RULMANLI YATAKLAR Yataklar iki eleman arasındaki bir veya birkaç yönde izafi harekete minimum sürtünme ile izin veren fakat kuvvet doğrultusundaki harekete engel olan destekleme elemanlarıdır. Dönme şeklindeki izafi hareketi destekleyen ve yüzeyleri arasında yuvarlanma hareketi olan yataklara rulman adı verilir. Yuvarlanma hareketini gerçekleştirmek için destekleyen ve desteklenen elemanlar arasına küresel veya silindirik yuvarlanma elemanları konulmaktadır.
Rulmanlı Yatakların Sınıflandırılması Rulmanlı yatakları yuvarlanma elemanlarının şekline göre, bilyalı ve makaralı Taşıyabileceği yüklere göre de radyal ve eksenel olarak sınıflandırabiliriz. Makaralı yuvarlanma elemanlarının silindirik, konik, iğne ve masura şeklinde olması da alt sınıflandırma gruplarında dikkate alınır. Genellikle eksenel rulmanlı yataklar eksenel, radyal rulmanlı yataklar radyal kuvvetleri taşıyan yataklardır.
RADYAL EKSENEL RADYAL EKSENEL
Sabit bilyalı Eğik bilyalı Oynak bilyalı Omuzlu bilyalı Silindirik Makaralı İğne Makaralı Konik Makaralı Oynak Masuralı Fıçı masuralı
Gösterim Tarzı Rulmanlar uluslararası kabul edilmiş standart boyutlarda çeşitli firmalar tarafından üretilmektedir. Firmaların kataloglarında rulmanların boyutları, yük taşıma kabiliyetleri belirtilmektedir. Ancak ifade şekillerinin ortak olması amacıyla uluslararası bir gösterim tarzı geliştirilmiştir. Bu gösterim tarzında esas alınan boyutlar; delik çapı ( d ), dış çap ( D ) genişlik ( B ) dir.
Burada önemli nokta aynı delik çapına çeşitli dış çap ve genişliklerin karşı gelmesidir. Bunu ifade etmek için boyut serisi denilen ve 00, 02, 03,... şeklinde iki rakamdan oluşan bir gösterim tarzı ortaya konulmuştur. Bu gösterim tarzında birinci rakam genişlik serisini, ikinci rakam ise dış çap serisini ifade etmektedir. Rulmanı ifade eden gösterimin; ilk rakam veya harfi rulman cinsini, ikincisi genişlik serisini, üçüncü dış çap serisini, son iki rakamda delik çapını vermektedir.
RULMAN KODLARI ÖN EKLER ANA KOD SON EKLER RULMAN SERİSİ 62 RULMAN DELİK SAYISI 05 RULMAN TİPİ 6 ÖLÇÜ SERİSİ 02 GENİŞLİK SERİSİ 0 ÇAP SERİSİ 2
Rulmanlı Yataklarda Yorulma ve Plastik Şekil Değiştirme Rulmanlı yataklarda yuvarlanma elemanları ile hareket yüzeyleri arasındaki temas alanlarının çok küçük olması sebebiyle Hertz tipinde yüzey basınçları oluşmaktadır. Rulmanlı yatakların döner ( n > 1 D /d ) veya sabit ( n < 1 D /d ) olmalarına göre Hertz basınçlarının etkilerini iki gruba ayırmak mümkündür.
RULMANLAR Döner Rulmanlı Yataklar n > 1 D /d Genelde iç bilezik, bazı durumlarda dış bilezik döner olduğundan, dış kuvvetler sabit olsa bile yuvarlanma elemanı veya bilezik yüzeyi değişken zorlanmalara maruz kalır. Yorulma aşınması dediğimiz Pitting olayı meydana gelir. Rulmanın yük taşıma kabiliyeti Dinamik Yük sayısı (C) ile belirlenir. Dinamik yük sayısı ; (C) Rulmanlı yatağın 10 6 devirlik nominal ömre eriştiği yük olarak tarif edilebilir. Bu değer rulman kataloglarında verilmektedir.
Döner Rulman Seçimi C hesap F f f L n C tablo Dinamik Yük sayısı Dinamik Eşdeğer Yük f L P L h 500 Ömür faktörü f n 100 P 3 n Devir sayısı faktörü
Dinamik eşdeğer yük ; (F) Rulmanlı yataklar aynı anda hem radyal (Fr) hem de eksenel (Fa) yani kombine kuvvetleri etkisinde kalabilir. Dinamik eşdeğer yük, yorulma bakımından kombine yük gibi tesir eden, radyal yataklarda radyal, eksenel yataklarda ise eksenel bir yüktür.
1.Radyal Yataklarda Dinamik Eşdeğer Yük F = X.V. Fr + Y. Fa bağıntısı ile hesaplanır. Burada X: radyal faktör, Y: eksenel faktör, V: yükün döner bilezik üzerindeki etkisini ifade eden bir faktördür. İç bilezik döner dış bilezik sabit ise V = 1 ; iç bilezik sabit,dış bilezik döner ise V=l,2
2. Eksenel Yataklarda Dinamik Eşdeğer Yük Eşdeğer yükün değeri, temas açısı α'ya bağlıdır, α = 90 olan yani hiç radyal yük taşımayan bilyalı eksenel yataklarda F = F a
Ömür Hesabı Nominal ömür aynı rulmanlı yataklardan ibaret olan bir gruptaki yataklardan % 90'ının eriştiği veya aştığı ömürdür.nominal ömür milyon devir cinsinden devir sayısı (L) veya çalışma saati ( Lh ) olarak ifade edilir. Rulmanlı yataklarda nominal ömür,dinamik yük sayısı ve dinamik eşdeğer yük arasında; L bağıntısı vardır. C F P p = 10/3 makaralı yataklar p = 3 Bilyalı yataklar eya çalışma saati cinsinden de ifade edilebilir. L h 10 6 60 n C F P
RULMANLAR Sabit rulmanlı yataklar Temas yüzeylerinde plastik şekil değiştirme meydana gelmektedir. Yükün büyüklüğüne bağlı olarak bu plastik şekil değiştirme 0,0001.d b ( d b = yuvarlanma elemanın çapı) değerini aştığı takdirde yatak normal çalışamaz yani yatağın yük taşıma kapasitesi statik yük sayısı (C 0 ) tarafından belirlenir.
Sabit Rulman Seçimi C 0hesap F0 fs C0tablo Statik yük sayısı Statik eşdeğer yük Statik yük faktörü
Statik eşdeğer yük (F 0 ) 1- Radyal ve açısal temaslı radyal bilyalı ve makaralı rulmanlar için F 0 = F r ve F o = X o.f r +Y o.f a bağıntılarının verdiği en büyük değer seçilir. Burada,X o ; radyal; Y o ; eksenel faktör olup kataloglarda verilmektedir, 2- α = 90 olan eksenel yataklar için F 0 = Fa dır.
RULMANLAR f s : statik yük emniyet katsayısı
Geçmeler RULMANLAR İç bilezik ile mil ve dış bilezik ile gövdedeki yuva arasındaki geçme durumları, rulmanlı yatağın çalışmasını önemli ölçüde etkiler. Geçmeler çok sıkı seçilirse deformasyonlardan dolayı iç bileziğin büyümesi, dış bileziğin küçülmesi yataktaki radyal boşluğu tamamen kaldırarak kasıntı yapar, aşırı derecede ısınma meydana getirir. Geçmelerin daha az sıkı seçilmesi sonucunda ise iç bilezik ile mil arasındaki fretting korozyon denilen bir korozyon aşınması meydana gelir. Prensip olarak dönen bilezikler sıkı geçme, duran bilezikler ara geçme ile takılırlar.
Konstrüksiyon İlkeleri RULMANLAR Rulmanlı yatakların mil - gövde sisteminin içinde tertiplenmesinde ısıl genleşmelerden dolayı yatağın iç boşluğunun tamamen kaybolmasının önlenmesine dikkat edilir Bunun için yataklardan biri sabit diğeri serbest monte edilir.
RULMANLAR Sabit yataklamada; rulmanın dış bileziği her iki taraftan desteklenir. Sabit yatak hem radyal hem de eksenel yük taşıyabilir.
RULMANLAR Serbest yataklamada; rulmanın dış bileziğinin iki tarafında boşluk bırakılır. (uzun millerde) Kısa millerde dış bileziklerin dış tarafı desteklenir ve iç kısımları boş bırakılır rulmanlar ancak mil genleşmesi içnde dış bileziklerden birinin dışında küçük bir boşluk bırakılır. Serbest yatak sadece radyal yük taşıyabilir.
Rulman dış bileziklerinin sabitlenmesi a- gövde ile kapak arasına b- özel manşon ve kapak arasına c- segman ve kapak arasına d- rulman içine yerleştirilmiş segman ile
Rulman iç bileziklerinin desteklenmesi Rulmanlı yatakların iç bilezikleri bir taraftan mildeki faturaya dayanır, diğer tarafı serbest bırakılır veya şekillerde gösterildiği gibi desteklenir.
RULMANLAR
RULMANLAR
RULMANLAR Yağlama Rulmanlı yatakların yağlanması gres veya sıvı yağ kullanılarak yapılır. Gresler düşük hızlarda kullanılır ve yatak ile kapak arasındaki boşluğa konur. Sıvı yağlar yüksek hızlarda kullanılır. Soğumayı da sağlarlar.
RULMANLAR Sızdırmazlık Yatak sistemlerinde yağın dışarıya akmasını ve dıştan yatak sistemine toz, pislik gibi maddelerin girmesini önlemek amacıyla sızdırmazlık sistemleri kurulmaktadır.
RULMANLAR Bu sistemler temaslı ve temassız olmak üzere iki sınıfa ayrılabilir. Temaslı sızdırmazlık sistemlerinde mil ile kapak veya gövde arasına keçe denilen yumuşak sızdırmazlık elemanları konur (a,b). Büyük hızlarda conta (c, d,e,f) ve O-ring (m) adı verilen sızdırmazlık elemanları kullanılır.
Yüksek hızlarda temassız sistemler kullanılır. Labirent şeklinde veya yivli olabilirler.
KAYNAKLAR Makine Tasarımı II Ders Notları, Yrd.Doç.Dr. Melih Belevi Makine Bilgisi, Prof.Dr. Mustafa Akkurt