Vikipedi

Rulman (makine elemanı)

Rulman, hareketli mekanik parçaları yataklayan(hareketlerini sınırlandıran), parçalar arasındaki sürtünmeyi azaltan bir makine elemanıdır . Yatağın tasarımı, örneğin, hareketli parçanın serbest doğrusal hareketini veya sabit bir eksen etrafında serbest dönümesini sağlayabilir; veya hareketli parçalara etkiyen normal kuvvetlere karşı direnç gösterir. Çoğu rulman, sürtünmeyi en aza indirerek istenen hareketi kolaylaştırır, sürtünmeden doğan doğrudan ve dolaylı enerji kayıplarını minimize eder. Rulmanlar, geometrisine, çalışma şekline, izin verilen hareketlere veya parçalara uygulanan yüklerin (kuvvetlerin) yönlerine göre geniş bir şekilde sınıflandırılır.

Bilyalı rulman

Döner rulmanlar, mekanik sistemlerde mil veya aks gibi dönen bileşenleri tutar ve eksenel ve radyal yükleri yükün kaynağından alır ve yapıyı destekleyen karkasa aktarır. En basit yatak şekli olan kaymalı yatak, bir delik içinde dönen bir milden oluşur. Sürtünmeyi azaltmak, rulman ömrünü artırmak ve soğutma için yağlama kullanılır.

Bilyalı rulman ve makaralı rulmanda, kayma sürtünmesini azaltmak için, rulman tertibatının yuvaları veya muyluları arasına dairesel kesitli makaralar veya bilyeler gibi yuvarlanma elemanları yerleştirilir. Maksimum verimlilik, güvenilirlik, dayanıklılık ve performans için ve uygulamaların taleplerinin doğru bir şekilde karşılanmasını sağlamak için çok çeşitli rulman tasarımları mevcuttur.

En basit rulmanlar, yüzeyin şekli, boyutu, pürüzlülüğü ve konumu üzerinde değişen derecelerde kontrole sahip, kesilmiş veya bir parça halinde oluşturulmuş yatak yüzeyleridir .

Bir diğer rulmanlar, bir makineye veya makine parçasına takılan ayrı cihazlardır.

En zorlu uygulamalar için en gelişmiş rulmanlar çok hassas bileşenlerdir; üretimleri, mevcut teknolojinin en yüksek standartlarını gerektirir. Makineleri yataklayan rulmanlar ve çevresel ekipmanlarının tasarımında ve üretiminde iyi eğitimli mühendisler ve teknisyenler görevlidir.

Tarihçesi

değiştir
 
Konik makaralı rulman
 
Leonardo da Vinci'nin çizimi (1452–1519) Bilyalı rulman çalışması

Taşınan bir nesneyi destekleyen veya taşıyan ahşap makaralar şeklindeki rulmanlı yatağın icadı çok eskiye dayanır. Düz bir yatak üzerinde dönen bir tekerleğin icadından dahi önce olabilir.[kaynak belirtilmeli]

Salitis'in mezarındaki Mısırlıların kendi çizimleri, kaymalı yatakları oluşturacak sıvı yağlamalı kızaklar kullanarak büyük taş blokların kızaklar üzerinde hareket ettirilmesi sürecini göstermektedir.[1] El matkaplarıyla kullanılan kaymalı yatakların Mısır çizimleri de vardır.[2]

MÖ 5000 ile MÖ 3000 yılları arasında kaymalı yatak kullanan tekerlekli araçlar icat edildi.[kaynak belirtilmeli]

Yuvarlanan eleman yatağının en eski örneği, İtalya'nın Nemi Gölü'ndeki Roma Nemi gemilerinin kalıntılarından dönen bir masayı destekleyen ahşap bir bilyedir . Batıkların MÖ 40 yılına ait olduğu tespit edilmiştir.[3]

Leonardo da Vinci, 1500 yılı civarında bir helikopter tasarımına bilyeli rulman çizimlerini dahil etti; bu, bir havacılık tasarımında rulmanların kaydedilen ilk kullanımıdır. Bununla birlikte, Agostino Ramelli, makaralı ve eksenel yatakların çizimlerini yayınlayan ilk kişidir.

Bilyalı ve makaralı rulmanlarla ilgili bir sorun, bilyaların veya makaraların birbirine sürtünerek ek sürtünmeye neden olmasıdır. Dönen elemanların birbiriyle etileşimlerinin, her bir bilyeyi veya silindiri bir kafes içine alarak azaltılabileceği Galileo tarafından 17. YY.'da tespit edilmiştir.

İlk pratik kafesli makaralı rulman, 1740'ların ortalarında, saatçi John Harrison tarafından H3 marine timekeeper için icat edildi. Bu saatte kafesli yatak sadece çok sınırlı bir salınım hareketi için kullanıldı, ancak daha sonra Harrison, eş zamanlı bir regülatör saatinde gerçek bir dönme hareketi ile benzer bir yatak tasarımı uyguladı.[kaynak belirtilmeli]

Endüstri devrimi zamanları

değiştir

Bilyalı rulmanlarla ilgili ilk patent, 1794'te Carmarthen'de İngiliz mucit ve demir ustası Philip Vaughan'a verildi. Bu tasarım, bilyenin aks tertibatındaki bir oluk boyunca hareket ettiği ilk modern bilyeli yatak tasarımıydı.[4]

Rulmanlar, gelişmekte olan Sanayi Devrimi'nde çok önemli bir rol oynamış ve yeni endüstriyel makinelerin verimli çalışmasına olanak sağlamıştır. Örneğin, önceki rulmansız tasarımlara kıyasla sürtünmeyi büyük ölçüde azaltmak için tekerlek ve aks gruplarını tutmak için kullanıldılar.

İlk düz ve döner elemanlı rulmanlar ahşaptı ve bunu bronz takip etti. Tarihleri boyunca rulmanlar, seramik, safir, cam, çelik, bronz ve diğer metaller dahil olmak üzere birçok malzemeden yapılmıştır. Daha yakın zamanlarda, diğer malzemelerin yanı sıra naylon, polioksimetilen, politetrafloroetilen ve UHMWPE'den yapılmış plastik yataklar da günümüzde kullanılmaktadır.

Saat yapımcıları, sürtünmeyi azaltmak ve hassasiyeti artırmak için safir kaymalı yataklar kullanırlar.

Temel malzemeler bile etkileyici dayanıklılığa sahip olabilir. Örneğin ahşap mesnetler, günümüzde hala eski saatlerde veya suyun soğutma ve yağlama sağladığı su değirmenlerinde görülebilmektedir.

 
Çentikli makaralı Timken konik makaralı rulman

Radyal tarzda bir bilyalı rulman için ilk patent, 3 Ağustos 1869'da Parisli bir bisiklet tamircisi olan Jules Suriray'a verildi. Rulmanlar daha sonra, James Moore'un bisikletine takıldı.[5] Kasım 1869'da, dünyanın ilk bisiklet yolu yarışı olan Paris-Rouen'de, James Moore yarışı kazandı.

1883'te FAG'ın kurucusu Friedrich Fischer, bağımsız bir rulman endüstrisinin yaratılması için zemin hazırlayan uygun bir üretim makinesi aracılığıyla eşit boyutta ve tam yuvarlaklıkta bilyeleri üretmeye yarayan torna ve taşlama metodlarını rulman endüstrisine uyarladı. Memleketi Schweinfurt daha sonra bilyeli rulman üretiminde dünyanın önde gelen merkezi haline geldi.

 
Wingquist oynak bilyalı rulmanın orijinal patenti

Bilyalı rulmanın modern, kendini merkezleyen tasarımı, tasarımı konusunda İsveç patenti No. 25406'yı aldığı 1907'de SKF bilyalı rulman üreticisi Sven Wingquist'e atfedilir.

19. yüzyılın vizyon sahibi ve vagon üretiminde yenilikçi olan Henry Timken, 1898'de konik makaralı rulmanın patentini aldı. Ertesi yıl inovasyonunu üretmek için bir şirket kurdu. Bir yüzyıldan fazla bir süredir şirket, özel çelik rulmanlar ve bir dizi ilgili ürün ve hizmet dahil olmak üzere her türden rulman üretecek şekilde büyüdü.

Erich Franke, 1934'te tel bilezikli rulmanı icat etti ve patentini aldı. Odak noktası, mümkün olduğunca küçük bir kesite sahip ve muhafaza tasarımına entegre edilebilecek bir rulman tasarımıydı. İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra, Gerhard Heydrich ile birlikte, telli yatakların geliştirilmesini ve üretimini desteklemek için Franke & Heydrich KG (bugünkü Franke GmbH) şirketini kurdu.

Richard Stribeck'in bilyalı rulman çelikleri üzerine kapsamlı araştırması,[6][7] yaygın olarak kullanılan 100Cr6'nın (AISI 52100) metalurjisini tanımladı ve[8] sürtünme katsayısını basıncın bir fonksiyonu olarak gösterdi.

1968'de tasarlanan ve daha sonra 1972'de patenti alınan Bishop-Wisecarver'ın kurucu ortağı Bud Wisecarver, hem dış hem de iç 90 derecelik V açısından oluşan bir tür doğrusal hareket yatağı olan V yatak kılavuz tekerlekleri keşfetti.[9]

1980'lerin başında, Pacific Bearing'in kurucusu Robert Schroeder, lineer bilyalı rulmanlarla değiştirilebilir ilk kendini yağlayan kaymalı kayar burçları icat etti. Bu yatağın metal bir kabuğu (alüminyum, çelik veya paslanmaz çelik) ve ince bir yapışkan tabaka ile birbirine bağlanan bir Teflon bazlı malzeme tabakası vardı.[10]

Günümüzün bilyalı ve makaralı rulmanları, dönen bir bileşen içeren birçok uygulamada kullanılmaktadır. Örnekler arasında dental matkaplardaki ultra yüksek hızlı rulmanlar, Mars Rover'daki gaz türbini rulmanları, otomobillerdeki dişli kutusu ve tekerlek rulmanları, optik hizalama sistemlerindeki eğilme rulmanları ve Koordinat ölçüm makinelerinde kullanılan havalı rulmanlar sayılabilir.

Rulmanların Ortak Özellikleri

değiştir

En yaygın yatak, genellikle yağ veya grafit gibi bir yağlayıcı ile sürtünme temasında yüzeyleri kullanan bir yatak olan kaymalı yataktır. Bir kaymalı yatak, ayrı bir cihaz olabilir veya olmayabilir. İçinden mil geçen bir deliğin iç yüzeyi olabilir. Uygun yağlama ile kaymalı yataklar(journal bearing) genelde minimum maliyetle kabul edilebilir doğruluk, ömür ve sürtünme sağlar. Bu nedenle, çok yaygın olarak kullanılırlar.

Ancak, daha uygun bir rulmanın verimliliği, doğruluğu, servis aralıklarını, güvenilirliği, çalışma hızını, boyutu, ağırlığı ve makine satın alma ve çalıştırma maliyetlerini iyileştirebileceği birçok uygulama vardır.

Bu nedenle, değişen şekil, malzeme, yağlama, çalışma prensibi vb. ile birçok yatak türü vardır.

Yaygın Rulman Türleri

değiştir
 
Rulmanın animasyonu (Kafessiz ideal şekil). İç halka döner ve dış halka sabittir.

Her biri farklı bir prensipte çalışan[11] 6 yaygın rulman türü vardır:

  • Bir delikte dönen bir milden oluşan kaymalı yatak . Spesifik olarak: burç, muylu yatağı, kovan yatağı, tüfek yatağı, kompozit yatak ;
  • Performansı iki yüzey arasındaki sürtünmeyi önlemeye veya azaltmaya bağlı olmayan, ancak düşük dış sürtünme elde etmek için farklı bir ilke kullanan rulmanlı yataklar : eksenel veya radyal yükü taşıyan yüzeyler arasındaki bir ara elemanın yuvarlanma hareketi yapmasına dayanır. Aşağıdakilerden biri olarak sınıflandırılır:
    • Yuvarlanma elemanlarının küresel bilyeler olduğu bilyalı rulman.
    • Yuvarlanma elemanlarının makaralı rulman, doğrusal konik (konik) makaralar veya kavisli konik makaralar (küresel rulmanlar) olarak adlandırılır;
  • Seramik rulman, yatak yüzeylerinden birinin sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmak için safir gibi ultra sert camsı bir mücevher malzemesinden yapıldığı kaymalı yatak;
  • Akışkan yatak, yükün bir gaz veya sıvı tarafından desteklendiği temassız bir yatak (yani havalı rulman);
  • Yükün bir manyetik alan tarafından desteklendiği manyetik yatak ;
  • Hareketin bükülen bir yük elemanı tarafından desteklendiği eğilme yatağı .

Bu rulman türlerinin her birinin dikkate değer özellikleri aşağıdaki tabloda özetlenmiştir.

Tip Tanım Sürtünme Rulman Boşluğu † Hız Ömür Not
Kayar rulman Sürtünme yüzeyleri, genellikle yağlanır; bazı rulmanlar için pompalı yağlama sistemi kullanlıır ve bu yataklar akışkan yataklara benzer şekilde davranır. Malzemelere ve yapıya bağlı olarak PTFE, eklenen dolgu maddelerine bağlı olarak ≈0,05-0,35 arasında bir sürtünme katsayısına sahiptir. İyi, sağlanan aşınma düşük, ancak miktar gevşeklik vardır. Düşük - Orta hızlı Düşük ve yüksek olabilir uygulamaya ve yağlamaya bağlıdır Yüksek sürtünmeli uygulamalarda yüzeylerin yapışmasından muzdariptir. Uygulamaya bağlı olarak kullanım ömrü, bilyalı ve makaralı rulmanlardan daha uzun veya daha kısa olabilir.
Bilyalı ve makaralı rulmanlar Bilyalar veya makaralar dönen ve dönmeyen yüzeylerin her ikisine de temas ederek sürtünmek yerine yuvarlanır. Çelik rulmanlarda yuvarlanma sürtünme katsayısı ≈0,005 olabilir (Conta tasarımı, montaj hataları sürtünmeyi 0.125'e kadar arttırabilir.) İyi ancak genelde iç bilezik, dönen eleman ve dış bilezik arasında radyal ve eksenel boşluk bulunur. Orta ila hızlı. Teknik elemanların bilgisine bağlı olarak çok hızlı uygulamalarda da kullanılabilmektedir. (genellikle soğutma gerektirir) Orta ila yüksek (yağlamaya bağlıdır, genellikle bakım gerektirir) Daha yüksek moment yükleri taşıyan ve sürtünmeyi azaltmayı amaçlayan uygulamalarda kullanılır.
Mücevher yatağı Rulman monte edildiği yüzeyin etrafında döner. Düşük Esneklik gereksinimi nedeniyle düşük. Çok düşük. Yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda kullanılır. Yeterli (bakım gerektirir) Ağırlıklı olarak saatler gibi düşük yüklü, yüksek hassasiyetli işlerde kullanılır. Mücevher yatakları çok küçük olabilir.
Akışkan yatağı Akışkan iki yüzey arasında film tabakası oluşturur ve sızması kenar contası ile engellenir. Sıfır hızda sıfıra yakın sürtünme, genel olarak çok düşük sürtünme. Çok yüksek Çok yüksek. Bazı uygulamalarda neredeyse sonsuzdur, bazı durumlarda başlatma/kapatma sırasında aşınabilir. Genellikle bakım gerektirmez. Kum, toz veya diğer kirleticiler nedeniyle hızla bozulabilir. Sürekli kullanımda bakım gerektirmez. Düşük sürtünme ile çok büyük yükleri kaldırabilir.
Manyetik yatak Rulman yüzleri mıknatıslarla (elektromıknatıslar veya eddy akımları ) ayrı tutulur. Sıfır hızda sıfır sürtünmesi vardır. Düşük Henüz belirlenmiş rasyonel bir hız sınırı yoktur. Belirsiz. Bakım gerektirmez. (elektromıknatıslarla ) Aktif manyetik yataklar (AMB) önemli ölçüde güce ihtiyaç duyar. Elektrodinamik rulmanlar (EDB) harici güç kaynağı gerektirmez.
eğilme yatağı Yatak esneyerek parçaların belirli bir hareket alanı içerisinde deplasmanlarına izin verir. Çok düşük Düşük Çok yüksek. Malzemelere ve uygulamadaki zorlanmaya bağlı olarak çok yüksek veya düşük. Genellikle bakım gerektirmez. Sınırlı hareket aralığı, gevşeklik yok, son derece yumuşak hareket sağlar.
Kompozit yatak Kendini yağlayan kayar yatak çeşididir. Burç üzerine gömülmüş PTFE(teflon) yatağı yağlama görevi üstlenir. PTFE veya başka kendini yağlayabilen malzemeler sürtünmeyi kontrol altında tutmak için çok önemlidir. Ana metal malzemeye bağlı olmakla birlikte genel olarak rulman boşluğu düşüktür. Düşükten çok yükseğe Çok yüksek; PTFE ve dolgu maddeleri aşınma ve korozyon direnci sağlar. Yaygın olarak kullanılır, sürtünmeyi kontrol eder, yapışmayı azaltır, ayrıca PTFE statik sürtünmeyi azaltır.
† Rulman boşluğu, rulman üzerindeki yük değiştiğinde boşluğun değiştiği miktardır, rulmanın sürtünmesinden farklıdır.

Rulmanlı Yatak Uygulamalarında Hareketler

değiştir

Rulmanlar tarafından izin verilen ortak hareketler şunlardır:

  • Radyal devir/dönüş hareketleri. örneğin: şaft dönüşü;
  • Doğrusal(lineer) hareket. örneğin: çekmece;
  • Küresel dönme hareketi. örneğin: insan omuz eklemi, bilyeli ve soketli mafsal;
  • menteşe hareketi. örneğin: kapı, insan dirsek ve diz eklemleri.

Sürtünme

değiştir

Rulmanlardaki sürtünmeyi azaltmak, verimlilik, aşınmayı azaltmak ve yüksek hızlarda uzun süreli kullanımı kolaylaştırmak ve rulmanın aşırı ısınmasını ve erken arızalanmasını önlemek için genellikle önemlidir. Esasen, bir yatak, şekli, malzemesi veya yüzeyler arasına bir sıvı girmesi ve içermesi veya yüzeyleri bir elektromanyetik alanla ayırması nedeniyle sürtünmeyi azaltabilir.

  • Şekil olarak, genellikle küre veya makara kullanarak veya eğilme yatakları oluşturarak avantaj sağlar.
  • Malzeme olarak, kullanılan yatak malzemesinin doğasından yararlanır. (Bir örnek, düşük yüzey sürtünmesine sahip plastiklerin kullanılması olabilir.)
  • Akışkan parçalar arasında film tabakası oluşturarak, iki katı parçanın birbirine temas etmesini önler. Bu sayede parçaların birbirini deforme etmesini engeller ve/veya iki parça arasındaki normal kuvveti azaltır..
  • Alanlarla, katı parçaların birbirine temas etmesini önlemek için elektromanyetik alanlardan yararlanır.
  • Hava basıncı, katı parçaların birbirine temas etmesini önlemek için hava basıncını kullanır.

Yukarıdaki tekniklerin kombinasyonları aynı rulmanda kullanılabilir.

Yükler

değiştir

Rulman tasarımı, desteklemeleri gereken kuvvetlerin boyutuna ve yönlerine bağlı olarak değişir. Kuvvetler ağırlıklı olarak radyal, eksenel (baskı yatakları) veya ana eksene dik olan eğilme momentleridir.

Hızlar

değiştir

Farklı rulman tipleri farklı çalışma hız limitlerine sahiptir. Hız tipik olarak maksimum bağıl yüzey hızları olarak belirtilir, genellikle ft/sn veya m/sn olarak belirtilir. Döner rulmanlar, performansı tipik olarak ürün DN'si cinsinden tanımlar; burada D, yatağın ortalama çapıdır (genellikle mm cinsinden) ve N, dakikadaki devir cinsinden dönüş hızıdır.

Genel olarak, rulman tipleri arasında önemli bir hız aralığı örtüşmesi vardır. Kaymalı yataklar tipik olarak yalnızca daha düşük hızları idare eder, yuvarlanan elemanlı yataklar daha hızlıdır, ardından sıvı yataklar ve son olarak, malzeme mukavemetini aşan merkezcil kuvvet ile sınırlanan manyetik yataklar gelir.

Oynaklık

değiştir

Bazı uygulamalar, değişen yönlerden rulman yükleri uygular ve uygulanan yük değiştikçe yalnızca sınırlı oynama veya "eğim" kabul eder. Bir hareket kaynağı, yataktaki boşluklar veya "oynaklık" dır.

Örneğin: 10mm çapında bir mil ve 12mm çapında delik 2mm oynaklığa sahiptir.

İzin verilen oynaklık, kullanıma bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Örnek olarak, bir el arabası tekerleği radyal ve eksenel yükleri destekler. Eksenel yükler, sola veya sağa yüzlerce newton kuvvet olabilir ve tekerleğin değişen yük altında 10mm'ye kadar sallanması tipik olarak kabul edilebilir. Buna karşılık, bir torna, bir kesme aletini ±0,002mm'ye konumlandırmak için binlerce Newton'u taşıyan aynı zamanda kesme aletini ±0,002mm'de tutabilen bir rulmana ihtiyaç duyar.

Mukavemet

değiştir

Rulmanlı yatak tasarlayan mühendislerin incelediği bir diğer konu, yatağın mukavemetinden kaynaklanan elastikliktir. Örneğin, bir bilyeli yataktaki bilyeler sert kauçuk gibidir ve yük altında yuvarlaktan hafif yassı bir şekle deforme olur. Bilezik esnektir ve topun üzerine bastığı yerde hafif bir eliptik oturma yüzeyi oluşturur.

Rulmanın rijitliği: rulman tarafından ayrılan parçalar arasındaki mesafenin uygulanan yük ile değişimidir. Bilyalı ve makaralı yataklarda bunun nedeni bilyenin ve yatağın gerinmesidir (elastik deformasyon). Akışkan yataklarda, akışkan sıvı basıncının boşlukla nasıl değiştiğinden kaynaklanır (doğru yüklendiğinde, akışkan yatakları tipik olarak yuvarlanan elemanlı yataklardan daha serttir).

Ömür

değiştir
Akışkan ve manyetik yataklar

Akışkan ve manyetik yatakların neredeyse sınırsız hizmet ömrü olabilir. Pratikte yaklaşık 1900 yılından beri neredeyse kesintisiz hizmet veren ve hiçbir aşınma belirtisi göstermeyen hidroelektrik santrallerinde yüksek yükleri destekleyen akışkan yataklar bulunmaktadır.[kaynak belirtilmeli]

Yuvarlanma elemanı yatakları

Rulmanlı eleman ömrü yük, sıcaklık, bakım, yağlama, malzeme kusurları, kirlilik, taşıma, kurulum ve diğer faktörler tarafından belirlenir. Bu faktörlerin hepsinin rulman ömrü üzerinde önemli bir etkisi olabilir. Örneğin, yatak sadece kendi ağırlığını taşırken depolamadan kaynaklı titreşimler nedeniyle yağlayıcı hasarına neden olmuştur.[12] ortaya çıkan hasar genellikle yatak çizilmesidir.[13] Rulman ömrü istatistikseldir: belirli bir rulmanın birkaç numunesi, genellikle daha iyi veya daha kötü ömür gösteren birkaç numuneyle birlikte, hizmet ömrü için istatistiksel bir eğri sergileyecektir. Rulman ömrü mikroskopik ve kirlilik nedeniyle çok değişir, makroskopik olarak aynı görünen rulmanların ömürleri dahi büyük ölçüde farklılık gösterebilir.

L10 (veya B10) ömrü

değiştir

Rulmanlar genellikle bir "L10" ömrü verecek şekilde belirtilir (ABD dışında, "B10" ömrü olarak da anılabilir.) Bu, söz konusu uygulamadaki rulmanların yüzde onunun klasik yorulma arızası (yağlama problemi, yanlış montaj vb. gibi başka herhangi bir arıza modu değil) nedeniyle arızalanmasının beklenebileceği ömür veya alternatif ömürdür. Rulmanın L10 ömrü teorik ömürdür ve rulmanın hizmet ömrünü temsil etmeyebilir. Rulmanlar ayrıca C 0 (statik yükleme) değeri kullanılarak derecelendirilir. Bu, gerçek bir yük değeri değil, referans olarak temel yük derecesidir.

Çevresel faktörler

değiştir

Rulmanların hizmet ömrü, rulman üreticileri tarafından kontrol edilmeyen birçok parametreden etkilenir. Örneğin, rulman montajı, sıcaklık, dış ortama maruz kalma, yağlayıcı temizliği ve rulmanlardan geçen elektrik akımları vb.

Mikro yüzeyin sıcaklığı ve çalışma ortamı, sürtünmelerini belirler.

Belirli elemanlar ve alanlar, hızları artırırken sürtünmeyi azaltır.

Mukavemet ve hız, rulman tipinin taşıyabileceği yük miktarını belirlemeye yardımcı olur.

Merkezleme hataları, aşınma ve yıpranmaya neden olabilir.

Montaj

değiştir

Rulmanları takmak için genellikle sıkı geçme içeren birçok yöntem vardır.[14] Bir rulmanı bir deliğe veya mile presleyerek veya sıkarak takarken, milin dış çapı ve deliğin iç çapını çok hassas tolerans aralıklarında tutmak önemlidir.

Bakım ve yağlama

değiştir

Birçok rulman erken arızayı engellemek için periyodik bakım gerektirir, ancak birçoğu da çok az bakım gerektirir. Sızdırmaz contalı-gresli rulmanlar birçok uygulamada başarıyla çalışarak bakım gerektirmeyen çalışma sağlarlar. Contalar tozu kiri dönen elemanlardan uzak tutarken gres rulmanın fonksiyonu için gereken yağlamayı sağlar.

Keçesiz(contasız) yataklarda genellikle bir gres tabancasıyla periyodik yağlama için bir gresörlük veya periyodik yağ doldurmak için bir yağ kabı bulunur. 1970'lerden önce, çoğu makinede sızdırmaz yatak bulunmazdı dolayısıyla yağlama ve gresleme bugün olduğundan daha yaygın bir faaliyetti. Örneğin, otomotiv şasileri, neredeyse motor yağı değiştikçe "yağlama yıkama" gerektiriyordu, ancak günümüzün otomobil şasileri çoğunlukla ömür boyu sızdırmazlık sağlayan makine elemanlarıyla donatılmıştır. 1700'lerin sonlarından 1900'lerin ortalarına kadar endüstride yağcılık bir meslek koluydu.

Günümüzde fabrika makinelerinde genellikle, merkezi bir pompanın bir hazneden yağlama hatları aracılığıyla makinenin yatak yüzeylerindeki, yatak muylularındaki, yastık bloklarındaki vb. çeşitli yağlama noktalarına periyodik olarak yağ veya gres yüklemesi yaptığı yağlama sistemleri bulunur. Bu tür yağlama döngülerinin zamanlaması ve sayısı, makinenin PLC veya CNC gibi bilgisayarlı kontrolü ve ayrıca bazen gerektiğinde manuel olarak kontrol edilir. Tüm modern CNC takım tezgahlarının ve diğer birçok modern fabrika makinesinin yağlanması otomatiktir. Benzer yağlama sistemleri otomatik olmayan makinelerde de kullanılır; bu durumda bir makine operatörünün günde bir kez (sürekli kullanımdaki makineler için) veya haftada bir kez pompalaması gereken bir el pompası vardır.

Modern bir otomotiv veya kamyon motorunun içindeki yağlama sistemi, yağın sürekli pompalanması dışında konsept olarak yukarıda bahsedilen yağlama sistemlerine benzer. Bu yağın çoğu, motor bloğuna ve silindir kafalarına açılan boşluklardan akar, doğrudan yataklara iletilir ve yağ devir daimi sağlamak için başka yerlere fışkırır. Yağ pompası basitçe sürekli olarak yağı pompalar ve kullanılan/sıkışan ve ısınan yağ sürekli olarak bir tahliye valfinden kartere geri kaçar.

Yüksek devirli operasyonlarda kullanılan rulmanların periyodik olarak yağlanması ve temizlenmesi gerekir ve birçok rulman olası aşınmaları en aza indirmek için ön yükleme ayarı gibi ayarlamalar gerektirir.

Rulmanlar temiz çalıştırıldığında ve iyi yağlandığında, komponent ömrü genellikle çok daha iyi olur. Ancak, birçok uygulama iyi bakımı zorlaştırır. Bir örnek, bir kaya kırıcının konveyöründeki rulmanların sürekli olarak sert aşındırıcı parçacıklara maruz kalmasıdır. Temizlemenin pek faydası yoktur çünkü temizlik genellikle rulmandan daha maliyetlidir. Bu nedenle, iyi bir bakım programı, yatakları sık sık yağlamayı gerektirebilir ancak temizlik için herhangi bir sökme işlemi içermez. Sık yağlama, doğası gereği, eski (kum dolu) yağı veya gresi yeni bir şarjla değiştirerek sınırlı bir tür temizleme eylemi sağlar; bu, bir sonraki döngü tarafından değiştirilmeden önce kumu toplar. Diğer bir örnek, rüzgar türbinlerindeki rulmanlardır; rulman kuvvetli rüzgar bölgelerinde yüksek bir yere yerleştirildiği için bakımı zorlaştırır. Ayrıca türbin her zaman çalışmaz ve farklı hava koşullarında farklı çalışma davranışlarına maruz kalır, bu da uygun yağlamayı zorlaştırır.[15]

Halka (segmanlı) yağlayıcı

değiştir

Rulmanın merkezine asılı duran gevşek bir segman vardır. Segman aşağıda bulunan yağ haznesine temas eder. Rulmanın her dönüşünde segman yüzeyine yapışan yağ dönüş hareketi sırasında makaraya veya bilyaya iletilir ve yağlama sağlanır.

Sıçramalı yağlama

değiştir

Yağlamanın ilkel bir şekli sıçramalı yağlamadır . Bazı makinelerin alt kısmında, kısmen sıvıya daldırılmış dişliler veya cihaz çalışırken havuza doğru sallanabilen krank çubukları ile birlikte bir yağlayıcı havuzu bulunur. Dönen tekerlekler etraflarındaki havaya yağ savururken, krank çubukları yağın yüzeyine çarparak yağı rastgele motorun iç yüzeylerine sıçratır. Bazı küçük içten yanmalı motorlar, yağı, mekanizmanın iç kısmına rastgele dağıtan özel plastik sıçratma tekerlekleri içerir.[16]

Basınçlı yağlama

değiştir

Yüksek hızlı ve yüksek güçlü makineler için, yağ kaybı, rulmanın hızlı ısınmasına ve sürtünme nedeniyle hasara neden olabilir. Ayrıca kirli ortamlarda, yağ, sürtünmeyi artıran toz veya kalıntılarla kirlenebilir. Bu uygulamalarda, rulmana ve diğer tüm temas yüzeylerine sürekli olarak yeni bir yağlayıcı tedarik edilir ve sistemdeki yağ, filtreleme, soğutma ve yeniden kullanım için toplanabilir. Basınçlı yağlama, büyük ve karmaşık içten yanmalı motorlarda, üstten supap tertibatları gibi, doğrudan sıçrayan yağın ulaşamadığı motor bölümlerinde yaygın olarak kullanılır.[17] Yüksek hızlı turboşarjlar ayrıca tipik olarak, yatakları soğutmak ve türbinden gelen ısı nedeniyle yanmalarını önlemek için basınçlı bir yağ sistemine ihtiyaç duyar.

Kompozit rulmanlar

değiştir

Kompozit rulmanlar, lamine metal sırtlı kendinden yağlamalı politetrafloroetilen - PTFE (teflon) astar ile tasarlanmıştır. PTFE astar, tutarlı, kontrollü sürtünme ve dayanıklılık sağlarken, metal destek, kompozit yatağın sağlam olmasını ve uzun ömrü boyunca yüksek yüklere ve gerilimlere dayanabilmesini sağlar. Tasarımı, aynı zamanda, geleneksel bir döner elemanlı rulmanın ağırlığının onda biri kadar hafif olmasını sağlar.[18]

Kaynakça

değiştir
  1. ^ Encyclopedia of the Archaeology of Ancient Egypt. 
  2. ^ Nonlinear dynamics, World Scientific, 1997, s. 178, ISBN 978-981-02-2982-5 
  3. ^ "Bearing Industry Timeline". americanbearings.org. 28 Aralık 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Ekim 2012. 
  4. ^ "Double- Row Angular Contact Ball Bearings". intechbearing.com. 11 Mayıs 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  5. ^ "Bicycle History, Chronology of the Growth of Bicycling and the Development of Bicycle Technology by David Mozer". Ibike.org. 12 Şubat 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Eylül 2013. 
  6. ^ Stribeck, R. (1901). "Kugellager für beliebige Belastungen". Zeitschrift des Vereines Deutscher Ingenieure. 3 (45): 73-79. 
  7. ^ Stribeck, R. (1 Temmuz 1901). "Kugellager (ball bearings)". Glasers Annalen für Gewerbe und Bauwesen. 577: 2-9. 
  8. ^ Martens, A. (1888). Schmieröluntersuchungen (Investigations on oils). Mitteilungen aus den Königlichen technischen Versuchsanstalten zu Berlin, Ergänzungsheft III. Berlin: Verlag von Julius Springer. ss. 1-57. 25 Şubat 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  9. ^ Did You Know: Bud Wisecarver (PDF), Machine Design, 2007, s. 1, 6 Ekim 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF), erişim tarihi: 11 Eylül 2022 
  10. ^ "Prime mover in custom bearings – July 1995". Design News. 10 Temmuz 1995. 18 Haziran 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Temmuz 2022. 
  11. ^ "6 Most Popular Types of Mechanical Bearings". craftechind.com. 22 Ocak 2014. 11 Haziran 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  12. ^ Rolling bearing analysis. Wiley. 2001. ISBN 978-0-471-35457-4.  Yazar |ad1= eksik |soyadı1= (yardım)
  13. ^ "Time-dependent analyses of wear in oscillating bearing applications", Proceedings of the STLE/ASME International Joint Tribology Conference 
  14. ^ "Antifriction Bearings - an overview | ScienceDirect Topics". www.sciencedirect.com. 4 Ağustos 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  15. ^ Schwack (2020). "A study of grease lubricants under wind turbine pitch bearing conditions". Wear. 454-455: 203335. doi:10.1016/j.wear.2020.203335. ISSN 0043-1648. 
  16. ^ The gasoline automobile. McGraw-Hill. 1919. ss. 111-114. 
  17. ^ Dumas (14 Eylül 1922). "Pressure Lubricating Characteristics". Motor Age. Class Journal Co. 42. 
  18. ^ Gobain (1 Haziran 2012). "Saint-Gobain and Norco Get Celebrity Thumbs-Up". 19 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Haziran 2016. 

Dış bağlantılar

değiştir
"https://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Rulman_(makine_elemanı)&oldid=33760632" sayfasından alınmıştır