KAYMALI YATAKLAR II: Radyal Kaymalı Yataklar

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "KAYMALI YATAKLAR II: Radyal Kaymalı Yataklar"

Engin Akyıldız
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 KAYMALI YATAKLAR II: Radyal Prof. Dr. İrfan KAYMAZ Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

2 Giriş Bu bölüm sonunda öğreneceğiniz konular: Radyal yataklama türleri Sommerfield Sayısı Sonsuz Genişlikte Radyal Yatak Hesabı Basınç Dağılımı Yük Taşıma Kapasitesi Örnek

3 Radyal Endüstride sıkça karşılaşılan, yüke radyal doğrultuda direnç gösteren hidrodinamik yatak tipidir.

4 Radyal Endüstride sıkça karşılaşılan, yüke radyal doğrultuda direnç gösteren hidrodinamik yatak tipidir. Mil desteklenmesinin bu tip yataklarla gerçekleştirilmesinde, genelde iyi bir yağlama temini için, yatak bronz gibi iyi kayma özelliğine sahip malzemeden yapılır. Yatağa genelde yatak zarfı ya da sadece zarf, mile de muylu denir. Yatağın mili tam sarıp sarmamasına göre bu tür yataklar tam radyal, yarım radyal yataklar diye sınıflandırılırlar.

gibi iyi kayma özelliğine sahip malzemeden yapılır.

5 Radyal Tam radyal yatak veya yatağı mili (muyluyu) çepeçevre sarar. Yatak çapı muylu çapından pek az büyüktür. Yatak yükü (yatağa etkiyen kuvvet) muyluya veya yatağa etkiyebilir. Yağ, yatağın uygun bir yerinden bir yağ deliği veya bir yağ kanalı vasıtasıyla sevk edilir. Dönmekte olan muylu tarafından çevresel yönde sürüklenen yağ, yağ kamasını teşkil eder.

Yatak yükü (yatağa etkiyen kuvvet) muyluya veya yatağa etkiyebilir.

6 Radyal mil ve yatağın değişik izafi konumlarında yağ filminin oluşumu

7 Radyal Mil ve yatak merkezleri arasında e eksantrikliğinin mevcut olması halinde iki yüzey arasında oluşan daralan-genişleyen yağ kamasına benzeyen açıklıklar film kalınlığı olarak değerlendirilir. Hidrodinamik basınç oluşumuna katkı yapan daralan bölge sonunda h 0 minimum film kalınlığı kadar radyal boşluk doğar.

açıklıklar film kalınlığı olarak değerlendirilir.

8 Yağ film kalınlığı minimum film kalınlığı: Maksimum film kalınlığı: Yatakta basınç dağılımı için çok önemli olan h film kalınlığı, yatak geometrisi büyüklükleri ve bağıntıları kullanılarak genel ifade olarak:

önemli olan h film kalınlığı, yatak geometrisi

9 Yağ film kalınlığı minimum film kalınlığı θ = 0 maksimum film kalınlığı θ = π ε: mevcut yağ filmini belirten boyutsuz büyüklük (izafi eksantrisite) Metal-metal temasta ε= 1

10 Radyal Radyal yataklarda basınçlı, yani hidrodinamik yağ tabakası eğik düzlemde olduğu gibi mil ile yatak arasındaki boşluğun tamamında oluşmaz. Bu nedenle, radyal kaymalı yataklardaki sıvı sürtünmesinin genel denklemindeki, θ açısının sınır değerleri yani hidrodinamik yağ tabakasının başlangıç ve bitiş noktaları kesin değildir.

Bu nedenle, radyal kaymalı yataklardaki sıvı sürtünmesinin genel denklemindeki, θ

11 Basınç Dağılımı Yağ tabakasındaki basıncın başlangıç v e bitiş değerleri için Sommerfeld (θ i = 0 ve θ f = 2π) Yarı Sommerfeld (θ i = 0 ve θ f = π) Reynolds (θ i = 0 ve P = 0 ve dp dθ = 0)

12 Radyal Her üç varsayımda uygulanan matematiksel işlem aynı olduğundan, daha basit olduğundan, Yağ filminde Basınç Yayılışı Yük taşıma kapasitesi Sürtünme Katsayısı gibi büyüklükler Sommerfeld yaklaşımına göre hesaplanacaktır.

Basınç Yayılışı Yük taşıma kapasitesi Sürtünme Katsayısı

13 Basınç Dağılımı Teorik olarak sonsuz genişlikte olan yataklarda; hareket yönüne dik doğrultuda yağ debisi ihmal edilir z doğrultusunda basınç değişmez yani P z = 0 Hidrodinamik sıvı sürtünmesi genel denklemi: Sommerfeld sınır şartları yazıldığında, basınç ifadesi P 0 : atmosferik basınç

basınç değişmez yani P z = 0 Hidrodinamik sıvı sürtünmesi genel

14 Basınç Dağılımı Basınç dağılımı Sommerfeld Yarı Sommerfeld Reynolds

15 Yük Taşıma Kapasitesi Yük Taşıma Kapasitesi Sonsuz geniş yatak Sommerfeld sınır koşulları yazılırsa:w y = 0 Bu denklem düzenlenirse P m : Ortalama yatak yüzey basıncı İzafi yatak boşluğu:

16 Yük Taşıma Kabiliyeti Sommerfeld Sayısı: Boyutsuz Sommerfeld Sayısı: Sommerfeld Sayısı aynı olan yataklar tamamen benzer olarak çalışırlar

17 Sürtünme Katsayısı Mil yüzeyindeki sürtünme kuvveti dikkate alınırsa

18 Sonlu Genişlikte Radyal Yatak Hesabı İki Boyutlu Reynolds diferansiyel denklemleri geçerlidir Sonlu genişlikteki yataklarda z ekseni doğrultusunda yağ kaçağı vardır. Basınç azalır ve yük taşıma kapasitesi azalır.

genişlikteki yataklarda z ekseni doğrultusunda yağ

19 Sonsuz Genişlikte Radyal Yatak Hesabı Sommerfield sayısı yatağın yük taşıma kabiliyeti ile ilgilidir. Yatağın sürtünme hesabı ve termik denge için μ ve μ ψ değerlerinin bilinmesi gerekir.

20 Sonsuz Genişlikte Radyal Yatak Hesabı Sommerfield-izafi minimum yağ tabakası (Boyutsuz) Sommerfield-izafi eksantre (Boyutsuz)

21 Pratik Parametreler Boyutsuz Sommerfield sayısı radyal kaymalı yatağın bütün karakteristiklerini içerir.

22 Pratik Parametreler

23 Pratik Parametreler

24 Konstrüksiyon Esasları Tam Radyal yatak (a) Kısmı radyal yatak (b,c)

25 Konstrüksiyon Esasları Hidrodinamik radyal kaymalı yataklar: Basit bir burç Bağımsız bir sisiem olarak makinelere takılırlar

26 Örnek: 125 mm nominal çaplı bir yatakta yatak çapı toleransları mm arasında, mil çapı toleransları mm ve mm arasında değişmektedir. B/D=1 olan yatağın dışarıya ısı veren alanı A=0.4 m2 olarak hesaplanmıştır. Konveksiyonla soğutma hali için ısı iletim katsayısı α = 20 W/m 2 o Kdir. Yatağa gelen radyal yük F=30 kn, devir sayısı n=500 d/d. Yatakta kullanılan yağ ISO VG46 yağıdır. Bu verilere göre a) Yatak basıncını hesaplayıp emniyetli olup olmadığını belirleyiniz. b) Çevre sıcaklığı 20 o C ve efektif sıcaklık 40 o C için yağ viskozitesi ve izafi boşuk değerini bulunuz. c) Sommerfeld sayısını, izafi eksantriklik, sürtünme katsayısını ve sürtünme kayıplarını hesaplayınız. d) Yatak ve milin toplam pürüzlülüğü 5μm ise minimum yağ film kalınlığının yeterli olup olmadığını bulunuz.

27 Gelecek dersin konusu RulmanlıYataklar

Benzer belgeler

KAYMALI YATAKLAR. Kaymalı Yataklar. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

KAYMALI YATAKLAR. Kaymalı Yataklar. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü KAYMALI YATAKLAR Prof. Dr. İrfan KAYMAZ Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Giriş Bu bölüm sonunda öğreneceğiniz konular: Eksenel yataklama türleri Yatak malzemeleri Hidrodinamik