüzeylerini kendileri yağlayabilirler. Özellikle düģük hızlarda u 0,5 / s, p 1000 N / c ve çok yavaģ hareketlerde p 3500 N / c, titreģili yataklarda, gıda endüstrisi ve utfak akinalarında, halat taburlarında, taģıa bantlarında ve tekerleklerde kullanılır. Darbeli çalıģalarda kesin olarak uygun değildir. Prinç (DIN1709) Yatak alzeesi olarak pek uygun değildir (ili fazla aģındırı). 46

50 3 Cetvel Bakır alaģıları. Cu için : 8,9 kg / d, E N / (kp ve N arasındaki çevire faktörü 9,81 alınıģtır. * dan dolayı) Kiyasal BileĢi %. G-Bz için: E N /. Mukaveet Değerleri * B - Statik çeke ukaveeti * B DIN ĠSĠM SEMBOL Cu Zn Pb Sn Diğer N / % HB Kullanıldığı yerler 1705 Kızıl Dökü Rg 10 Gerisi - 9, Kaya alzeesi 1705 Kızıl Dökü Rg 5 Gerisi Kaya alzeesi 1705 Dökü Kalay Bronzu G-SnBz14 Gerisi Kaya alzeesi 1705 Dökü Kalay Bronzu G-SnBz1 Gerisi Kaya alzeesi 1705 Dökü Kalay Bronzu G-SnBz10 Gerisi Kaya alzeesi Dökü Kalay KurĢun Bronzu Dökü Kalay KurĢun Bronzu Dökü Kalay KurĢun Bronzu Dökü Kalay KurĢun Bronzu G-SnPbBz5 Gerisi Kaya alzeesi G-SnPbBz 10 Gerisi - 9, Kaya alzeesi G-SnPbBz 15 Gerisi Kaya alzeesi G-SnPbBz 0 Gerisi - 0,5 4, Kaya alzeesi 1714 Dökü Alüinyu Bronzu G-AlBz9 Gerisi Al Korozyona ve yüksek sıcaklıklara dayanıklı parçalar 47

51 Madensel olayan yatak alzeeleri : Sentetik reçine pres alzeeleri veya sentetik reçine içiriliģ elyaflı yatak alzeeleri (DIN 7703 ve 1690); Eğer il ıslah ediliģ veya sertleģtiriliģ ise sentetik reçineden yapılıģ yataklar az aģına ve iyi kaya özellikleri gösterektedir. Fakat ısı geçire kabiliyetinin az olası iyi bir soğuta sisteine ve genleģe (ĢiĢe) özelliğinin bulunası, büyük bir yatak boģluğuna 4,5 d /1000, b / d 1 için ihtiyaç gösterektedir. Sentetik reçine yatak burçlarının cidar kalınlıkları yaklaģık olarak 0,1 d yapılır (presleniģ ince tabakalar daha az kabaraktadır). Küçük yük ve hızlarda Cetvel 1 deki sentetik reçine yatak burçları ile taģıyıcılar, kaldıra akinaları, dekoviller, ziraat akinaları, su soğutalı ve su ile yağlaalı u 1 / s de p sentetik yataklarda tavsiye edilen ortalaa yük değerleri : 500 N / c ye kadar yükleeli hadde akinalarında iyi sonuçlar alınıģtır. Elyaflı Isı iletii iyi; p 00 N / c u 0, 0,5 / s de Isı iletii o kadar iyi değil; p 100 N / c Teflon (Polytetrafluoräthylen) ; Çok düģük kuru sürtüne katsayıları, Suya ve çeģitli kiyasal çözücülere karģı dayanıklı olaları, TitreĢisiz ve gürültüsüz çalıģaları gibi özellikleri vardır (Cetvel 6). Polyaid; Teflona göre daha düģük sürtüne özelliklerine sahiptir. Noral havada su ee yeteneği % 0,1 iken su ile yağlanası halinde bu oran % 8,5 a (ağırlık olarak) çıkar. Yatak uygun olarak boyutlandırılırsa, en fazla 5060ºC ye kadar eriģen çalıģa sıcaklıklarına üsaade edilir (Cetvel 6) Sert Odun ; Özellikle su içinde çalıģan yataklarda, örneğin; gei pervane ilinin su içinde yataklaa yapılan kısında kullanılır. ġidi bunların yerine kullanılabilen polyaid sentetik yataklar evcuttur. 48

52 Cetvel Plastik alzeelerin (Polyaid ve Teflon), kaya sürtüne katsayıları ve aģına iktarları V. * Hachann ve Strickle ye göre : Alışa zaanı (süresi) 5 saat, kaya hızı 0,6 / sn; Yük 5 N / c ; Sıcaklık <40 C; Çeliğin pürüz derinliği R. ** Baugärtel e göre : Kaya hızı 0,75 / s; Yük 4 N / c MALZEME Plastik al. Plastik al. Sert Çelik ** Plastik al. (Kuru ÇalıĢa *) ; ile yağlaada V / k Yağsız Su Yağ Polyaid 6,6 (%8 PE) 0,19 0, Polytetrafluoräthylen 0, 1 0,13 0,14 0,05 Polyaid 6 (%35 GFK) 0,30 0,35 0, Polyaid 6,6 (%35GFK) 0,3 0,36 0, Polyaid 6,6 0,35 0,4 0, Polyaid 6 0,38 0,45 0,3 0,83 0,31 0,08 YuuĢak Lastik; Çelik zarf içine 7 0. kalınlığında yuuģak lastik vulkonize edilir ve delik taģlanır.bu alzeede su içinde çalıģan yataklarda (su türbinleri ve popalarda) kullanılır. Özellikle nehir ve kanallarda seyreden geilerin pervane yatakları için uygundur. Sert yabancı addelerden rahatsız olaz, soğutak için yatak zarfı içine helisel veya uzunlaasına kanallar açılalıdır. p 50 N / c, u 0,5 5 / s. Değerli TaĢlar (Elas gibi); Özel aaçlar için, örneğin saatlerin, hassas cihazların yataklarında ve kiya endüstrisinde kullanılır. Kaliteli keraik alzeeler ve eaye çelik yataklar (il lastik burçludur); Kiya endüstrisinde özel aaçlar için, örneğin asit popaları ve karıģtıra akinalarında kullanılır. Sert Metaller; Son zaanlarda taģlaa aletlerinin uç yataklarında (konik delikli sert etal yatağa karģı sert etal konik uç) yüksek hızlar için rulanlı yataklara tercih edilelidir. Çünkü yatak sara ihtiali azdır ve yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Köür ve grafit burçlar; Yüksek sıcaklıklarda (600 C ye kadar) ve yağın arzu edilediği yerlerde kullanılır (kendi kendini yağlayan yatak). Ayrıca; Küçük sürtüne katsayıları, Daha az aģına, 49

53 Asitler ve alkalilere (küllü su gibi) karģı pas tutaa (korozyona dayanıklı), Kenar basıncı (ilin tek taraflı oturası) ve darbeli yüklere karģı hassas gibi özellikleri vardır. Yatak boģluğu 0,003 e kadar; iniu 0,001. Yatak yükleri pv 150 ( Kuru ) ve 500 N / c / s ( Sıvı). Yatak gres ile yağlanaalı. Özet olarak, kayalı yatak alzeelerinin seçii için Cetvel 7 den faydalanılabilir. 8 ) Çok tabakalı yataklar: Büyük zorlanaya çalıģan yataklarda tek bir yatak alzeesi yerine, birkaç yatak alzeesi tabakasını bir arada bulunduran yatak tipleri kullanılır. ġekil 1 ve ġekil bunu Ģeatik olarak gösterektedir. Bu tip yataklarda bilhassa çok ince tabakaların yüksek ukaveet özelliklerinden faydalanılır. Yapılan deneylerde 0,35 0,8. kalınlığındaki beyaz aden tabakalarında sürekli ukaveet bakıından fazla bir fark bulunaıģtır. Buna karģılık tabaka kalınlığı 0,35. nin altına inince ukaveet değerlerinde büyük bir artıģ gözleniģtir. Örneğin, en yüksek değer 0,05. kalınlıkta elde ediliģtir. Diğer bir üç tabakalı yatak, General Motors tarafından geliģtiriliģtir. Bu yataklarda çelik zarf üzerine saf bakır, nikel toz karıģıı bir tabaka konuģ ve bu nötr atosferdeki bir fırında ergitilerek çelik zarfa lehileniģtir. Bu iģle sonunda çelik zarf üzerinde gözenekli bir bakır-nikel alaģıı eydana geliģtir. Bu tabaka, hassas olarak haddeleniģ arkasından bu tabakaya vaku altında beyaz aden içirtiliģtir. Yani tabakadaki ince boģluklar beyaz aden ile dolduruluģtur. 0,05. Pb bazlı beyaz aden 0,5 0,375. Cu Pb Sn bronzu Çelik Zarf Şekil Üç tabakalı yatak (L.ULUKAN) Beyaz Maden Ni - Fil KurĢun Bronzu Çelik Zarf Şekil Dört tabakalı yatak (L.ULUKAN) 50

54 Cetvel Kayalı yatak alzeelerinin istenilen özelliklere göre seçii (Roloff / Matek) : Ġyi değil : Az : Yeterli : Ġyi : Çok iyi * : Yağda bulunan veya dıģarıdan gelen sert parçacıkları,abrazyon aģınasını (zıparalaa) önleek için bünyesine göebilelidir. Bu nedenle alzee yeter derecede yuuģak, yani elastiklik odülü düģük olalıdır. Ġstenilen Özellikler Döke deir SinterleniĢ etal CuSn-döke veya döve alaģıları Kayalı Yatak Malzeeleri G-CuPb alaģıları PbSn alaģıları Plastik alzeeler Odun Lastik Köür Grafit Kaya Özellikleri Eniyetli çalıģa hali (Güvenilirlik) AĢına ukaveeti Statik-taĢıa kabiliyeti Dinaik-taĢıa kabiliyeti Yüksek kaya hızı Kenar basasına karģı hassasiyet Göe kabiliyeti * Isı ileti kabiliyeti Daha küçük ısıl genleģe Yüksek sıcaklığa karģı dayanıklılık Yağ (gres) ile yağlaa Su ile yağlaa Kuru çalıģa 51

55 Bu içiriliģ tabaka üstünde de ince bir beyaz aden tabaka bulunaktadır (ġekil 3) Sürtüne yüzeyi beyaz aden Beyaz aden içiriliģ Cu Ni alaģıı Çelik Zarf Şekil Üç tabakalı Moraine-100 yatağı 5

56 II Eksenel Kayalı Yatağın Projelendirilesi 1. Hesaplaa, ġekillendire, TaĢıa Kabiliyeti a) Eksenel Yatak yükü F (ġekil 4); F Fek Fotor Fpopa F - Popada eksenel ite kuvveti ek Fek 9050 N (Popa-proje değeri) F - Rotor ili ve üzerinde dönen parçaların (rotor,burçlar v.s) otor oluģturduğu düģey kuvvet Fotor 100 N (Motor-proje değeri) F - Popa ili ve üzerinde dönen parçaların (çarklar,burçlar v.s) popa oluģturduğu düģey kuvvet. Fpopa 30 N (Popa-proje değeri) F F N bulunur. b) Ortalaa yüzey basıncı p ; Malzee seçii : Poliki teflon yataklardan K-35 i ; aģına ve yük altında deforasyona karģı ukaveetin öneli olduğu durularda, tavsiye etiģtir. Bu tavsiyeye uyduk. ġu halde kullanılan alzee çifti; dir. Ç 3915 (X1CrNi18 8)/(Poliki K-35) Poliki, alaģılı teflon K-35 için; aģağıdaki değerler veriliģtir. pu kg liitleri ( c dak) 3 / dak. da / dak. da / dak. da L p u - Özgül yatak gücü (Yatağın biri alanına düģen gücü) 53

57 MĠL YATAĞI POMPA MĠLĠ FAN BAĞLANTI CIVATASI ELEKTRĠK MOTORU SOĞUTMA SUYU ROTOR STATOR SARGISI DENGE DĠYAFRAMI LOKMALI TĠP YATAK Şekil MAZ Dalgıç Elektro Popa 3 Q 10 / h, H 180 SS. in no ax ax Q h H SS 3 35 /, 140. no Q h H SS /, 100. in 54

58 Yine Poliki ; teflon yataklara uygulanabilen aksiu yük Biri yük liiti olarak adlandırılır. Biri yük liiti; yatak kalınlığı, dolgu addesi cinsi, sıcaklık ve yüzeysel hıza bağlı olarak 5 80 kg / c arasında değiģir. Ġnceleyeli: 300 / dak. 5 / s de, pu p p kg c N c 11,7 / (1017 / ) 30 / dak. 0,5 / s de, pu p p kg c N c 8,415 / (84150 / ) 3 / dak. 0,05 / s de, pu 0 30 p p kg c N c / ( / ) Çok düģük hızlarda büyük basınçlar eydana gelekte ancak notor 935 d / d, dolayısıyla hız değeri yüksek çıkabilir. Cetvel 1; Elektrik ve su akinaları: n dak p N c u s WM St 1500, dura zaanı /, 14 /, 10/ 50 Turbo akinalar: Michell-eksenel yatağı (Oynak seganlı yatak) p 300 N / c, u 60 / s, KH / St Beyaz etal yataklar için, p N c Eşitlik / ( ) Bronz yataklar için, p N c Eşitlik / ( 3) p için seçi zor. 55

59 Poliki ile görüģülerek, ilk olarak disk (Ģekil 1-5) üzerini Bronzlu Teflon (B-60), seganları G-SnBz10 (G-CuSn10) dan yapayı düģündük. Ġalat bitti, otor çalıģaya baģladı. Fakat kısa bir süre sonra disk üzerinde ki bronzlu teflonun sıyrılıģ olduğunu gördük. Onun üzerine seganları K-35 ile kaplayıp yeniden denedik (Ç3915 disk/k-35 seganlar). Sonuç OLUMLU. Hesaba, p 50 N / c ile gireli. c) Ortalaa segan uzunluğu L ; L F L / b p z ( Eşitlik 7) Seçilen değerler: L 0,9 b ( Eşitlik 6) z 6 ( Eşitlik 4) L , , L 57. d) TaĢıyıcı yatak geniģliği b ; L 57 0,9 b 63, 4 b 0,9 b 64. e) Ortalaa yatak çapı d ; d d d Z L 0, , ( Eşitlik1) 56

60 f) Yatak dıģ çapı d a ; d d b ( Eşitlik13) d d a a a g) Yatak iç çapı d i ; d d b ( Eşitlik14) i i i d d 7. h) TaĢıa sayısı veya taģıa faktörü Yağ kaası boyutlar oranı, Seçilen : S O ax ; 1, 5 ( Eşitlik 18) 1,5 L SO ax 0,9 b 6, ,068 ( Şekil10) i) Ortalaa çevre hızı u ; u d n / 60 ( Eşitlik 0) u 0, / 60 u 0,9 / s k) Isına faktörü (Isına karakteristik sayısı) W ax ; W ax 3u F u Z L * A ( Eşitlik 9) Hatırlanacağı gibi, W K /( N s) 1 ax cp (50º C) 57

61 Yardııyla ġekil 13 ten yatak iģlete sıcaklığı bulunabiliyordu. Yatak taaen su içinde dolayısıyla W değerini hesaplaadan sıcaklığı kabul edilebilir. ax l) Yatak iģlete sıcaklığı ; 60º C ( Kabul ) ) Dinaik iģlete viskozitesi ; 60º C su için, 6 6 =464,810 Pa s 464,810 N ( Cetvel ) 464,810 3 s cp n) Sürtüne gücü P R ; P 3 u F u Z L ( Eşitlik 8) R P R 30, ,9 60, ,810 P 37 N / s ( W ) 0,4 kw R 6 o) En küçük yağ fili kalınlığı (iģlete devir sayısında) h 0 ; S h Oax 0 ph0 ub S Oax u b p ( Eşitlik 15) h 6 0,068464,810 0,9 0, h 0 9, 10 6 p) GeçiĢ yükü F ü ; F b d n Eşitlik ü 8 9,6 10 ( 64) 58