MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

96
İt I MAKINA MÜHENDİSLİĞİ E L KİTABI Ciltl ÜRETİM VE TASARIM Baskıya Hazırlayan A. Münir CERİT ( Makina Yük. Mühendisi) 2. Baskı TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI Ekim 1994 Yayın no: 169

description

Eski ama güzel bir kitap

Transcript of MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

Page 1: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

İ t • I

MAKINA MÜHENDİSLİĞİE L KİTABI

Ciltl

ÜRETİM VE TASARIM

Baskıya HazırlayanA. Münir CERİT

( Makina Yük. Mühendisi)2. Baskı

TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI

Ekim 1994

Yayın no: 169

Page 2: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

tmmobmakina mühendisleri odası

Sümer Sokak 36/1-A 06440 Dcmirlepc / ANKARATel : (0-312) 231 31 59 - 231 80 23 Fax : (0-312) 231 31 65

Yayın no : 169

ISBN : 975-395-124-8 (Tk. No)ISBN : 975-395-125-6 (1. Cilt)

Bu Yapıtın yayın hakkı Makina Mühendisleri Odası'na aittir. Kitabınhiçbir bölümü değiştirilemez. MMO'nın izni olmadan kitabın hiçbirbölümü elektronik, mekanik vb. yollarla kopya edilip kullanılamaz.

Kaynak gösterilmek kaydı ile alınlı yapılabilir.

Ekim 1994 - Ankara

Dizgi: Ali Rıza Falcıoğlu (Makina Mühendisleri Odası)Baskı: MF Ltd. Şti. Tel: (0-312) 425 37 68

Page 3: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

BÖLÜM 5

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Hazırlayanlar

Halil AKGÜL, Mak. Yük. Mühendisi, B. PLAST - BursaAli Münir CERÎT, Mak. Yük. Mühendisi, Danışman

Sayfa Sayfa

1. Genel Bilgiler ve Tanımlar 02

2. Döner Miller için SızdırmazlıkElemanları 05.

3. Hidrolik ve Havalı (Phömatik)Sistemlerde Sızdırmazlık Elemanları 17

4. Statik Sızdırmazlık Elemanları(Contalar) 42

5. Salmastralar 54

6. Körükler 59

7. Mekanik Keçeler 60

8. Çelik Keçeler 72

9. Labirent Keçeler ve KesinSızdırmazlık Elemanları 74

10. Sızdırmazlık Elemanlarında

Kullanılan Gereçler ve Elastomerler 76

KAYNAKÇA 94

ÎI.CÎLÎ TSE STANDARTLARI 94

5-01

Page 4: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

1. GENEL BİLGİLER VE TANIMLAR

Sızdırmadık elemanları, önemiyle ters orantılı bir düzeyde eğitimi verilen bir konudur. Makina tasarımı(makina elemanları) derslerinde ya hiç sözü edilmez ya da şöyle bir dokunulup geçilir.

Oysa gelişen teknoloji, makina ve araçların daha zor koşullarda (daha hah, daha güçlü, daha sıcak, vb.) ça-lışmasını gerektirmekte ve buna paralel olarak bütün elemanlar gibi sızdırmazlık elemanlarının da tasanmı veseçimi önem kazanmaktadır.

SınıflandırmaSızdırmazlık elemanlarının ana grupları aşağıda gösterilmiştir :

tir:1. Contalar: Rijit bağlantılarda kullanılan sızdırmazlık elemanlarıdır. Çeşitli türleri Şekil.1 de gösterilmiş-

Tüm alından temas eden contalar

/

\\

V,

-M.

Flanş contalar

Alından çizgisele yakın teeden contalar

0a

Kaynaklı flanş contaları

Ş. kil 1-Conta türleri

2. Salmastralar : Hareketli bağlantılarda (Özellikle muylu-yatak bağlantısı) sızdırmazlığı sağlayan, ancakbir sıvı sürtünmesi ortamını da önlemeyen elemanlardır. Bunlara ilişkin örnekler Şekil.2 de verilmiştir.

3. Keçeler: Salmastranın değişik bir türü olan bu sızdırmazlık elemanları da salmastrayla aynı görevi gö-rürler. Ancak, daha yüksek verim, duyarlılık ve hız isteyen sınırlı yere sahip uygulamalarda bu elemanlar kulla-nılır (Şekil.3).

A

5-02

Page 5: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDTRMAZLIK ELEMANLARI

Eksenel kuvvetle çapsal sızdırmazlık Yumuşak salmastralar

Metal+YumuşaK salmastra Yumuşak metal salmastra

Dolgulu salmastra

Şekil.2- Salmastra türleri

'////////z.

Şekil J- Keçe türleri

5-03

Page 6: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Temassız Sızdırmadık ElemanlanYalnızca muyluya ya da yatağa (ya da ikisine birden) özel profil vererek sızdırmazhğın sağlanması durumu-

dur (Şekil.4).

€3Y//////A

Kaymalı yatakKaymalı labirent keçeler

Labirent keçe

Şekil.4- Temassız sızdırmazlık elemanları

Körük ve diyaframlar: Bir düzeneği toz ve dış etkilerden korumak ya da hir hareket sağlamak için kullanı-lan esnek (elastik) elemanlardır (Şekil.S).

DiyaframKörük

Şekil.5- Körük ve diyafram

5-04

Page 7: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

2. DÖNEN MİLLER İÇİN SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Yağ Keçeleri (Oil Seals)Bir yağ keçesinin belli başlı bölümleri Şekil.6 da gösterilmiştir.

Keçe diş yüzeyi

Ün pah

Tepe yüzeyi

Yay yj\

Yay tutucu dudak

Yay düzlemi

Kesne yüzeyi

Keçe dudağ t

Sızdırmaz kenar

düz!em!

Sı zdırmazkenar

Şekil.6- Yağ keçesinin bölümleri

Olağan koşullarda keçede iç basınç en fazla 0,5 bar olmalıdır. Basınç ne denli fazla olursa, keçenin hizmetömrü de o oranda azalır. Üst ve yan yüzlerde sağlam bir yapı sağlamak için metal bilezik kullanılır. Kesit şekliile ilgili belli bir Standard yoktur. Temas çizgisinin, keçe dudağının keskin kenarlı ve kesilin açık kalan bölümün-de oldukça geniş yüzey açısı (a) ile sızdırmaz kenarın yay baskısı altında olması istenir. Öbür yanda ise dahaküçük açı (P) ile yağ filmi oluşması için yeterli açıklık sağlanır (Şekil.7).

Doğal olarak açık taraf ya da yayın olduğu taraf basıncın fazla olduğu bölüme bakacak biçimde monte edilir.

Keçe dudağının mil üzerinde gerekli olan basıncı sürekli sağlaması, uygun yay baskısına bağlıdır. Yaysızdurumda sızdırmazlık yalnızca ön yükleme ile sağlanır, mil üzerinde sıkı geçme miktarına bağlıdır. Garter yayıkullanıldığında çapsal yük (radyal yük) nedeniyle keçe dudağını açan basınç artar ve sızdırmazlık koşulu sıkıgeçme miktarıyla daha az etkilenir.

Mil çapı, dönme hızı, keçe malzemesi, ortanı gibi çeşitli etmenlere bağlı olarak çapsal yük her keçe için bellisınırlar içinde olmalıdır.

Yağ keçesinin çalışması sırasında doğan kuvvetler Şekil.7 de şematik olarak gösterilmiştir.

Şekil.7- Yağ keçesinin çalışması

5-05

Page 8: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARIilk montaj sırasında, sıkı geçme nedeniyle, keçe dudağının ilk biçimi bozulacaktır. Milin dönmesiyle keçe

dudağı belli genişlikte şerit biçiminde temas edinceye dek aşınır. Aynı zamanda dudak altında üzerine dudağınbindiği yağ filmi oluşur.

Keçe dudağının üzerine bindiği hidrodinamik yağ filminin kalınlığı 0,0025 mm kadardır. Bu yağ filmininpozitif sızdırmazlık sağladığı kesin olmasa da, yüzey gerilimi ile keçeye tutunan yağ filmi, dışarıya akışı önle-mektedir. Yağ filminin varlığı keçe dudağını sürekli yağladığından sürtünme ısısını ve aşınmayı azaltır. Sızdır-mazlığın sürmesi için yağ filminin kalınlığının sabit kalıp kırılmaması gerekir (Şekil.7).

Yağ filminin kırılmamasını sağlamak için mil yüzey kalitesi istenen değerlerde olmalıdır. Çizikler ya dayüzey hataları yerel olarak yağ filminin kalınlaşmasına ve sonuçta kuılarak yağ sızmasına yol açar. Yüzey pü-rüzlülüğü ise mil yüzeyindeki tepe noktalarının yağ filmini yırtaıak keçe dudağı ile kuru temas yapmasına ve so-nuçta ısınma ve aşınmaya yol açar. Ra = 0,2 |im yüzey pürüzlülüğünde nitril keçede ortalama aşınma25xl0"6m3 saat/mm dolayında sürer.

Keçe ömrü, yüksek aşınma oluşturan koşullar dışında, büyük ölçüde keçe dudağının çalışma sıcaklığınabağlıdır. Keçe malzemesi öncelikle çalıştığı yağ ortamının sıcaklığına bağlı olarak seçilmelidir. Keçe dudağı-nın sürtünmesiyle oluşan ısı mekanik bir etmendir ve milin çevresel hızına bağlıdır. Çevresel hıza göre uygungereç seçimi için Şekil.8 e bakınız.

40

35

3C

Î 5

20

15

_

•J

76S4321n

-

j

=1ti-1/1I

/ 1j

11

\

0

\

t

j/

I

\

30

ıih1\

-»0

1I

Vi

1

1-

i

H

bF

ı7

/7*

İV1

If

1ı7

'7/y7_

r

ir50

i7

?

_J

/

OC

t

/s

—-

d a

>

n

y-7

7

:

k

1

--*

ikoc

1

t/

\d

7

>

a

XX

/

ii

t

4.t.

' •

*

*

L

t

-

00

t

i

/7

/

a

7

7

30

/

L

77

s

o :

i

<

7

7

7

7

7

s

X)

ıVI

II\

I\M

\

s

(

I

s'

"?

--*

s

vr

0

^ (

on

FX

ACM

NBR-

•s

K

s

K

-

-

sn

,

nr

: ^

0

7

^ -H

en

<

1

nır

Of >

3500

3000

7500

22000

. 1000

500

O 10 20 30 40 50 60 70 60 90 W0 1K> 120 130 KO 150 160 170 130 190 200

M İ ' çapı mm

5-06

Şekil.8- DİN 3760 a göre atmosfer basıncı, uygun yağlama ve ısı dağılımı koşullarında,çeşitli keçe gereçleri için mil dönme sınırları

Çevresel Hız:Alt sıradaki nıil çapı değeri ile üst ve sağ tarafta bulunan iııil dev/dak değerlerinin kesiştiği nokta nı/sbiriminden çevresel hızı verir.Örnek : Mil çapı 50 mm, mil devri 1500 d/dak olan mil için çevresel luz 4 m/s dir. Sızdırmazlık ortamıve çalışına sıcaklığı uygun ise nitril (NBR) keçe dudak malzemesi olarak seçilmelidir.

Page 9: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARIIsı etkisinden elastomerler sertleşir ve kırılganladır. Isı etkisinde kaldığı süre ne denli uzar ise yaşlanma o

denli fazlalaşır. En son noktada, titreşim nedeniyle malzeme çatlar ve esnekliğni yitirerek sızdırmazlık göreviniyerine getiremez. Keçe sabit durumda iken çatlama olmayabilir, ancak titreşim gibi mekanik şok etkisi ile ya dayerinden oynatılırsa çatlar. Yaşlanmadan kuşkulanılırsa gözle denetim güvenilir sonuç vermez.

Temel kural olarak, bütün elastomer malzemelerde çalışma sıcaklığı ne denli düşük olursa keçe dudağınınömrü o denli uzar. Düşük sıcaklıkta çalışan keçe dudağında ısınma çok fazlaysa bu, genellikle çapsal yükünfazla olmasındandır. Bu da kötü keçe tasarımı, yanlış Gaıter yayı ya da yanlış boyutta keçe seçimi sonucu önyüklemenin fazla olmasına bağlıdır. Sızdumazlık sağlayan en küçük çapsal yük ideal uygulamadır. Çok fazlayük daha iyi sızdırmazlık sağlamaz, fazla sürtünme ısısına ve sonuçta keçenin bozulmasına yol açar.

Keçe = 30x42x7 NBR

Ortam = Hidrolik yağ

Mil dönüşü= 3000devir/dak.MN.m

0,5

0 , 4

0,3

0,2

0,1

T(°60

50

40

30

20

10

0 1 Saat

Şekil.9- Zamana göre sürtünme momenti ortam sıcaklığı ve keçe dudağı sıcaklığındaki değişine

Gereç, çalışma sıcaklığının sütünde sıcaklığa dayanıklı olmalıdır. Çünkü keçe dudağı sıcaklığı, ortamdandaha fazladır. Daha yüksek sıcaklıklarda elastomer gerecin dışında yay gereci seçimi de önem kazanır (Şekil.9).

Keçe dudağı hiçbir zaman kuru çalışmamalıdu\ Milin ilk dönüşünde yağlamayı sağlamak için keçe ve milemontajdan önce gres ya da yağ sürülînelidir. Sızdırmazlık sağlanan bölge yalnızca yağlama görevi yapmaz aynızamanda keçe dudağının soğutulmasına da yardım eder. Toz dudaklı keçelerde toz dudağı ile keçe dudağı ara-sındaki boşluk, yağlama eksikliği sırasında ilk yağlamayı sağlayan depo görevi de yapar. Bu boşluğu gres iledoldurmak önerilen önlemlerdendir. Keçe dudağından çok az sızıntı, kuru çalışmasından daha iyidir. Çünkükuru çalışırsa sürtünme ısısı nedeniyle keçe dudağı sertleşir ve tümden bozulur. Sulu ortamda çalışan keçeler-de, su kauçuk için çok iyi yağlama görevi yapan bir maddedir.

Kirli ve tozlu ortamda çalışan keçelerde keçe dudağını korumak ve temas bölgesinde aşınmayı önlemek içintoz dudaklı keçe kullanmak gereklidir. Ancak toz dudağı keçeyi tozlu ortamdan tam olarak koruyamamaktadır.Tozlu oltamda bütün gereçlerin ömrü, toz dudağına karşın kısalır, en az etkilenen malzeme fluorelastomer, enfazla etkilenen ise poliakrilik dir. Arazide ya da madende çok ağır koşullarda çalışan makinalarda mekanik keçekullanılmalıdır. Mekanik keçeler, radyal yağ keçelerine göre bütün koşullarda 10 m/s çevresel hıza dek daha iyisonuçlar sağlarlar.

Ortamın etkisi: Çalışma sıcaklığı arttıkça ortamdaki maddenin kimyasal etkisi de artar. Keçe dudağı ortamabağlı olarak sertleşir ya da yumuşar. Sertleşme, yüksek sıcaklıkta yaşlanma sonucu oluşur. Yumuşamanın ne-deni ise kimyasal etkidir.

Hipoid yağ : Hipoid yağlarda, yağdaki katkı meddeleri keçe dudağında birikebilir. Bu gibi durumlarda biri-kimleri dağıtmak için helis tipte tırtıllı keçe kullanmak gerekir. Katkı maddeleri ııitıil kauçukta sertleşme oluş-turduğundan özel karışımlı kauçuk kullanmak gerekir. Sıcaklık X()°C nin üzerine çıkmamalıdır. Daha yüksek sı-caklıkard;. helis tırtıllı poliakrilik ve fluoro - kauçuk önerilir.

5-07

Page 10: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Gres : Gresli ortamda, sürtünmeden oluşan ısının ortam tarafından dağıtılması daha zordur. Nitril kauçuk,grese karşı en dirençli keçe malzemesidir. Ancak, mil yüzey hızı gres kullanılabilirlik bölgesini (Şekil.8) aşıyor-sa yağlama gerekir. Bu sınırlama, toz dudaklı keçelerde toz dudağı ile keçe dudağı arasındaki boşluğa gres ko-nulduğu durumlarda geçerli değildir

Sıcaklık : Sızdırmazlık ortamı için izin verilen sıcaklık değerleri için çizelgeler hazırlanmıştır. Ortam sıcak-lığı, keçe ömrünü doğrudan etkiler ve keçe dudağı temas bölgesinde ısının dağılabilirle özelliğine bağlıdır. Milhızı arttıkça keçe dudağının ısınması da fazlalaşır.

Yağ Perde

Gider kana I t

• Perdek a l d ı n İmiş

Şekil.10- Yağ birikiminin giderilmesi

Yağ düzeyi: Milin içinde döndüğü yağ düzeyi ısının dağılabilme koşulunu belirler. Mil en üst noktasına dekyağ içindeyse ısının dağılabilmesi güçtür ve ortam sıcaklığı yükselir. Isının en iyi şekilde dağıldığı ve belirlimil hızında en düşük sıcaklık, milin %25 kısmı yağ içinde iken gözlenmiştir.

Yağ Keçelerinde Eksenden Kaçıklığın Etkisi : Mil ya da yuva kaçıklığı keçe sızdırmazlığına etki eden et-menlerdir. Milin salgılı dönmesi dinamik yük oluşturur ve bunun giderilmesi keçe malzemesi ve kesitinin esnek-liğine bağlıdır. Kabul edilebilir salgı miktarı keçe tasaiunı, keçe malzemesi ve mil dönüş hızı ile ilgilidir. İdealdurumda milde salgı olmamalıdır.

Mil ekseni ile yuva ekseni arasındaki uzaklık milin yuvaya göre kaçıklığını gösterir. Mil üzerine bir kompa-ratör bağlanıp, mil döndürülerek yuva ekseninden kaçıklığı ölçülür. Kaçıklık keçe dudağının düzgün aşınmama-sına ve ömrünün kısalmasına yol açar.

Yuva yerleşiminde yapılacak yanlışlık, yatak ile mil arasındaki tolerans yanlışlığı ve milin tam yuvarlak ol-maması eksen kaçıklığına yol açar.

Milde esneme, titreşim ve diğer yapun yanlışlıkları nedeniyle milin doğru ekseninde dönmemesi dinamikkaçıklık olarak adlandırıılır. Komparatör ucunu mile değdirir ve mili yavaşça döndürerek mildeki salgıyı ölçe-riz. Dinamik kaçıklık mil ekseninin yuvadan kaçıklığından daha önemlidir. Çünkü ikincisinde çapsal yönde sta-tik yük söz konusudur ve daha sıkı keçe dudağı ile bu aksaklık giderilebilir. Dinamik kaçıklık keçe dudağınınbütün çevresini aşındırır, özellikle yüksek deviılerde atalet nedeniyle önem kazanır. Dinamik kaçıklık kabul edi-lir sınırı geçerse, keçenin sızdırdığı miktar çok fazlalaşır. Titreşim ve esnemeyi, dolayısıyla dinamik kaçıklığıen aza indirmek için keçe sutını yatağa dayamalı ve yatak oynamamahdır. Eksenden kaçıklık değerleri belirtilensınırlar içinde kalmışsa yay yükü ve uygun esneklikteki gereç ile başarılı sonuç alınır (Şekil.ll).

5-08

Page 11: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Vu»a ffurfctzi

- cnm3 0.*-

1a 0.3-

! « •

l o . . -

r °"i <

2O)

1 D40

* uo 180 120 loO

Mil çapı

i r203

nm.

2<0 280leSOO

mm Q A c

O.Ur

0J51 0.3-* 0J5

02-

| aıs\ o.ı-o 005

\

s

>,

M%>,*.

.F—.

= 1

(M

) 1000 2000 3000 4000 5000 6000 1000

Mil donu» laa df«r /d«faU

Şekil. 11- Milde kabul edilir eksenden kaçıklık değerleri

Yağ Keçesinin Basınca Karşı Kullanılması : Normal olarak bir yağ keçesi basınca karşı kullanılan sızdır-mazlık elemanı değildir. Buna karşın 0,5 bar basınç farkına dek kullanılırlar. DİN 3760 normuna uygun olarakçalışma koşullarına göre kabul edilebilir basınç farkları Çizelge. 1 de gösterilmiştir.

Daha yüksek basınçlarda keçe dudağının bükülme olasılığı vardır, bunu önlemek için daha az esnek keçe yada destek bileziği kullanmak gerekir (Şekil. 12).

Destek bileziği kullanıldığında en iyi desteği sağlamak için destek bileziği profili keçe dudağının iç tarafınauygun, keçenin mil açıklığından fışkırmaması için destek bileziği - mil arası boşluk, olabilecek en küçük değer-de olmalıdır. Destek bileziği, keçe ve mil arasında eşmerkezliği sağlayacak şekilde yerleştirilir ise keçe 7 barbasınca dek kullanılabilir. Ancak, sürtünme kuvvetlerinde artma gözlenir ve kesin sızdırmazlık sağlanması güç-leşir. Keçe ömrü de bir miktar azalacaktır. Mil yüzey kalitesi olağan uygulamalara göre daha fazla önem kazanır.

Destek bileziği çelik, alüminyum, pirinç, teflon gibi herhangi uygun bir malzemeden yapılabilir.

Çizelge. 1- Çalışma Koşullarına Göre Kabul Edilir Basınç Farkları

Max. Basınç FarkıBar

0,5

0,35

0,2

Mil Dönüş HızıDevir/dakika

1000 e kadar

2000 e kadar

3000 e kadar

Yüzey Hızım/s

2,8

3,15

5,6

5-09

Page 12: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Şekil.12- Basınca karşı yağ keçesi uygulaması

Keçe Kullanımında Mil TasarımıMil gereci: Makina yapımında kullanılan çelikler (SAE 1035,1045) mil için uygundur. Isıl işlem ve nitrürle-

me yapılmalıdır. Çok iyi grafit dağılımlı gözeneksiz dökme demir de başarılı sonuç verir. Keçe temas bölgesin-de gözenek genişliği 0,05 mm den küçük olmalıdır.

Sulu ortamda düşük hızlar için pirinç alaşımı gibi demirsiz metaller kullanılır. Fakat paslanmaz çelik enuygun malzemedir. Ancak, paslanmaz çelikte nikel bulunması ısı iletimini azalttığından, yüksek hızlarda dudaksıcaklığı fazlalaşır. Plastik malzemelerin ısı iletkenliği çok azdır. Bu yüzden uygun değildirler. Isının yetersiziletilmesi nedeniyle keçe temas bölgesinde yüksek sıcaklık oluşur ve mile zarar verir. Seramik burçlar aşınmayaçok dayanıklıdır ve özel uygulamalarda çok iyi sonuç verirler. Yumuşak metaller (bakır, kurşun, bronz, alümin-yum) sızdırmazlık açısından başlangıçta olumlu sonuç verebilir, fakat keçe dudağının aşındırması sonucu çokçabuk kaçırmalara yol açarlar. Özel durumlarda, düşük yüzey hızında (1-2 m/s) ve keçe dudağındaki sıkılıkazaltılarak kullanılabilirler. Yüksek hızlarda kesinlikle sert malzeme kullanmak gerekir.

Mil yüzey sertliği: Keçe dudağının temas ettiği bölgede mil yüzey sertliği, aşınma direnci gözönüne alınır-sa, Rockwell C30 yeterlidir. Ancak taşıma ve montaj sırasında, zayıf yağlama ve aşındırıcı ortamda yüzeyin ze-delenmemesi için Rocwell C45 önerilen değerdir.

Tozlu ve kirli ortamda ya da mil yüzey hızının 4 m/s yi geçtiği durumlarda mil sertliği enaz Rockwell C55olmalıdır ve 0,3 mm içeri işlemelidir. Mil yüzeyini seıtleştirirken çok ani soğutma yapılmamalıdır. Ani soğutmayüzeyde kristal tabaka oluşturacağından, sürtünme nedeniyle oluşacak yüksek frekanstaki titreşimler kristallerinayrışmasına ve aşındırıcı parçacık durumuna gelmesine yol açar.

Mil yüzey kalitesi: Keçe dudağının temas ettiği bölgede torna kalemi, taşlama izi kesinlikle olmamalıdır.Taşlama işlerinde yüzeyden tamamen talaş kaldırmak gerekir. Nitrürlemeden sonra da polisaj gereklidir. Eğermil üzerinde helis çizikler varsa yönü, yağı içeri pompalayacak biçimde olmalıdır.

Şekil. 13 de belirtilen temas alanlarında sağlanması gereken mil yüzeyi pürüzlülük değerleri aşağıdaki gibiolmalıdır.

Ra = 0,2 ile 0,8 |im

Yüzey hızı arttıkça istenen yüzey kalitesi de artar.

Rt = 0,8 ile 3,15 um

Mil yüzeyinde pürüzlülük hiç yok ya da yağ filminin tutunmasını zorlaştıracak şekilde ise olumsuz etkisiolur. Mil ucu köşeleri için çentik ve pürüzden arınmış koniklik ya da yuvarlatma önerilir. DİN 3760 normunagöre pah ölçüleri Çizelge.2 de belirtilmiştir.

5-10

Page 13: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Çizelge.2- Mil Ucuna Kırılması Gereken Pah Ölçüleri d3 (DİN 3760)

Mil çapıdi h l l

6789

10

111214151617182022242526283032

d,

4.85.76.67.58.49.3

10.212.113.11414.915.817.719.621.522.523.425.327.329.2

Temas yüztbölgesi

Mil çapıdi h l l

353638404245485052555658606263656870

7275

d3

323334.936.838.741.644.546.448.351.352.354.256.158.159.16163.965.867.770.7

Mil çapıdi h l l

78

80859095

100105110

115120125130135140

145150160170180190

d3

73.675.580.485.390.1

9599.9

104.7109.6114.5119.4124.3129.2

133

138143153163173183

Mil çapıdi h l l

200210220230240250260280

300320

340

260380400

420440460480500

d j

193203213223233243249269289309

329349369389409429449469489

Temas yUzeyibölgesi

b

7

S

10

15

20

t 1(065 b)

mm

5.95

S.8

8 5

10. 3

17,75

17

12(b- as)

mtv

7.3

6,3

10,3

'Î.3

15.3

20.3

Temas yUzeyi bölgeleri

Norma 1 keçec 1

3.5

3,5

45

S

6

9

< 2 mln

6,1

6.6

8,5

10

1?

16.5

T.Dudaklı k.( 3

1.5

1,5

7

2

3

3

e£ min

7.6

« J

'0,5

12

15

19.5

Şekil. 13- Keçe dudağı temas bölgeleri

5-11

Page 14: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Keçe Yuvası TasarımıKeçenin yuvaya montajı pres geçine olmalıdır. Keçe dış çapma göre uygun yuva ölçüleri DİN 3760 normu-

na göre Çizelge.3 de belirtilmiştir. Bu değerler demirli metaller içindir.

Yuva malzemesi seçiminde malzemenin ısıl genleşme miktarı önemli etmendir. Hafif metaller, plastik vebenzeri malzemeler kullanılırsa, yuva ısuıdığmda yuva çapı ile keçe dış çapı arasındaki sıkılık azalacağından,keçe yuvasından yağ sızmasına yol açar. Dışı kauçuk kaplı keçeler, dışı metal keçelerden daha fazla güven sağ-lar. Çünkü dışı kauçuk kaplı keçelerde geçme toleransı daha sıkıdır ve kauçuk malzemenin genleşme katsayısıdaha fazla olduğundan, yuvanın genleşmesini kolayca dengeler. Yuva ölçüsü için H8 toleransı uygulanır. Yuva-nın et kalınlığı azsa keçeyi çakarken çatlama ya da kırılma olabilir. Bu gibi durumlarda dışı kauçuk kaplı keçekullanmak ya da H8 toleransı yerine F8 toleransı kullanmak gerekir. Yuva sertliği için istenen belli bir değer ol-mayıp, yeterli dirençte olmalıdır.

Yuva yüzeyinde uzunlamasına çizgiler sızma kaynağı olabilir. Bu nedenle yuvanın temiz işlenmiş olmasıgerekir.

Çezilge J- Yağ Keçesi Dış Çapı Pres Geçme Sıkılık Toleransları (DİN 3760)

Keçe DışÇapıcİ2 HUM

16-15

50-80

80-120

120-180

180 - 300

300-500

Dışı Kauçukkaplı

+0.30+0.15

+0.35+0.20

+0.35+0.20

+0.45+0.25

+0.45+0.25

+0.55+0.30

Dışı Metal

+0.20+0.10

+0.23+0.13

+0.25+0.15

+0.28+0.20

+0.30+0.20

+0.35+0.23

Dışı TırtıllıKauçuk Kaplı

+0.40-0.20

+0.45+0.25

+0.50+0.30

+0.65+0.40

+0.65+0.40

+0.75+0.45

Ovallik toleransı

Dışı Kauçuk

0.25

0.35

0.50

0.650.65

0.80

1.00

Dışı Metal

0.18

0.25

0.30

0.400.40

0,0025 x d2

Keçe KontrolüKeçe dudağı: Keçe dudağında kopukluk, yırtılma, hava kabarcığı ve yabancı madde gibi özürler olmamalı-

dır.Dış kısım : Dış kısımda sızmaya yol açmayacak biçimde malzeme eksikliğine izin verilir. Metal yüzeylerd»

pas, 0.13 mm den geniş çizikler olmamalıdır.Yay yuvası: Yay yuvasında kopukluk, yırtılma olmamalıdır. Yay yuvssının tepe kısmında çok az malzeme

eksikliğine izin verilir-.Kauçuğun yapışması : Keçe iç çapı yaylı olarak yapımcı firmanın belirttiği toleranslar içinde olmalıdır.

Geçer-geçmez mastar ile ya da konik malafa ile ölçülür.

TS 868 de yağ keçesi iç çap toleransları:

d < 100 ; ± 0.50 mm10O£d<15O;±0.65mm1 5 0 £ d < 2 5 0 ; ± 0 . 7 5 mm

Keçe dış çapı : Keçe boyutuna ve tipine bağlı olarak belirtilen sıkılık toleransı içinde olmalıdır. Elastomermalzeme yük altında esnediğinden dışı kauçuk kaplı keçelerde, dış çapı ölçerken sabit baskı uygulanmalıdır.(Genelde 1 N luk baskı kuvveti kullanılır). Keçe her defasında 45° döndürülerek alınan 4 ölçünün ortalamasıkeçe dış çapını verir.

Belirtilmiş bir değer yoksa onaylanan en fazla ovallik (ölçülen en büyük dış çap ile en küçük çap arasındakifark) 0,004 d2 olmalıdır.

5-12

Page 15: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Keçe kalınlığı: DİN 3760 normuna göre keçe kalınlığı b için kabul edilir toleranslar :

b <, 10 mm ±0,2 mmb > 10 mm ±0,3 mm

Yay : Yay gereci ortam koşullarına uygun olmalıdır. Tel çapı. sarım çapı ve serbest uzunluğu sızdırmazlıkve keçe ömrü için gerekli çapsal yük değerlerini sağlamalıdır. Yay uçları kauçuğu yırtacak sekide birleştirilmişolmamalıdır.

Çizelge.4 de yağ keçelerindeki hataların önem sırası gösterilmiştir.

HATALAR

Tava kabarcığı

Pürüz

Malzeme dol maması

Kalıplama hatası

Erken pişme hatası

Yabancı mailde

Yüzey kirlenmesi

Yırtık

Boşluk

Çizik

Şekil bozukluğu

Kesik ya ila çal lak

Çapak

Yapışmamış çapak

Kötü yapışma

Bükey kesme

Eksik kesme

Spiral kesme

Kaba kesme

Kesmede çıkıntı

Çizeige.4- Yağ Keçesindeki

Yağ Sızdırmazlığı

..Çok

Öne

mli

A

A

A

A

-

A

A

A

A

-

-

A

-

-

C

-

-

-

-

-

Ortaderecedeönemli

BCDE

BC

BCDE

BD

ABCDE

BCD

BCDEF

BCDE

BCDE

ABD

ABC'DE

BCDE

ABCDE

ABCDEF'

DE

AB

AB

AB

AB

AB

Önemsiz

FG

DEFG

FG

CEFG

FG

EFG

G

FG

FG

CEFG

FG

FG

FG

G

FG

-

-

-

-

-

Hataların DrfVm Sırası

Gres Sızdırmazlığı

« «

A

A

A

A

-

A

A

A

A

-

-

A

-

C

-

-

Ortaderecedeönemli

BCD

BC

BCDE

B

ABCD

BCD

BCDEF

BCDE

BCDE

ABD

ABCDE

BCDE

ABCDE

ABCDEF

DE

AB

AB

AB

AB

AB

Önemsiz

EFG

DEFG

FCİ

CDEFG

EFG

EFG

G

FG

FG

CEFG

FG

FG

FG

G

FG

-

-

-

-

-

Toz kirden koruma

Çok

Öne

mli

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

C

-

-

-

-

Ortaderecedeönemli

AB

AB

ABCD

AB

ABC

AB

ABCEF

ABCDE

AB

AB

ABCD

ABC

A

ABCDEF

DE

-

A

-

-

A

Önemsiz

CDEFG

CDEFG

KF<;

CDİİFG

D I •:!*<;

CDİİFG

DG

FG

CDEFG

CDEFG

EFGG

DEFG

BCDEFG

G

FG

AB

B

AB

AB

B

Yağ Keçesi Türleri

1. Dışı kauçuk kaplı DİN 3760 A tipi: Yüzeyi pürüzlü, gözenekli ya da ısıl genleşmesi yüksek gereçten yu-valar için genel amaçlı keçe tipidir. Bilezik paslanmaya karşı korunmuştur.

2. Dışı melal DİN 3760 B tipi : Dış çaptan sızdırmaması için daha iyi yuva yüzey kalitesi gerektirir. Isılgenleşmesi yüksek metaJ yuvalar için uygun değildir. Pahalı kauvıık malzemeler için yeğlenen keçe tipidir.

3. Çitf bilezikli keçe DİN 3760 C tipi: Büyük çaplarda çakma kolaylığı için yeğlenir. Dudak taraftan mile ta-kılırken ve yağ çarpmalarına karşı avantaj sağlar. Montaj hatalarına daha az duyarlıdır.

5-13

Page 16: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

4. Toz dudaklı keçeler : DİN 3760 ASrBS-CS tipi. Dış etkenlere açık uygulamalarda ve toza karşı toz du-daklı keçe kullanılmalıdır.

5. Çift dudaklı keçeler: İki ayrı ortamı birbirinden ayırmak amacıyla kullanılırlar6. Yaysız keçeler: Gres sızdırmazlığı gibi daha az önemli uygulamalar için ucuz tip keçedir. Mil sıyıncı ola-

rak ta kullanılır.7. Dışı tırtıllı keçe : Dış çapta sızdırmazlık önem kazandığı durumlarda, sıcak ortamda yeğlenen keçe tipi-

dir.8. Basınçlı ortam keçesi: 5 bara dek basınçlarda kullanılan dudağı kalın etli ve destekli keçe tipidir.9. Büyük çaplarda ve yüksek devirlerde düşük moment istenildiği zaman kullanılan basınçlı ortam keçesi.10. Deri keçe : Yüzey kalitesi iyi olmayan millerde gres sızdırmazlığı için kullanılan aşınmaya dirençli keçe

tipidir.11. Toz koruyucu deri keçeler: Tozlu ortama karşı deri dudağını korumak amacıyla deri ya da yün keçeden

koruyucu dudak eklenmiştir.12. Aşırı tozlu ve kirli ortamda yağ sızdırmazlığı içi kauçuk esaslı sızdırmazlık dudağı yün keçe ya da deri

ile korunmuştur.

Yağ Keçeleri İle İlgili DeneylerYağ keçelerinin çalışma koşullarında ömrünü belirlemek, kalite kontrolünü yapmak ve daha uzun ömürlü

keçe tasarımı için araştırma yapmak amacıyla geliştirilmiş pek çok deney vardır.

Bunları iki ana bölümde toplayabiliriz;

1. Yeni ve daha zor koşullar için keçe deneyleri,2. Kalitede sürekliliğin kontrolü için keçe deneyleri.

Yeni ve daha zor koşullar için keçe deneyleri yapılırken karşılaşılan en büyük güçlük, gerçek çalışma ko-şullarının tam olarak bilinememesi ve laboratuvar aletlerine uygulanamamasıdır. Bir keçenin performansını öl-çülmesi için en ideal deney aracın üzerine takılarak izlenmesidir. Ancak, bu deney zaman alıcı ya da pahalı ola-bilir.

Kalitenin kontrolü için yapılan deneylerde amaç kullanıcının hizmet ömrü açısından güvenli olmasıdır. Bo-yutsal ve göz kontrolü bu amaç için yeterli olmayabilir. Parti teslimatlarında, örnek alınan keçelerde çapsal yük,ömür, malzeme direnci gibi deneyler yapılabilir.

Ömür deneyi: Keçe ömrünü belirlemek için yapılan deneyler ömür deneyi ya da fonksiyon deneyi diye ad-landırılır. Çalışma koşullarına yakın ortamda keçe çalıştırılarak sızma, keçe ve mil yüzeyinde aşınma, malze-me özelliğinde değişmeler gibi özellikler incelenir. Çalışma koşullarına ne denli yakın bir ortamda çalıştırılırsadeney o denli anlamlı olur. Bu nedenle çok çeşitli deney makinalan geliştirilmiştir. En gelişmiş makinalarda is-tenilen özellikler şunlardır : Hızın değişken olması, çalışma süreci içinde hız değiştirme, bekleme, ters dönmegibi koşulları bir programa bağlı olarak yerine getirebilme, milin eksenel ve açısal olarak hareket edebilmesi,milde ve yuvadaki kaçıklığın ayarlanabilmesi, sıcaklık kontrolü. Şekil.14-15 de değişik tipte ömür deney maki-nalan gösterilmiştir.

Mi I s a l g ı ayo i

Şekil.14- Yağ keçesi ömür deney aleti

5-14

Şekil. 15- TS 868 yağ keçesi ömür deneyi

ırra»

Page 17: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLK ELEMANLARI

Kullanıcı için önemli olan sızdırmazlığı sağlamak ve görev süresinin uzun olmasıdır. S17.d1rma7.hk etkisinibelirlemek kolaydır, çünkü 100 saatte izin verilen sızma miktarı belirlenir. 22 saatlik bir deney bunun için yeter-lidir. Ancak, görev süresini belirlemek için daha uzun süreli deneyler gerekir. Deney sıcaklığı, mil devir hızıkeçe malzemesine göre seçilmelidir. Örnek : Nitril kauçuk için en fazla 90°C sıcaklık ve mil devir hi7.ı Şekil.8 egöre seçilmelidir.

Montaj ÖnerileriYağ sızıntısında, keçenin ve mil yüzeyinin bozulmasına yol açan arızaların büyük bölümü dikkatsiz montaj-

dan doğar. İyi sonuç alabilmek için aşağıdaki kurallara tam olarak uymak gerekir.

Keçeyi kontrol ediniz : Montajdan önce keçede bir bozukluk olup olmadığına bakınız. Dönük, kesil ya dabaşka şekilde berelenmiş keçe dudağı sızmaya yol açar. Yuvasından çıkarılan keçe kesinlikle bir daha kullanıl-malıdır.

Keçe elemanını önceden yağlayınız : Keçeyi takmadan önce sızdırmazlığı sağlayacak yağ ile yağlayınız.Toz keçeleri gresle birlikte yerleştirilmelidir. Çift dudaklı keçelerin dudak araları iyi gresle doldurulmalıdır.

Ölçüleri kontrol ediniz •' Mil ve yuva çapının keçe ölçülerine göre uygunluğuna bakınız. Değilse uygun keçe-yi seçiniz.

Mil ucunda kemiklik ya da yuvarlatma olmadığında Şekil. 16 da gösterilen özel bir yüksük kullanılmalıdır.Mil ucunda kanal ya da kama yuvası olursa keçe dudağının berelenmemesi için yardımcı konik yüksük ve kovankullanılmalıdır.

Yukarıda sayılan yardımcı aparatlar bulunmadığında kanal ve kama yuvalarını koyu lifli yağ ile doldurunuz.Keçe yönünü kontrol ediniz : Yeni keçelerin eski keçeler ile aynı yönde takılıp takılmadığıni kontrol ediniz.

Genel olarak dudak (yaylı keçelerde yay) sızdırmazlığı sağlanacak yağa dönük olmalıdır.Doğru aparat kullanınız. : Yuva şekline, keçe türüne, keçenin çalışma yönüne göre uygun aparat seçiniz.

Şekil.17-19 tiplerinde aparat çapının yuva çapına göre 0,25 mm küçük olması önerilir. Keçe yalnızca şekillerdegösterildiği gibi alınlarından çevrede homojen kuvvet uygulanarak yerine çakılmalıdır. Çakma sırasında şekilbozulmasına yol açmamak için, aparatların merkezleri serbest olmalıdır.

Sistemin tipine göre ya önceden keçe yuvaya yerleştirilir, mil sonradan takılır ya da keçe mil takılı ikenmilin üzerinden geçirilerek yuvaya yerleştirilir. Keçenin önce mile geçirilerek dudaklarının gözden geçirilmesiönerilir. Keçe mü üzerinden geçiriliken hafifçe çevresel hareket, işlemi kolaylaştırır.

Keçe yerine takıldıktan sonra sürtünmeye, aşınmaya ve bu nedenle keçenin bozulmasına yol açabilecekdiğer makina parçalarına dokunmamasına özen gösterilmelidir.

Şekil. 16- Keçe montajındakonik yüksük kullanılması

Şekil.17- Keçe montajındaçakma kovanı kullanılması

5-15

Page 18: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZD1RMA7.LIK ELEMANLARI

Şekil. 18- Faturalı yuvaya uygun aparut ile montaj

Şekil.19- Faturasız yuvaya göre uygunaparat ile montaj (işlenmiş yuva yüzeyinden diplcnnıiş)

Şekil.20- Dayama flaıışlı ya da segmanlıyuva tipine uygun aparat ile montaj

Çalışma koşullarına en uygun keçe malzemesi stokta bulunmaz ve acil gereksinim keçe ömründen dahaönemliyse yerine aynı ölçüde fakat değişik malzemeden keçe kullanmak mümkündür. Örnek olarak nitril kau-çuk, poliakrilik yerine kullanıldığında 110°C den sonra sertleşeceğinden ömrü az olur. Silikon ise ısıya daha da-yanıklı olmasına karşın bazı yağlara dirençli değildir. Fluoıoelastomer uygun gereçtir fakat pahalıdır.

Çizelge.5 de acil durumda orijinal keçe malzemesinin yerine kullanılabilecek en uygun keçe malzemesi sırasıgösterilmiştir.

Çizelge.5- Orijinal Keçe Malzemesi Yerine Kullanılabilecek en yakın malzeme karşılıkları

Orijinal yağ keçesigereci

YÜN

DERİ

NİTRIL

POLİAKRÎLÎK

SİLİKON

Acil durumda yerine kullanılabilecekgereç sırası

1-Nitril2- Deri3- Poliakrilik

1-Poliakrilik2- Nitril

1- Değişik formülde nitril2- Poliakrilik3- Silikon

1 - Fluoıoelastomer2- Nitril3- Silikon

1 - Fluoıoelastomer2- Poliakrilik3- Nitril

W I*

5-16

Page 19: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

V-Keçeler (V-Seals)V keçeler mil ve yataklarda kullanılmak amacıyla tasarlanmışlardır. Çapsal tip yağ keçelerinden farklı ola-

rak eksenel yönde baskı yaparak toz, kir, gres, yağ sıçraması gibi etkenlere karşı koruyucudur. Aparat ile sıkıgeçirilerek, mil üzerinde kaymadan mil ile birlikte dönmesi sağlanır. Dudak dik bir yüzeye sürtünerek dinamiksızdırmazlık sağlar. Özel durumlarda sabit parça üzerine geçirilerek dönen bir yüzeye karşıda çalışır. Yüzeyhızı çok fazla ise bu uygulma özellikle önerilir, dudak basıncı çok az olduğundan sürtünme kuvveti ve güç kaybıçok azdır. Malzemenin elastik olması nedeniyle montaj çok kolaydır. Gerdirilerek mile geçirilir, sürtünme yüzeyiüzerine belli bir baskı yapaak kadar yaklaştırılır. Yüzey hızı 8 m/s yi geçiyorsa eksenel ve çapsal olarak sabil-leştirilmelidir.

Malzeme olarak aşınmaya çok dirençli nitril kauçuktan yapılırlar. 100°C nin üzerinde sıcaklıklarda fluoroe-lastomer kauçuk kullanılmalıdır.

V keçeler metal parça olmadığından basit, montajı kolay, ucuz tip keçelerdir. Milde aşınma yaratmazlar, ça-lıştıkları yüzeyin çok düzgün olması koşulu yoktur. Milde salgı ve eksen kaçıklığına, eksenel harekete duyarlıdeğillerdir. Özellikle büyük çaplarda pahalı keçelerin yerine yeğlenirler. Büyük çaplardaki uygulamalarda, mildönüş hızı fazla ise çapsal yağ keçelerinde aşın sürtünme ısısı oluşur, V keçeler ise 40 m/s yüzey hızına dekbaşarılı sonuç vermiştir.

İşleme kolaylığı ve V keçelerde daha iyi çalışma koşulu sağlamak için özel karşı yüzey contaları kullanılır.

!jekil.21- V keçe tipleri ve ölçülendirilmcsi

3. HİDROLİK YE HAVALI (PNOMATIK) SİSTEMLERDESI/DIKMA/LIK ELEMANLARI

Hidrolik ve hav.ılı MsU-mlorde başarılı sonuç büyük ölçüde sı/dırmu/lık elemanının kalitesine ve uyguntürün seçimine bağlıdır. Özellikle dinamik çalıdan elemanlar, sistemin duyarlılığı, verimliliği, güvenilirliği açı-sından büyük önem t:işiı "li.ı koşullan saklamak için çok çeşitli sıztlırmazlık elemanı tipleri geliştirilmiştir.

Şekil.22 de tipik biı pisimi silindir tasarımında sizdırmazlık elemanı kullanma yerleri gösterilmiştir. Siste-min pnömatik ya da hidrolik basınç ile çalışma biçimi, basınç ve hız gözönünc alınarak uygun eleman seçimi ya-pılır.

Yeni tasarımlarda piston ve silindiri ölçülendiıüken standard çapların seçilmesi sızdırmazlık elemanının se-çimini de kolaylaştırır. Avrupa Hidrolik ve Pnömatik İletim Komitesi (CETOP) tarafından standard kabul edilensilindir ve piston (piston kolu) çaplan Çizelge.5 de gösterilmiştir.

5-17

Page 20: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Çizelge.5- CETOP Standard Silindir ve Piston Çapları

Standard silindirçapları (mm)

121620253240506380

100

125140160180220250280320360400

Standard piston (piston kolu)

68

101214161820222528

çapları (mm)

32364045505663708090

100

110125140160180200220250280320360

Ku11anaa

yeri

A

B

C

D

E

Sızdınuzl ık

Elmanı

U-rlngV-rlngTakım halkaFlanş halkasıDestek bileziği

U-rlngV-rlng0-rlngTakım halkaPiston başılastiğiKomple pistonbaşı lastiğiAşınma bîlezîğlDestek bileziği

0-rlngDestek bileziği

Saçlı hidrolikhalka

Mil sıyır ıcı

Şekil.22- Hidrolik sistemlerde sizdırmazlık elemanı kullanma yerleri

5-18

.İmi,-.

Page 21: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

O-Halkasr(O-Ring)tik O-halkası kullanımı 19. yüzyıl ortalarında buhar pistonlarında sızdırmazlık malzemesi olarak döküm

demir seçilmesi ile başlar. Bu denli katı ve sert bir malzeme ile sızdırmazlık sağlamada büyük sorunlarla karşı-laşıldığı açıktır. Bu sorunu çözmek ve piston ile silindirin hareketine uyum sağlaması için uzun yuva içinekayan döküm O-halkası uygulanmıştır. Bütün çalışmalar sızdırmazlık sorununu çözmek için esnek hir malze-menin gerektiğini ortaya çıkarmıştır. Zamanla kauçuk mühendislikte kullanılmış ve O-halkası gelişmesinetemel olmuştur. Hidrolik sızdırmazlık elemanı olarak en geniş biçimde uçak endüstrisinde yaygınlaşmış vediğer endüstri kollarında da montaj kolaylığı, basit şekli nedeniyle O-halkası kullanımı benimsenmiştir. Başarı-lı sonuç elde etmek için yuva ölçüsü, malzeme özelliği ve O-halkasının şekil ve ölçü olarak tolerans içinde olma-sı önemlidir.

O-Halkası Kullanma Üstünlükleri

- Ucuzdur.- Yerden tasarruf sağlar. Aynı etkinlikteki bütün sızdırmazlık elemanlarından daha az hacim gerektirir.- Her iki yönde de sızdırmazlık sağlar.- Montaj sırasında ters yönde monte edilme tehlikesi yoktur. Deniyimsiz kişi de montajını yapabilir.- O-halkası yuvası işlenmesi kolaydır.- Statik uygulamada contalara göre daha kaba yüzeyde kullanmak olanağı vardır.

d x b d = iç çap b = Kesit çapı

Şekil.23- O-Halkası ölçülendirilmesi

O-Halkasının çalışması : O-halkası ile statik durumda sızdırmazlık ilk sıkıştırma ile sağlanır. Sıkıştırmaoranı yuva derinliğine bağlıdır. Basınç arttıkça o-halkası şekli bozulur, basıncı sızdırmazlık istenen yüzeye ile-tir. Temas yüzeyine yaptığı basınç, ortam basıncından, ilk sıkıştırma basıncı kadar fazladır. O-halkası çalışmaboşluğu arasından akmayacak denli akışmazlığı yüksek bir akışkan gibi davranır. Bu nedenle çalışma boşluğuarasından akmaya çalışacaktır (Şekil.23). O-Halkasının statik durumda yüzeye yaptığı basınç yağ filmini kırarve kuru temas oluşur. Dinamik uygulamada hareket başladığında O-halkası hafifçe yuvarlanır ve o-halkası ilemetal yüeyler arasında yeniden yağ filmi oluşur. Bundan sonra kayma hareketi başlar. Eğer o-halkası ilk andakiyuvarlanmaya izin vermeyecek şekilde aşırı sıkıştırıldıysa başlangıç sürtünmesi çok fazlalaşır ve o-halkasıömrü kısalır. Değişken basınçta çalışan o-halkası statik durumda da olsa aşınmaya uğrar. Aşınmayı azaltmakiçin o-halkası yağlanmalı ve yuva yüzey kalitesi arttırılmalıdır.

O-Halkasının basınçta akması ve destek bileziği : Basınç altındaki elastomer malzeme, metal parçalar ara-sındaki boşluktan akma eğilimi gösterir. Düşük basınçta bu eğilim azdır, fakat basınç yüksekse akmaya karşıönlem almak gerekir. O-halkasının çalışabileceği maksimum basınç, çalışma boşluğu ve o-halkasının sertliğinebağlıdır. Her durumda çalışma boşluğunun varolabilen en küçük değerde olması istenir. Statik koşullarda akmaiçin açıklık olmadığından basınç sının yoktur. Bağlantı elemanlarının yeterli kuvvette olmasına özen gösterme-li, uzayıp açıklık oluşturmamalıdır.

Dinamik uygulamalarda basınç sınırı aşılırsa destek bileziği kullanmak gereklidir. Destek bileziği PTFR yada sert başka bir malzemeden yapılabilir. Destek bileziği dış çapı o-halkası yuvasına tatlı girmeli ve o-halkasıyuva genişliği hem o-halkası hem de destek bileziğini içine alacak genişlikte olmalıdır. Düşük basınçta çalışmaboşluğu fazla ve sınır sıcaklıkta çalışıyorsa yine destek bileziği kullanmak gerekir. Destek bileziği sürekli o-halkasımn düşük basınçlı tarafına konulmalıdır. Eğer basınç her iki yöndeyse, o-halkasının her iki yanına des-tek bileziği koymak gerekir.

Çalışma boşluğu gerekenden fazla ise statik basınçta da akma olabilir (Şekil.24).

5-19

Page 22: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ET'HM ANLARI

Basınç yok Basınç ve çalış- Basınç ya dama boşluğu- kabul çalışma boş-

edilir sınırlar luğu kabul e-

içerisinde dilir sınırlar

dışında(akma

Basınç ya da çalışma

boşluğu kabul ediI İr

sınırI ar dışında i se

akmayı önlemek için

destek" bl I ez iği k u l -

I anı İması

Şekil.24- Basınçta O-halkasının çalışması

Dinamik uygulamada ise akma eğilimi o-halkasının bölgesel olarak aşınmasına ve özelliğini erken yitirmesi-ne yol açar.

PTFE malzemeden yapılan destek bileziği özellikje küçük boyutlarda ve sürtünme katsayısı çok düşük oldu-ğundan dinamik uygulamalarda uygundur. Genellikle destek bilezikleri düz şekillidir, bir yanı o-halkası şeklineuygun profilde olanları da vardır. Destek bileziğinde dikkat edilecek nokta yanlamasına kesitler ya da yerel za-yıflamaya yol açacak yapım özürü olmamasıdır. Eğer yüzey kalitesi düzgün değilse o-halkası pürüzlere yapııştı-ğında berelenir, zamanla zayıflar. Yüksek basınçlarda profilli destek bilezikleri daha güvenlidir (Şekil.25).

Destek bileziğine gelecek yük çok fazla ise dolgulu PTFF ya da poliklorotrifluoro etilen (PCTFE) yeğlenir.

Destek bileziği malzemesi olarak basma direnci fazla olan bütün plastikler (POM poliasetal, PA poliamid,HDPE) ve sert elastomerler (NBR 90 ŞorA, Polyester elastomer) kullanılır.

b.

Şekil.25- Destek bileziği tipleri ve uygulama örneği

a- Rondela b- Kesik halka c- Spiral halka

5-20

Page 23: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Şekil.26- Çalışma basıncı -kesit çapı bağlantısı

O-Hatka Kesit Çapı Seçimi

Örnek 1

Yanıt

Örnek 2

Yanıt

Çalışma basıncı 30 bar olan hidrolik silindirde 70 şor sertliğinde 4 mm kesit çapında o-halkasıkullanılıyor. Mak simum çalışma boşluğu ne olmalıdır ?0,135 mm (Şekil.26).

: Çalışma basıncı 30 bar olan bir hidrolik silindirde çalışma boşluğu 0,135 mm, seçilecek o-halkasının kesit çapı ve setliği ne olmalıdır ?

: 70 şor sertlikteki 4 mm kesit çaplı ya da 80 şor sertlikte 3,1 mm kesit çaplı ya da 90 şor sert-likte 2,9 mm kesit çaplı o-halkası seçilmelidir (Şekil.26)

O halkasının kesit çapı varolan en yakın Standard ölçüde seçilmelidir. Basınç ve çalışma boşluğunun fazlaolduğu koşullarda destek bileziği gerekir.

O-Halkası YuvasıO halkası yuvasının ölçülendirilmesi kolaydır. Ana ölçüler o-halkası ölçüsüne ve uygulama tipine bağlıdır.

Dörtgen şekil yeğlenir, işleme kolaylığı için 5° ye dek koniklik verilebilir, bundan daha fazlasına kesinlikle izinverilmez. Yuva dibinin yuvarlatılması (R 0,5-0,8 mm) ya da 45° pah kırılması önerilir. Yuva kenan keskin olma-malıdır. Yuvarlatma ölçüsü 0,25 mm den fazla ise akma tehlikesi yaratır. Sızdırmazlığı o-halkası basma oranıbelirler, bu nedenle yuva derinliği en önemli ölçüdür (Şekil.27). Statik ve dinamik uygulamalarda yuva çapı deği-şiktir. Dinamik çalışan bir o-halkası için statik çalışan o-halkasına göre daha büyük yuva derinliği gerekir,çünkü islenen sıkışma oranı daha azdır.

Yuva düzeyinin temiz olması o-halkasını aşınmaya karşı korur. Çok iyi polişleme gerekli değildir, fakat çi-zikler, kalem izleri olmamalıdır.

> 3< 3

0,250.5

Şekil.27- O-halkası yuvası

-Yuvanın T derinliği ve B genişliği uygulama yerine göre Çizelge.6 da gösterilmiştir.

5-21

Page 24: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI mBasınç bar V - Yuva Dik kenar yuva

Dik kenar yuva +*<eri destek halkası

:,•??';'•' r'••&}•&

iPüüi HIMiHHIüiHHIü

100

Şekil.28- O-Halkasının akma eğilimi gösterdiği basınçlarda destek halkası gerekir

Dinamik O-Halkası Yuvası (Hidrolik) : Çb.elge.6 daki değerler o-halkası kesit çapının %10 ile %15 arasındasıkıştırıldığı varsayımına göre belirlenmiştir. İşleme ve o-halkası çapı toleransını gözönüne aldığımızda sıkış-tırma oranının %6 dan küçük olması gerekir.

Z değeri pah için minimum değerdir.

Çizelge-6 Dinamik O-Halkası Yuvası (Hidrolik)

r

b T

1,5 1.31 7S l.S2 1.72.4 2.12.5 2.22.62 233 2.63.5 3 053.53 3.14 3.54.5 45 4.455.33 4,7

//

ıw

B

1.9?.3242,133,13 64 24,24.85.466.4

' ^

Z

11,11,21.41.41.51.61.81.82? 32.52.7

b

5.55.766,56.9977.588.599.5

10

4,955.15.45.86.36.36,77.27.78,28.69.1

B

6.66,97,27.88.48,499.6

10,210,811.412

Z

2.833.13.33.63.63,844 ^

4,34.44.5

5-22

II P1B

Page 25: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Dinamik o-halkası yuvası (Pnömaıik): Zayıf yağlama ve sürtünme nedeniyle kayıpları azaltmak için pnöma-tik uygulamalarda o-halkası sıkıştırma oranı %2 ile %6 arasında olmalıdır. Eğer sürtünme ve aşınmanın enazdüzeyde olması isteniyor ve az miktarda hava kaçağına izin veriliyorsa o-halkası yuvası Çizelge.7 de küçük çi-zelgedeki değerlerde olmalıdır.

Çizelge.7- Dinamik O-Halikası Yuvası (Pnömatik)

( - «t —| )

<» S « t *

b

i;51J822.42.52,6233.53.5344.555.33

y////A\t İİÜ(_

T

1.351.551.82.152.252.352.753.253.253.74.24.654.95

B

1.92.32.42.933.13.64.24.24.85.466.4

Z

,1

.2

.4

.4

.5

.68

.822,3Î.5

f"LÎSfl

b

5.55,766,56.9977.588.599.5

10

-Y/wi-

T

5.155.355.656.18 86,87.17.688.599,5

Y/%Liîia

6 66.97.27.88.48.499,8

10.210.811.412

\

t'Z

2.833.13.33 »3 63B

4,24 3

4.44 5

® I

b

1.782 4

2 6 2

3 535 J 3

5 76.93

T

1.»2 5 52 753.153.75.5

50 ,7.2

a

32.72 93 44

Gr, 47.9

0 0 50 050 050 050 10.10,10.1

Üçgen yuva (köşe o-halkası yuvası) : Üçgen şekilde yuva statik flanş ve kapak sızdırmazlığında kullanılır.Pahın tolerans içinde işlenmesi güç olduğundan dikdörtgen kesitli yuva yeğlenir (Şekil.29).

Şekil.29- Köşe O-halkası yuvası (üçgen yuva)

Trapez yuva : O-halkasının yuvasında sabitleştirilmesi için trapez yuva kullanılır. Eksenel sıkıştırma içinuygundur, işleme zorluğu nedeniyle 3 mm nin altında o-halkası çapları için toleranslar daha geniş tutulmalıdır.O-halkasının iç çapı, yuvanm ortalama çapını, o-halkası kesit çapından çıkartılarak bulunur.

5-23

Page 26: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLK ELEMANLARI

- M ±0,05 -.

h- n\±O,OS

İL' • ' '

Şekil 30- Trapez o-halkası yuvası

Yüzey KalitesiO-halkası ile temas eden yüzeylerin kalitesi, çalışma şekline göre seçilir. Dinamik çalışan yüzeylerin kalite-

si statik duruma göre çok daha iyi olmalıdır. Değişken basınçta çalışıldığında statik o-halkası da aşınır, bu ne-denle yuva yüzey kalitesi arttırılmalıdır. Olağan statik koşullarda ise kaba yüzey kalitesi bile yeterli olmaktadır.Bu özellik o-halkasını contalara göre üstün kılmaktadır.

Çizelge.8- O-Halkasının Temas Ettiği Yüzey Kaliteleri

UYGULAMA

DİNAMİKHidrolik vePnömatik

STATİK

YÜZEY

Silindir

Piston kolu

Yuva tabanı

Yuva yan yüzeyi

Temas yüzeyi ve tabanı

Yuva yan yüzeyi

YÜZEY KALİTESİ

<4nm<2|im

<6-12 um<25nm

< 10 (im

<26 |im

5-24

Page 27: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLK ELEMANLARI

O-halkası sertliği: Yumuşak malzemeler (60 şor A) düşük basınçta daha iyi sızdırmazlık sağlar, sert mal-zemeler ise (90 Şor A) yüksek basınç için uygundur. O-halkası mal/eme sertliği 60 ile 90 şor A arasında değişir.Genel amaçlı o-halkası 70 şor A sertliğindedir. Bu sertlik aşınmaya karşı direnci sağlar. Kullanma sınırındakisıcaklık sertliği etkiler.

O-halkası sertliğinin belirlenmesinde en önemli etken basınç ve çalışma boşluğudur. Çalışma boşluğu vebasınç fazlalaştıkça daha sert o-halkası malzemesi seçilmelidir. Çalışma şekline göre de dönme hareketleri vedeğişken basınçta statik uygulamalar için en az 80 şor A sertlik önerilir.

Sert malzemelerde kalıcı şekil değiştirme (sürekli kalıcılık) değeri daha fazla olduğundan düşük basınçtasızdırmazlık sağlama özelliğini yitirebilir. Malzeme sertliğini seçerken düşük basınçta da sızdırmazlığın sağlan-dığına güven duyulmalıdır.

Çalışma SıcaklığıElastomer parçaların ısı genleşmeleri metallerden çok fazla olduğu için sıcaklık farkları sıkışma oranını et-

kiler. Düşük sıcaklıktaki ortamda yuva derinliğini daraltarak ısıl çekme miktarını karşılamak, yüksek sıcaklıktaise genleşmeye karşı o-halkası yuva derinliğini olağandan fazla yaparak sıkışma oranını sabit tutmak gerekir.

Düşük çalışma sıcaklığı özellikle eksenel hareketlerde sorun yaratabilir, çünkü o-halkası çekmesi fazla isemetal temas edebilir.

Bu nedenle çok düşük çalışma sıcaklığı olan ortamda o-halka^ı malzemesinin çekme oranı az olmalı ya dasıkıştırma oranını fazlalaştırmalıdır. Yay yüklü o-halkası kullanmak ta uygun çözümdür.

Yüksek sıcaklıkta o-halkası seçimi malzeme özelliği ile ilgilidir. Sıcaklık çalışma ömrünü etkileyen enönemli etkendir. Elastomer malzemelerin çalışma sınırının dışında sıcakljHarda ve ortamda metal o-halkasıkullanma olanağı vardır, ancak statik uygulamalarda başarılı sonuç elde edilir.

Spiral bozulma genellikle yukarıda belirtilen hatalardan birden fazlasının aynı anda bulunmasından kaynak-lanır. 35 bar dan fazla basınç o-halkası burulmasını engeller.

O-halkası aşınmasını çalışma hızı ve kursu etkiler. Genel olarak 60 dev/dak. ya da 0,2 m/s hız sınırı aşıl-mamalıdır. Çok yavaş hızda çalışan eksenel hareketlerde de, sürtünme fazlalaşacağından o-halkası kullanımıuygun olmayabilir.

Şekil.31 basınç farkına göre o-halkası çalışma hız sının hakkında bilgi verir, iç çapı 10 mm den küçük o-halkası için geçerli değildir.

O-Ring

serti İği

.90 ŞorA

03 0i

M a x . p i s t o n h ı z ı

Şekil J l - Basınç ve hıza göre o-halkası seçimi

5-25

Page 28: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLK ELEMANLARI

O-balkası uygulamasında kısa kurslar istenir, çünkü kısa kursta eksen kaçıklığı, yan yükler ve eğilme en azdüzeydedir.

Şekil.32 de görülen uygulama eksen kaçıklığını karşılamak için oldukça basit ve ucuz bir çözümdür. Meta- 'i! » ilin, metale teması ve yüksek taşıma yükleri önlenir. İ&i

..m1

D e s t e k p u l u mil

ü z e r i n d e sıkı o l m a l ı d ı r

legman

E/2 akmayıBnleyeek şekilde

seç 11 mel

x boşluğu= 0,08-0,15 mm

Şekil J2- Eksenden kaçıklığı önleme yöntemi

Ağır koşullarda yüksek basınçta PTFE malzemeden taşıyıcı kullanmak önerilir (Şekil.33).

Destek b i l e z i ğ i

Metal yadaPTFEtaşıy ıcı lar

Şekil.33- Yüksek basınç ve ağır koşullarda piston yataklanması

Dinamik o-halkalarında az miktarda yağ sızmasının o-halkası yağlı ortamda çalıştığını kanıtladığından sür- »Jfc jtünme ve aşınmayı en aza indirmek için gerekli olduğu unutulmamalıdır. Yüksek basınçta akmaya karşı çalış- § | | jma boşluğunun önerilen biçimde seçilmesi, o-halkası malzeme ve setliğinin çalışma koşullarına uygun olması (ov'*-' ''gerekir. Aşınma direnci zayıf malzemeler (örnek : silikon) dinamik uygulamalar için uygun değildir. '• <

5-26

K<

Page 29: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLK ELEMANLARI

Çizelge.9- O-Halkalarında Etkinlik Önlemleri

O-HALKASISÜRTÜNMKSİNİAZALTMAKİÇİN

Sışıştırma oranını

O-Halkası sertliğini

O-Halkası kesit çapını

Çalışma basıncını

Piston kolu çapını

YağlamayıÇalışma hızınıMetal yüzey kalitesiniO-halkası yüzey kalitesiniSıcaklığınıO-Halkası yuva genişliğini

AZALT

FAZLALAŞTIR

Statik o-halkası : O-halkalan en iyi sızdırmazlık görevini statik konumda sağlarlar. Uygun malzeme seçimive montaj tipine bağlı olarak 1000 bar a değin basınçta sızdırmazlık sağlayabilirler. Statik durumda çok iyi yuvayüzey kalitesi gerektirmediğinden, contalara göre daha üstündürler. Ancak değişken basınçta yüzey kalitesininarttırılması ve 80 şor A ya da daha sert malzeme seçilmesi gerekir. Değişken basınçta o-halkası aşınma etkisin-de olduğundan yağlama gerekir.

Statik uygulamada büyük çapta o-halkası gerekiyor ve standart kalıp ölçülerinde bulunamıyorsa miktar ola-rak kalıp yapılması ekonomik değilse ya da çapı pres tablasını aşıyorsa, o-halkası kesit çapında fitil ya da hor-tum kullanılır. Uçları vulkanizasyon ya da yapıştırıcı ile birleştirilir. Daha fazla yapışma alanı için uçların açılıkesilip üst üste bindirilmesi gerekir. Fitil o-halkası, büyük çapta kapaklarda, flanşlarda ve yalnız statik uygula-malarda 100 mm den daha büyük çaplarda kullanılır ve daha geniş tolerranslarda kullanım olanağı vardır.

Dönme hareketlerinde o-halkası : Dönen miller için çapsal etkili dudaklı sızdırmazlık elemanları daha uy-gundur. Ancak, yer darlığı ya da kritik olmayan koşullarda ucuz çözüm olarak o-halkası kullanılmalıdır. Başarı-lı sonuç alınması için yuva tasarımı ve o-halkası seçimi önemlidir. O-halkası yuvasına yaklaşık %5 sıkıştırıl-mış şekilde monte edilmelidir. Serbest durumda o-halkası iç çapı, mil çapından daha büyük olabilir. O-halkasımn yuva içinde dönmesini önlemek için yuva genişliği o-halkası kesit çapından çok az büyük olmalıdır.Dönen hareketlerde o-halkası kullanımı için yuva tasarımı Şekil.34 de gösterilmiştir. Diğer dikkat edilmesi gere-ken konular şunlardır :

- O-halkası sertliği 80 şor A ya da daha fazla seçilmelidir.

- Mil yüzeyi 60 Rockwell C sertliğinde olmalı, yüzey kalitesi Rt < 2 \ım olacak şekilde dalma taşlama iletaşlanmalıdır.

- Mil yüzey hızı 4 m/s yi aşmamalı ve yüksek hızlarda çok iyi yağlama sağlanmalıdır.

- Yuva dönen mil üzerinde açılmamalıdır, eğer mil üzerine yuva açılırsa merkezkaç etkisiyle o-halkası ge-nişler ve yuva içinde kayarak çok fazla sürtme oluşturur. O-halkası yuvası sabit parça üzerine açılmalıdır(Şeki.34).

- Yuva ya da o-halkası tutma yöntemi, o-halkası üzerinde gerilim yaratmamalıdır. Taşıma yükü ayrı yüzey-lere aktarılmalıdır. Bu o-halkasının gerekli en ufak sıkışma sının içinde çalışmasını sağlar. Milin eksen-den kaçıklığı çalışmayı büyük ölçüde etkiler. O-halkalan kesit çapı mil çapına göre en küçük değerde se-çilmelidir.

- Taşıyıcı yüzeylerde biriken ısının o-halkası etkilememesi için ısı dağılınının sağlanmasına özen gösteril-meli, taşıyıcı yüzeyler o-halkasına uzak yerleştirilmelidir.

Salınımlı hareketlerde hareketli eleman önce bir yöne, sonra ters yöne yay çizer. Ortalama yüzey hızı 1 m/snin altında ise yuva tasarımı eksenel hareketlerdeki gibi seçilir. Daha yüksek hızlarda ve salınım sürekliysedönen hareket gibi düşünmek gerekir.

5-27

Page 30: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

ii|a l s

Pi

b1,782.42,6233.535 335.76.99

T1.72252,52,853,45546.7

B22,62,83.23.7586.17.5

R0,50,50,50.51111,5

i

»8

18

37-

110-

, t c

d

9

- 19

- 40

13C

150

.

\

1.78

24

3

5.33

6 99

W û

t>

veya 2.62

•• 3.53

- 5.7

Dönme hareketleri içinyuva ölçüleri

Dönme hareketlerindeo-ring kesit çapı seçimi'

Basınç

rağ kanalıSıyırıcı yün keçe kullanıldığında

sürekli yağlama gerekir.Amın=Bmax+2Lmın

L= Yuva derini iği

Ra max=0,4

0-ringi olanaklar ölçüsünde

yağ haznesine yakın yerleştirin

-Dmin=Bmax+Lmin

B=0-ring çapt+0,05mmSıyırıcı o-ring

alternatif olarak

kul lanı I ab i I ir.

Basınç b i r i k i m i n i önlemek i ç i n

O-Ring i k i y e k e s i l m e l i d i r .

Şekil J4- Dönme hareketinde O-Halkası Uygulamaları

O-halkasının gerdirilerek kullanılması : Statik uygulamada istenilen çapta o-halkası bulunamaz ise onayakın çapta bir o-halkasını gerdirerek ya da büzdürerek kullanım olasıdır. Bu durumda yuva ölçülerini belirler-ken o-halkası kesit çapının değiştiğini gözönüne almak gerekir. İstenen çaptan %6 küçük ya da %3 daha büyükkullanılması önerilmez.

Guldin kuralına göre iç çap d nin %1 genişlemesi karşılığında kesit çapı b %0,5 küçülür.

Guldin kuralı: O-halkası kesit çapındaki değişme ortalama çapın genleşme ya da büzülme oranına bağlıdır.

Ortalama çap dm = b+d

5-28

Page 31: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Örnek : 50 x 5 ölçüsünde bir o-halkası %10 gerdirilerek kullanılmak isteniyor. Kesit çapı b. ne olur ?

Ortalama çap dm = 50+5 = 55 mmGeliştirilmiş ortalama çap dm g

Gerdirilmiş durumda kesit çapı: bg

Tablodan k = 0,95783 => bg

Gerdirildikten sonra d çapı

= dmx (gerdirme oranı)= 55x1. 1 =60,5= bxk

= 5x0.957 = 4,785= 60.5 - 4.785= 55.715= 55,72 mm olacaktır

Çizelge.10- GULDİN Kuralı Tablosu

% Dm

EL.

•—

•o

it

a

E

:3

N

SS

olarakdmg

125120115114

113

112

111

110

109108

107

106

105

104103

102

101

1009998

9796

959085

80

% b olarak

K89,44391,287

93,25193,659

94,072

94,491

94,916

95,346

95,78396,225

96,674

97,12997.590

98,058

98,533

99,015

99,504

100

100,503

101,015

101,535102,062

102,598

105,409

108,465

111,803

O-hcûkasınm montajı: Kullanılmadan önce o-halkası dikkatli şekilde temizlenmelidir. Keskin köşelerdengeçirilirken berelenmemeleri için montaj aygıtı kullanılmalı ve köşelere pah kınlmalıdır. Pah boyunun uzun ol-ması, o-halkasını yavaş yavaş sıkıştıracağı için önerilir. Eğer montaj aygıtı kullanılmıyorsa çok dikkatli gerdir-me yapılmalıdır. Genel kural olarak gerdirme oranı %10 u geçmemelidir. Eğer o-halkası çapı 10 mm den azsagerdirme oranı kritik olabileceğinden kesinlikle özel önlem almak gerekir (Şekil.35).

5-29

Page 32: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Çizelge.ll-DIN 377 O-Halkası Toleransları

dİç çsp

36

1018

5080

100120180

250315400500630

( mm )

3 Dahil6

10 "18 "50

80 "100 "120 "180 "250 "

315 "400 "500 "630 "800 "

I . d

J•Tolerans

± 0,1± 0,16±0,2± 0,25i- 0,4

±0,63± 0,8± 1± 1,25± 1,6

± 2± 2,5±3,15± 4± 6,3

Kesit

1,622,53

4578

10

I

L tb

çap ( mm )

1,6 Dahil22,5 "34

5 "78

1015

Tolerans

± 0,07±0,06± 0,09±0,1± 0,11

±0,12± 0,14±0,16± 0,18±0,22

* Yukarıdaki çizelge 70 şor A sertliğinde nilril kauçuk o-halkuları için geçerlidir. Değişiksertlikte ya da kalitedeki malzemelerde kalıp çeknıelerindekı farklılıklar nedeniyle tole-rans değerlerinde küçük değişmeler olabilir Ancak sızdırnıa/lık açısından önemi yok-tur.

ÇizelSe.l2-AS 568 O-Halkası Toleransları

dİç çap

2.90 - 18.77

2C.35 - 34.65

9.13 - 18.72

20.24 - 37.77

39.34 - 64.77

71.12 -18.64 - 37.69

39.69 - 65.09

66.68 - 126.59

132.94 - 177.39

183.74 - 253.59

Tolerans *

±0.13

±0.15

±0.13

±0.25

±0.38

±0.15

±0.25

±0.38

±0.58

±0.76

b Kesitçapı

1.78

2.62

3.53

Tolerans

±0.08

±0.08

±0.10

dİç çap

37.47 -

69.22 -

127.00 -

113.7 -

129.5 -

181.0 -

66.04

123.80

149.20

126.4

177.2

393.1

Tolerans

±0.25

±0.38

±0.58

±0.38

±0.58

±0.76

b Kesitçapı Tolerans

5.34 ±0.13

6.99 ±0.15

5-30

iç çap toleransları NBR kauçuk için geçerlidir. Floroelastomer, silikon poliakrilik gibipostkür gerektiren ve çekme oranı normalden fazla malzemelerde farklı tolerans sınıfıkullanılır.

Page 33: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

O-Ring m o n t a j ı i ç i n s i l i n d i r

ve m i l ağzına pah k ı r ı İması

*> d

4b

1.51.7822.42.52.S233.53.53U4.55

j

Z mın.11 ]1.21.41 41,51.61,81.822,32.5

' I t• 4ib

5.335.55,766.56.9977,588,599.5

10

Z min.2.72.833.13.33.6363.844.24 3LU4.5

O-Ring montaj a y g ı t ı

Doğru Yani iş

Şekil.35- ()-halkasının montajı

Diğer HalkalarX-halkası: Kesiti X e benzeyen ve bazı uygulamalarda o-halkalannın yerine kullanılan sızdırmazlık halkası

tipidir. Eksenel hareketlerde o-halkasının yuva içinde hareket etme eğilimi vardır. Bu hareket sipiral burulma ya-ratabilir ve sonuçta iç gerilmeler nedeniyle o-halkası ömrü kısalır. O-halkasının diğer sakıncası çapak yerininsızdırmazlık yüzeyinde bulunmasıdır. Üretim sırasında çapak temizlenmesine karşın sızdırmazlığı etkileyen yü-zeyde hata olina olasılığı f;ızladır. X-halkalannda çapak yeri sızdırmazlık yüzeyinden uzaktır.

Diktörtgen kesitli halkalarda sipiral burulma ve çapak olmasına karşın temas yüzeyinin fazlalağı aşırı sür-lünme direnci yaratır. Oluşan ısı, halkanın bozulmasına yol açar. Bazı hidrolik sistemlerde geri dönüşte düşükbasınç uygulanıyorsa yüksek sürtünme kuvvetleri istenmez.

X-halkalarda spiral burulma olmadığı gibi. temas alanının az olması, yüksek sürtünme kuvvetlerinin oluşma-sını engeller.

5-31

Page 34: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK El TİM ANLARI

•yy//7

H i d r o l i k p i s t o n v e s i l i n d i r Vi tes kolu

sızdırmaz l ı ğ ı

Yakıt vanası piston

sızdırmaz I ı ğ ı

Şekil J 6 - X-halka uygulama örnekleri

V-halkası: Basit sızdırmazlık elemanlarının (o-halkası) yarar sağlamadığı eksenel hareketli hidrolik ve pnö-matik uygulamalarda basınca karşı U-halkası (U-cup), V-halkası (V-cup) ya da takım halkalar kullanılır. Düşükhızda dönen millerde kullanılırsa da yüksek basınçtaki eksenel hareketler için uygundurlar.

Bu tür sızdırmazlık elemanları ilk kez deri malzemeden yapılmıştır. Deri malzemenin zor şekillendirilmesi,yüksek basınçta iyi sonuç vermemesi ve bazı kimyasal maddelere dayanıksız olması kauçuk ve bezli kauçuktançeşitli kesitte halkaların geliştirilmesine yol açmıştır. Deri malzemelerde büyük güçlük, taban kısmı keskin kö-şeli olduğunda yüksek basınçta kopma olmaktadır. U-halkası ve V-halkalannda en kiriıik bölge taban bölümü-dür, çünkü en fazla gerilme burada oluşur. Tabanda sürtünen kısım, aşınmanın da en fa/la olduğu yerdir. Malze-meler gerilim altındaysa kesilmeye ve aşınmaya karşı çok daha fazla duyarlıdırlar. Yuvasından çıkarılan bir U-halkasında bu bölgenin aşırı aşınmış olduğu görülür. Gerilim birikimini gidermek için parçanın kesit şeklinideğiştirmek ya da sağlam yapıda malzeme kullanmak gerekir (örnek; bezli kauçuk). Daha başarılı sızdırmazlıksağlamak için firmalar çeşitli kesitte halka geliştirmişlerdir. Bunların en önemli ve yaygın olanı U-halkası ve V-halkasıdır. Temel çalışma ilkeleri aynıdır ve O-halkasına benzer. Bütün sızdırmazlık malzemeleri çok yüksekakışmazlıklı sıvı gibi davranırlar ve basıncı kendi üzerlerinden temas ettikleri silindir ya da pistona iletirler. Bunedenle temas basıncı her zaman çalışma basıncından ilk andaki sıkılık ölçüsünde fa/.ladır. Û ve V-halkalannındudakları sıkı geçme olarak tasarlanır. Ön yükleme ile düşük basınçlarda da sızdırmazlık sağlanır. Sızdırmazdudağın çok sıkı olması istenmez, çünkü basınç değiştikçe serbest hareket edebilmelidir, tik sıkılık çok fazla iseaşınma ve şekil bozulması kendini erken gösterecektir. Basınç arttıkça sıkılık ve sürtünme kuvveti de artar. Ka-baca 70 bardan düşük basınçlarda sürtünme kuvveti basınçla doğrudan orantılıdır, bu noktadan sonra sürtünmekuvvetinde artış hızı azalır ve sabitleşir. Basıncın fazla olduğu ve darbeli çalışmalarda dudak boyunun kısa 'tu-tulması önerilir. Sürtünme kuvveti eksenel hıza da bağlıdır. Hız arttıkça sürtünme kuvveti azalır. Yüzey hızınormal olarak 0,35 m/s ya da dakikada 60 deviri asmamalıdır. Çok yüksek hızlarda (1 m/s) birden fazla halkakullanılmamalıdır, çünkü ısınma fazlalaşır.

5-32

Milî

Page 35: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

I" <*l.nd»

ticapmı

i-payı

Silindir

Î4P

F

küçük)

_L

>«lon capp

B O A

Dış dudaklı U-Ring iç dudakl ı U-Ring

Şokil.37- İçten ve dıştan dudaklı U-halkası montajı

U-halkalar özellikle düşük ve orta basınçta sızdırmazhk için uygundurlar. O-halkalar daha çok statik sızdır-mazlık elemanı olarak kullanılırlar. Dinamik çalıştıklarında kesit alanlarının küçük olması, ölçüsel değişmelereuyum göstermelerini güçleştirir ve o-halkası daha güç çalışma koşullarında bile daha geniş tolaranslar içindesızdırmaya, aşınmaya karşı daha dirençlidirler. Takat daha büyük ve işlenmesi daha masraflı yuva, merkezlemebileziği gerekir. U-halkası kesitlerinde belli başlı ayrılıklar tabanları yuvarlatılmış ya da düz, dudakları uzun yada kısa çift dudaklı ve çalışma şekline göre içlen ya da dıştan olabilir. Çalışma boşluğunda akmayı önlemekiçin uygun kenarına akmaya dirençli malzemeden (örnek : naylon, P'IT'E) destek parçası eklenir.

Çalışan kısımdaki dudak statik taraftakinden daha kısa tasarlanırsa iç taraftaki boşluğa ve statik dudağa yağgelmesi kolaylaşır ve daha iyi yağlama sağlanır. Statik taraftaki dudak geniş olursa yuva içinde dönme engelle-nir ve merkezleme bileziği gerekmeyebilir. Bu tip U-halkalarında sıkılık daha fazladu'. Dıştan çalışanlar takılır-ken gerdirme şuasında berelenmemeleri için daha yumuşak malzemeden yapılmalıdırlar (75 şor A).

İçten çalışanlar ise 90 şor A sertliğine değin olabilirler. Tek dudaklı U-halkaları, yuvalarına o-halkası gibitakıldıklarından montaj kolaylığı nedeniyle ekonomiktirler. Bezli kauçuktan üretilenler 100 bar basınçta kolaycaçalışırlar (Şekil.37). Poliüretan 400 bara dek kullanılır.

5-33

Page 36: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Meidi o.,ezik destek halkası Şekilli lastik O-Ring destek

destek halkası halkası

d + D2

S4

5

6

7.5

8

10

12

12.5

15

17.4

20

H4

5

6

7.5

8

10

12

12.5

15

17.5

20

b

1.8

2.2

2.7

3.4

3.6

4.5

5,4

5.6

6,8

7,9

9

I

0.3

0.3

0.3

0.5

0,5

0.5

0.5

0.5

1

1

1

L

6.6

7,5

9

10,4

12.1

17

17,9

18.1

23,326.4

29,5

« . * '4,5 0,5

5 0.6

6 0.8

6.5

8

12 1

12 1

12 1

15.5 S

.05

.2

.4

.6

,75

17.5 2,45

19.5 2.8

t

2

2.5

3

3,5

3.5

6

6

6

8

10

12

w

1.5

1.5

2

2

3

4

4

4

5

5

5

Metal bilezik destek halkası ölçülendirilmesi

Şekil JK- U-halkalarda destek halkası tipleri ve ölçülendirilmesi

Hidrodinamik basınç : Y;ıl;ık teknolojisinde ortam sıcaklığı, hız ve akışkan viskozitesi etkisiyle, dönme ha-reketlerinde ve keskin kenarlı yağlama boşluklannda hidrodinamik basınç birikimi sözkonusudur. Bu basınç yal-nız dönme hareketlerinde olunmaz, eksenel hareketlerde de çalışma boşluğunda basınç birikimi oluşur. Basınçbirikimi aşağıdaki formülle belirtilir.

5-34

Page 37: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

A P =

k = Sabit katsayın = Akışkan viskozitesiv = Eksenel hız

1 = Çalışma uzunluğu$ = Çalışma boşluğu

Basınç birikimini azaltmak için çalışma uzunluğu, hız, viskozite azaltılmalı ya da çalışma boşluğu H/e dendaha dar olmamalıdır. Aksi halde sızdırmazlık bölgesindeki basınç, sistem basıncını aşar ve tehlike yaratır.Şekil.39 da görüldüğü gibi boydan boya gider kanalı ya da helis oyuklar ile basınç birikimi önlenir.

Ş-:1.'>.± H e l i :

B a s ı n ç

' - r - ı - j 1 g i de"-m«3

_,-:.: ^ —.-i kana I ;

Şekil.39- Hidrodinamik basınç giderme yöntemleri

Çalışma boşluğu : Silindir ile piston arasındaki boşluk malzemenin buradan akmasına neden olabilir. Özel-likle yüksek basınçlarda bu hoşluğu daraltmak ya da sert malzemeden destek bileziği kullanmak gerekir.

Homojen kauçuk ringlerde hu boşluk 0.12 mm yi aşmamalıdır. Bezli kauçukta ise 0,30 mm ye dek boşlukbırakılabilir.

Bazı uygulamalarda metal kısmın çizilme sakıncasını azaltmak için olağandan daha geniş çalışma boşluğutasarlanır. Bu durumda dişi destek bileziğine bağlı naylon ya da başka uygun malzemeden aşınma bileziği kul-lanılmalıdır.

Yüzey kalitesi : U-halkası ve V-halkası kayarak çalıştıklarından yüzey kalitesi ölçüsel duyarlığa göre çokdaha önemlidir. Silindirler honlanarak, pistonlar ise polişlenerek istenen yüzey kalitesi elde edilmelidir.

Örnek : Dikişsiz çelik çekme boruların yüzey pürüzlülüğü Ra = 1 um dolaylarındadır. Bu şekilde kullanıl-dıklarında yağ sızmasına ve çabuk aşınmaya yol açarlar, honlamak gerekir. Sert krom kaplamalarda da çok iyiyüzey polişlenmesi gereklidir.

Yüzey kalitesi ile ölçüsel duyarlık arasındaki ilişki çok önemlidir. Yüzey kalitesi ne denli iyi olursa ölçüseltoleranslar da o denli iyi sağlanır.

Çizelge. 13- U-Halkası ve V-Halkası Kullanımında İstenen Yüzey Kalitesi ve Ölçüsel Toleranslar

Çalışma Şekli

Statik Yüzeyler

DinamikYüzeyler

Piston

Hidroliksilindir

Pnömatiksilindir

Rt

6,3 um

1,6 (im

1,6 (im

4 (im

Ra

1,6 Hm

0,4 (im

0,4 (im

1 |im

Tolerans

hll ya da Hll

e 9

Hll

5-35

Page 38: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLK ELEMANLARI

Takım HalkalarU ve V-halkalar tek başlarına kullanıldığı gibi takım olarak ta kullanılırlar. Tek başına kullanıldıklarında

merkezleme bileziği gerekir. Bu bilezik tabana basmamalıdır, yoksa kesit şeklinin bozulmasına, önemli sürtün-me ve aşınmaya yol açar. Bilezik her iki yana yağ geçirebilecek şekilde delikli olmalıdır. Takım halinde kulla-nıldıklarında aynı amaçla başlık ya da erkek destek bileziği kullanılır. Halka sayısını arttırdıkça çalışma basın-cı sınırı artar ve düşük basınçta sızdırma önlenir. Fakat sürtünme kuvveti de artacaktır. Homojen kauçuktanhalkalar daha iyi sızdırmazlık sağlar. Fakat maksimum çalışma basıncı düşüktür ve takım halinde kullanmakiçin uygun değillerdir. Takım halinde en uygunu bezli kauçuk malzemeden yapılanlardır. Pamuklu, terilen, as-best bez üzerine baskı yapılan kauçuk, birlikte kalıplandığında hem kauçuğun esneklik özelliği, hem de bezinsağladığı-ve deride bulunan mekanik sağlamlık bir arada olur. Bir çok uygulamada bezli kauçuktan halkalar birya da birkaç homojen kauçuktan halka ile birlikte kullanılır. Böylece her iki tipin üstünlüklerinden yararlanılır.Bezli kauçuk basınçta akmaya dirençli, homojen kauçuk ise basınç değişmelerine daha iyi uyum gösterir. Takımhalkalarda erkek ve dişi destek bilezikleri daha sert malzemeden yapılmalı, çalışma boşluğu arasından akmayakarşı dirençli olmalıdır. Bu bilezikler metal olarakta yapılır. İşlenişleri takımdaki halka profiline uyum göstere-cek biçimde duyarlı olmalıdır. 250 bardan fazla basınçlarda metal dişi bilezik önerilmez, çünkü bu tür bilezikle-rin keskin kenarlarının eğilmesi ve kırılması durumunda makinanın diğer parçalan da zarar görür. Takım halka-lara, yerlerine takıldığında kesinlikle kapak tarafından basınç uyglunmamalıdır, çünkü kapağın tek görevibasınçta destek sağlamaktır.

Takım halka yuvası derinliği istenen ölçülerde olmalı ya da ayarlanabilmelidir. Ayarlı olursa değiştirme iş-lemi kolaydır (Şekil.40).

uf A

Erkek ve a l t bileztğlİlk önce monte adiniz

Dudak stirekl i basınç)tarafta olmalıdır

ŞekiUO- Takım V-halka montaj şekli

Çixelgel4- Çalışma Basıncına (Bar) Göre Takım V-Halka Seçimi

V-Halkasayısı

3

4

5

6

Homojenkauçuk

35

100

200

350

Bezlikauçuk

35

2000

350

700

Deri

35

150

400

1400

PTFR

35

70

200

350

5-36

Page 39: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Çift etkili pistonlarda ters yönlerde iki ayrı takım halka kullanılır. Eğer geri dönüş basıncı düşükse ve geridönüşte düşük verime izin verilirse tek takım halka kullanmak mümkündür.

PTFE V-HalkalarPTFF. çok iyi kimyasal ve ısıl direnci, çok düşük sürtünme katsayısı ve kayma özelliği nedeniyle eksenel ha-

reketlerde ve düşük devirli millerde sızdırmazlık elemanı malzemesi olarak kullanılır. Özellikle asitli ve çözücüortamlarda kullanılması yeğlenir. Sürtünmenin çok düşük olması, halka ömrünü uzun süreli kılar. Takım halkaşeklinde kullanıldığında erkek ve dişi başlıklar metal ya da PTFE den olabilir. 315 bar basınca, -260°C'den+260°O sıcaklığa değin uygulama koşullarında başarılıdır.

Eksenel ve sürekli hareketlerde 0,5 m/s. kesintili hareketlerde 1,5 m/s yüzey hızına dek kullanılır.

Dönen ve sürekli harketlerde 0,5 m/s, kesintili hareketlerde 0,4 m/s yüzey hızına dek kullanılır.

Değişken sıcaklıklarda ya da dönme hareketlerinde sızdırmazlık sağlanması için takım halkaya enaz 75 Ndeğerinde yay baskısı uygulamak gerekir. Yay yükü değeri ortalama çevre uzunluğuna göre cm'de 20 N seçilme-lidir. Yükleme yönü basınçlı ortam ile aynı yönde olmalıdır (Şekil.41A). Eğer yay karşı tarafa yerleştirilmek is-tenirse (Şekil.41B) ön yükleme, maksimum basınca uygun seçilmelidir.

P < 30 bar : 3 takım halka30 ^ P ^ 100 bar : 4 takım halka

100 < P ^ 350 bar : 5 takım halka

Yalnız V HalkalarPTFE

Şekil.41- PTFE takım halka montajı

Piston KeçeleriEksenel hareketlerde sızdırmazlık sağlayan bütün elemanlar piston sızdırmazlığı için uygun olabilir. Yalnız

pistonlarda kullanılan piston başı lastiği bu iş için amaçlanmış özel bir keçe türüdür, tik kez hidrolik endüstri-sinde deri malzemeden yapılmıştır. Deri bugü'ı de kaba yüzeyler için kullanılmaktadır. Piston başı lastiği diğerbezli sızdırmazlık elemanlarına göre ucuzdur Yatay çalışmada, piston -silindir boşluğunun fazla olduğu ya dageniş toleranslı silindirlerde başarılı sonuç verir.

Piston başı lastiği basınçta sızdırma/.lık için tasarlanmıştır, ince kesitine karşın dudaktaki esneklik silindir-le sürekli sıkı temasta bulunmasını ve böylece çok düşük basınçlarda sızdırmazlığı sağlar. Tek yönlü sızdirmaz-

5-37

Page 40: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

lık elemanıdır. Ancak iki tanesinin taban tabana monte edilmesi ile ortadaki bölgenin havalandırılmasına gerekkalmadan her iki yönde de sızdırmazlık sağlar. Uygulamadaki basan montajdaki dikkat, piston tasarımı, keçemalzemesi ve profili ile yakından ilgilidir. 0,05 m/s hıza dek 40 bar, 0,3 m/s hıza dek 10 bar basınçlarda kullanı-lır.

Yuvarlak taban Iı Dik kenar 1ubanl ı Garter yay I ı

Şekü.42- Piston keçesi tipleri

İki tane piston plakasının arasına sıkıştırılarak monte edilir. Büyük çaplarda vida ile bağlantı güçlendirilir.Plakaların tam bir dayanak sağlaması sıkıştırma basıncının kontrolü açısından çok önemlidir. Aşın sıkıştırmakeçe tabanını bozar. Yetersiz sıkıştırma ise yana doğru harekete izin vereceğinden sakıncalıdır. Plaka üzerineaçılan kanallar piston başı lastiğinin plaka üzerinde kaymasına engel olur.

Keçenin pistonu taşıyarak yan yüklerin etkisi altında kalması önlenmeli, taşıma mekanik yoldan sağlanmalı-dır.

Piston başı lastiği ile sızdırmazlığı sağlanan pistonlarda tasarım sırasında dikkat edilecek noktalar şunlardır(Şekil.43):

A- Taşıma plakası : Silindir ile arasındaki boşluk olanaklar ölçüsünde dar olmalıdır. Özellikle basınçlı hid-rolik sistemlerde bu çok önemlidir.

B- Taban boşluğu : Piston başı lastiğinin basınçta uyum gösterebilmesi için yeterli boşluk sağlanmalıdır.C- Bağlantı seldi : Piston başı lastiği sıkı şekilde monte edilmeli, ancak tabanın sıkıştırma oranı %10 u

geçmemelidir. Bağlantı şekli yeterli sağlamlığı sağlamalı ve çalışma sırasında gevşemeyi önlemek içinkontra somun ile kilitlenmelidir. Yüksek basınçta piston palakalan metal metale dayanacak şekilde sıkış-tınlmalı, basınç altında lastik tabanı aşınmamalıdır.

D- Oyuklar: Plaka üzerine lastik ile temas edecek şekilde açılacak oyuklar, piston başı lastiğinin yerindenkaymasını engeller.

E- Silindir ucunun lastiğe zarar vermemesi için 15°pah kırılmalıdır. Pah çapı serbest durumda dudak dış ça-pından büyük olmalıdır.

Başarılı montaij ve sızdırmazlık için piston başı ölçülendirilmesinde piston başı lastiği yapımcısının öneri-lerine uyulmalıdır.

5-38

Şekil.43- Piston keçesi tasarımı

Page 41: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZI.IK ELEMANLARI

Mil Sıyırıcıları ve KazıyıcılarMil sıyıncılan, sıyıncı ya da kazıyıcı etkileri nedeniyle eksenel hareketli millerde kullanılırlar. Mil üzerin-

deki toz, kir ve benzeri maddeleri süpürerek makinanın iç kısımlarını korurlar. En fa/la bilinen uygulama havalıve hidrolik silindirlerde pistonla birlikte içeriye yabancı maddelerin girmesini önlemek amacıyla kullanılmasıdır.Bu uygulamada mil sıyıncı tümüyle koruyucu elemandır. Sızdırmazlığı sağlamak için aynca sızdırın azlık ele-manı kullanmak gerekir.

Mil sıyıncı (wiper) ve mil kazıyıcı (scraper) sık sık aynı anlamda kullanılmasına karşın arada önemli ayrı-lık vardır, sıyırıma olayı nazik hareket anlamındadır, sıyıncı ince ve esnek dudak gerektirir. Kazıma olayı isedaha sert bir harekettir. Daha sert ve katı dudak gerektirir. Bir başka aynlık ise sıyıncı sızdırmazlık elemanıgibi davranabilir. Oysa kazıyıcının sızdırmazlık etkisi yoktur. Yalnız yüzey kirlenmesinin önüne geçerek yar-dımcı olur. Her iki eleman da şekil olarak dudak altına yabancı maddelerin birikmesine yol açmamalıdır ve sız-dırmazlık için kesinlikle ayrı keçe kullanılmalıdır.

Çor»

Şekil.44- Mil sıyıncı türleri

Mil Sıyıncı Türleri

- Dikdörtgen kesitli sıyıncılar- Açılı kesitli sıyıncılar- Özel kesitli sıyıncılar

5-39

Page 42: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SI/DIRMAZLIK ELEMANLARI

fjı-kil.45- Özel kesitli sıyırıcılar (esnek dudak)

Metal Kazıyıcılar (Metal-Scrapers)Elastomer sıyuıcılar ya da kazıyıcılar aşındırıcı ortamdan kolayca etkilendiklerinden daha ağır koşullardaal kazıyıcı kullanılması önerilir. Şekil.46 daki metal kazıyıcı piıiuç ve nitıil kauçuk malzemeden iki ayrı ele-ıdan oluşmuştur. Bunlar metal bilezik içine kapatılarak yerleştirilir.

metalmandan

Pirinç elemanın eksenel kaçıklıklara uyum sağlaması için dış çapının bilezik çapından 0,5 mm küçük olma-sı ve mile dik yönde hareket etmesi gerekir. Çalışma şuasında önce pirinç kazıyıcı yabancı ve aşındırıcı parça-cıkları mil yüzeyinden kazır. Arla kalan daha küçük parçacıkları ise toz, su damlası gibi kauçuk eleman sıyırır.1 m/s mil hızına dek kullanılır. Kazıyıcı bütününün montajı yuvaya sıkı çakılarak yapılır.

R. S 0.5 pm

Şekil.-16- Metal ka/.ıyıcı montajı

PFTE YataklarÖzellikle yüksek hızda çalışan pııömatik pistonlarda kendi kendine yağlama ve sürtünmenin çok az olması

istendiğinde PTFE yataklar gelişmiş tasarım biçimidir. Dolgulu FİTE yan yüklere karşı da dirençli olduğundaneksen kaçıklıklarında silindir çizilmesine karşı koruyucudur. Yapış-kay özelliğinin PETE de olmaması başlan-gıç çalışmalarında da kolay haıcket özelliği sağlar. PİTE yatak kullanıldığında piston malzemesinin özel dökümya da bronzdan üretilmesi gerekmez.

PFTE malzemeden kesik halkalar dönen ve eksenel hareketlerde yataklama görevi yanında kauçuk malzeme-nin kullanma sınırının üzerinde sızdırma/.lık elemanı olarak ta kullanılırlar. Halkanın birleşme yerinde sızma-nın en az düzeyde olması için kesme biçimi önem kazanır (Şekil.47).

PTFE halkalar ile statik durumda da sızdumazlık için kauçuk o-halkası ile temas yüzeyine sürekli baskı yap-ması sağlanır.

5-40

Page 43: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Açı Iı kesim açı Iımı

Kademeli kesim DUz kesim Açılı kesim

( özel ( Döneri h a r e k e t H E k r e n e l hareket)

Uygu I arca I a<~da )

Şekil.47- PTFE yataklarda kesim biçimleri

Çalışma Koşulları

- Standart elemanlar ile 400 bara değin, özel tasarım ile 1000 bar basınca değin ve 5 m/s hıza değin kullanı-lırlar.

- Karşı yüzeyin en az 45 HRC sertliğinde ve 0,2 ile 0,4 jım yüzey pürüzlülüğünde olması istenir.- Kullanma sıcaklığı o-halkası malzemesine bağlıdır. Kauçuk o-halkası kullanılmaz ise PFTE yataklar

260°C sıcaklığa dek uygundurlar.- Sürtünme katsayısı Ra = 0,4 |im çelik yüzeyde ve orta yükte yağsız 0.10 ile 0,15 arasındadır, yağlandığın-

da bu değer 0,04 ile 0,07 arasındadır.

PFTE yataklarda aşınmanın sabit ve kontrollü olması isteniyorsa PV değerini (PV = basınç x hız) sıcaklığagöre sımrlamak gerekir. Şekil.48 de PV sının belirlenmiştir.

5-41

Page 44: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLK ELEMANLARI

90•0

70

«0

R -

daN

cm

Z

Ul

yük

Ozg

\

NS

ss

—I

=1

s

S

V

s

\

s

s

s

\L

s

|T

i[r

Whk

% =--il

.JL41

^1

ğ1 ama 38 mm s

-4- -i \r

s H.

K. \120

ı * y ı .•!,,•.

ı

90 60

w«;i5ie»i :

İH . ı-ul

^b

l_

|

Pîffi

M ;

_t"1

-----

H ı z V : m. mi n

«0 -60 l

-1

Şekil.48- PTFE yataklarda maksimum PV sınırı

4. STATİK SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI (CONTALAR)

Flanş yüzeyleri kapatıldıklarında alınlan yüzde yüz temas edebilse yüzeyler arasında sızdırmazlık sağlamakiçin conta kullanmaya gerek yoktur. Nitekim leplenen yüzeylerde bu durum bir ölçüde sağlanabilmektedir.An..:ak pahalı yöntem olmasına karşın güvenilir değildir. Pratikte flanş yüzeylerindeki pürüzlülüklerin, atıklıkla-ıııı neden olduğu sızmayı önlemek için esneme ve sıkışabilme özelliği olan malzemeler kullanılır. Basınç çok azbile olsa belli bir minimum değerde sıkıştırümalıdırlar.

Statik sızdırmazlık elemanlarını çalışma şekline göre iki gnıba ayırabiliriz :

1- Basınç karşısında otomatik olarak davranan elemanlar. Bunlar basınç arttıkça yüzeye daha fazla baskıyaparlar. U-halkası, o-halkası gibi.

2- Sızdırmazlık etkisi sıkıştırma oranına bağlı olan elemanlar ya da contalar.

Conta üzerine etki eden kuvvetler şunlardır (Şekil.49):

1- Sıkıştırma kuvveti2- Hidrolik kuvvet

3- Akışkan kuvveti

: Montaj sırasında contayı sıkıştırmak için uygulanan kuvvet.: Çalışma sırasında sıkıştırma kuvvetine ters yönde etki eden ve kapağı aç-

maya çalışan kuvvet.: İç basınç nedeniyle kapak aralığından contayı akmaya zorlayan kuvvet.

5-42

JÜVİ

Page 45: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Şekil.49- Conta üzerine etki eden kuvvetler

Conta malzemesinin akmasını önlemek ve çalışma sırasında conta konumunu korumak için net sıkıştırmakuvveti (sıkıştırma kuvveti - hidrostatik kuvvet) basıncın yaratacağı yan kuvvetten daha fazla olmalı ve güven-lik katsayısı olarak en az 2 seçilmelidir. Malzemenin sıkışma kuvveti zamanla azalacağı için sürekli kalıcılık de-ğeri yüksek malzeme kullanıldığında güvenlik katsayısı daha da arttırılmalıdır.

Contalarda statik sürtünme katsayısını azaltmamak için montajdan önce yüzeylerine gres, yağ sürülmemeli-dir. Conta çalışma sıcaklığına ulaştıktan 1 saat sonra flanş civataları montaj momenti ile yeniden sıkılmalıdır.

Şekil.50- Flanş civataları sıkıştırma sırası

5-43

Page 46: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Flanş yüzeylerinin kalitesi conta kalınlığını, sıkışabilirliğini ve malzeme tipini belirtmek açısından önemli-dir. Düşük sertlikteki malzemeler, kaba yüzeylere daha iyi uyum gösterirler. Akma dirençleri azdır ya da ortamadirençli olmayabilirler. Sert malzeme seçildiğinde flanş yüzey kalitesini de arttırmak gerekir. Çok iyi yüzey kali-tesinin getireceği maliyet gereksiz olabilir. Çünkü conta malzemesinin özelliği ile yüzey kalitesi arasındaki ilişkideğerlendirildiğinde daha iyi çözüm bulunabilir. Çok iyi yüzey kalitesi sert malzemenin tutunmasına engel olaca-ğından akmayı kolaylaştırıcı etkisi olur. Flanş yüzeyinde akış yönüne dik kalem izlerinin olması, contanın tu-tunmasına yardımcı olduğundan özellikle istenir.

Örnek : BS1560 numaralı ingiliz standardında.1- 304.8 mm'den küçük nominal çapta flanşlarda 0,12 mm çapta vııvarlak uçlu kalemle 0,03 mm spiral izler2- 304.8 mm'den büyük nominal çapta flanşlarda 0,25 mm çapta yuvarlak uçlu kalemle 0.0> mm spiral

izler önerilir.

Ancak, spiral izler özellikle gazlı ortamda sızma jolu olabileceğinden eşmerkez i/ler ile daha iyi sonuç alı-nır.

Flanş yüzeylerinin, basınçta şekil bozukluğuna uğramaması için civataların yerleri ve sayısı belirlenirken ta-şıma direncinin yanında, flanş yüzeyinde düzgün gerilim dağılımı sağladığına dikkat edilmelidir. Standart flanştasarımlarında hu etkenler dikkate alınmıştır.

Conta kalınlığı flanş yüzeyinin kalitesi (pürüzlülük ve çarpıklık) ve conta malzemesi özelliği (esneklik vemaksimum yüzey gerilmesi) ile ilgilidir. Genellikle conta malzemesinin kalınlığı arttıkça esneklik direnci azal-maktadır. Aynı zamanda kalın contalarda kapak aralığı fazla olacağından ortamın etkilediği alan ve çalışma ba-sıncının conta yan yüzeyinde oluşturacağı kuvvet fazlalaşır. Akma ve parçalanma olasılığı artır. Bu nedenleeğer flanşların yüzey kalitesi uygun ise, oldukça ince conta malzemesi kullanılmalıdır.

. . . . , i, ı i - 2 x Maksimum yüzey pürüzlülüğü (R,) x 100Minimum conta kalınlığı = '- 1-*- 2——-% 100 sıkıştırma oranı

Conta genişliği conta kalınlığının iki katından daha az olmamalıdır. Eğer contada yüzey gerilimi çok fazlaise sızma nedeni olabilir. Çünkü conta esnekliğini yitirir ve flanş yüzeyine baskı yapamaz. Bu nedenle sıkıştır-ma kuvveti malzeme tipine göre sınırlandırılmalıdır. Belli bir malzeme için izin verilen maksimum yüzey gerili-mi ortam sıcaklığı ve kalınlığa bağlıdır. Aynı şekilde soğuk koşullarda sıcak ortama göre daha fazla yüzey geri-limine izin verilir.

Contanın kapladığı alan fazla ise orta basınçlarda da hidrostatik kuvvet çok fazla olabilir. Bu durumda cıva-taların oluşturduğu sıkıştırma kuvveti, conta kalınlığı için belirtilen maksimum yüzey gerilimini aşabilir.

Minimum montaj geriliminin (toplam cıvata kuvveti / conta alanı) contanın taşıyacağı maksimum yüzey ge-rilimini aştığı durumlarda aşağıdaki yollara başvurulur :

1- Daha geniş conta kullanmak gerekir. Bu ancak conta boyutlarının daha önceden belirlenmediği durumlar-da yapılır.

2- Daha ince conta kullanmak gerekir. Bu durumda flanş yüzey kalitesi de arttırılmalıdır.3- Daha fazla yüzey gerilimini taşıyabilen malzeme seçilmelidir. Tel destekli ya da sipiral sarımlı conta

malzemeleri daha fazla yüzey gerilimine dirençlidir.

Isıl genleşme sonucu ortaya çıkan kuvvetler aşırı yüzey gerilimi yaratarak contayı çatlatabilir. Soğuma ne-deniyle olaşan büzülme ise sızdırmazlık için gerekli minimum yüzey gerilimini azaltabilir. Her iki durumda daen uygun çözüm, boyutsal ayrılıkları karşılayacak körük ya da benzeri eleman kullanımıdır.

Contalar şekil ölçüleri açısından iki gruba ayrılabilir.1- Tam flanş yüzeyine yerleştirilen contalar : Dış çapı flanş dış çapına eşittir, iç çapı da flanş iç çapma

yakındır. Bağlantı cıvataları conta üzerine açılan deliklerden geçer. Cıvatalar contayı yan yüklere karşısahitleştirdiğinden contanın yerinde oynama ve sıkıştırma sırasında flanşın deforme olma olasılığıazdır. Ancak geniş yüzey olduğu için sakıncası olabilir.

2- Contalar ile flanş iç çapı arasına yerleştirilen contalar : Daha küçük yüzey kapladıklarından daha az sı-kıştırma kuvveti ile daha fazla iç basınca dirençlidirler.

Çok çeşitli conta şekilleri olduğu için montaj şekli ile ilgili genel kurallar sakıncalı olabilir. Ancak, contalaryerlerine takılmadan önce flanş ve conta yüzeyleri temizlenmeli, çatlak ve paslı yüzeylere bakım yapılmalı, eskiconta artıkları temizlenmelidir.

5-44

li İli

Page 47: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Genelde contalar kuru olarak yerleştirilir. Ancak, montaj tasarımı sızdırmazlık için yeterli sıkıştırma kuvve-tine izin vermiyorsa, özellikle gaz sızdırmazlığında, araya tampon sıvı konulması önerilir. Yüksek basınçlardaözel dikkat gösterilmeli, conta üreticisinin önerilerine uyulmalıdır.

Contalık Levha Gereçleri ile İlgili Tanımlar Ve DeneylerContalık levha : Birbiriyle karşılıklı bağlanan ve sıkıştırılan iki parçanın yüzeyleri arasında sızdırmazlık

sağlayan contaların yapımında kullanılan asıl madde ve bağlayıcı kalışımdan yapılmış levha halinde malzeme-dir.

Sıkışabilme oranı (sıkışabiliılik) : Contalık levhaların ön yüklemeden sonraki kalınlığı ile deney yükü yük-lenmesinden sonra oluşan kalınlığı arasındaki farkın ön yüklemeden sonraki kalınlığına oranıdır (% olarak be-lirtilir).

Özgül esneklik oram (elastik dönüşüm) : Deney yükü kaldırıldıktan sonraki kalınlık ile ön yük ve deneyyükü altındaki kalınlık arasındaki farkın, ön yük altındaki kalınlık ile ön yük ve deney yükü altındaki kalınlığaoranıdır.

Deney yöntemi : Şartnamede belirtilen şekilde hazulanan deney parçalarına önce 15 saniye süreyle ön yükuygulanır ve kalınlık So ölçülür, hemen sonra deney yükü uygulanır ve 1 dakika süre ile sabit tutulur. Bu durum-da kalınlık yeniden ölçülür Sı. Deney yükü ön yükleme değerine düşürüldükten 1 dakika sonra kalınlık S2 yeni-den ölçülür. Bu değerlerden sıkışabilme oranı ve özgül esneklik aşağıdaki formüllerle hesaplanır.

Sıkışabilme oranı (%) = S" * Sı . 100So

Özgül esneklik (%) =S,, - S,

. 100

Basınç

göstergesi

Termokup

yuvas1

Ayak

Şekil.51- Conta sızdırmazlık deneyi

5-45

Page 48: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

En az üç kez malzemenin değişik noktalarında uygulanaıak elde edilen değerlerin ortalaması alınır.

Contalık levhalarla ilgili özellikler ve deney yöntemleri TS 2241 (Asbest esaslı), TS 2355 (Kauçuk esaslı),TS 2647 (Mantar esaslı), TS 2648 (Organik lif esaslı) no.lu Türk Standartlarında geniş şekilde belirtilmiştir.

Şekil.52- Flanşlurda sızdırma/İlk elemanı kullanma biçimleri

Amyanttı contalar : îlk kez 1895 yılında Richar Klinger tarafından amyant liflerinin az miktarda kauçuk ilebağlanmasından elde edilmiştir. Klinger kelimesinin sonuna Almanca kauçuk "Gummi" kelimesinin son harfi veamyant "Asbest" kelimesinin son harfi eklenerek "Kligerit" ticari ismi ile tanıtılmıştır. Günümüzde Amyantlıconta, Asbestli conta ya da Klingerit aynı anlamda kullanılmaktadır. Değişik uygulamalar için geliştirilmiş tip-leri vardır.

Genel Özellikleri

- Esnek olduğu için taşıma ve montaj kolaylığı vardır.

- Yüksek baskı kuvvetlerine dirençlidir.

•>C Ai11 •

Yüksek sıcaklıklarda bağlayıcı kauçuğun sertleşmesine ve esnekliğini kaybetmesine karşın, amyant esnekli- '"ite îğini korur. jJHfjtm:

5-46

Page 49: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRM AZLIK ET.FMANLARI

Çizelge.15- Conta Tasarım Hataları ve Çözümleri

H A T A N F. P E N t COZÜMKenara yakın cıvatadelikleri

Montaj sırasında delik-ler kopabilir.

Delik yerine yarık ya dakulak

2- Çok küçük delikler yada dairesel olmayandelikler.

Montaj güçfüğü yaratır 2,5 mm'den küçük deliktenkaçının. Çok gerekirse ya-rık kullanın.

3- Kopartma yeri içindikdörtgen delikler

Dikdörtgen biçim paha-lı kalıp gerektirir.

Basit yarıklar.

Toplam boyuta oranlaçok ince kcn.ırlar

Depolama ve montajdafire oranı fazla olur,kopma direnci fazlamalzeme gerektirir.

Tasarım sırasında contaşeklini de düşünün

5- Conta ölçülerine metaltoleranslarının verilmesi

-Kullanılabilecek parça-lar red edilir.-Gerçek toleranslarınkabul isteği için görüş-meler ve zaman gerek-tirit.-Teslimatları geciktirir.-Kalıp ve parça maliyet-lerini arttırır.

Genelde conta malzemelerisıkışabilir tiptedir. Bir çoğunemden etkilenir.Standardve ticari toleransları uygu-*lamaya çalışın.

6- Köşelerde radyüs Parçalar kalıplanmıyorsaradyüsler ek işlem veyüksek maliyet demektir

Genelde contalar yerineuyum gösterirler. Fonksiyo-nel olmadıkça metal par-çalardan kopya biçimlerkullanmayın

7- Kesik üzerine bindiril-miş' conta eklemeleri

Keısme ve yapıştırma içinek masraf. Düzgün ek-lem -. ağlanamaz.

Kalıpta kesilmiş kırlangıçkuyruğu eklemeler.

t_t

Amyant anorganik doğal madenin parçalanması ile elde edildiğinden iğne şeklindedir. Lif uzunluğu malze-menin mekanik direncini, bağlayıcı malzeme tipi ise kimyasal direncini etkiler. Ortama uygun olmayan bağlaycımalzeme contanın toplam mekanik direncini de azaltır.

Sıkıştırılmış amyant conta üretiminde bağlayıcı polimer, çözücü ile inceltilerek amyant lifleri ile iyice ka-rıştırılır. Her lif polimer ile kaplanacak ve homojen karışım elde edilecek şekilde karıştırma yapılmalıdır.Daha sonra karışım sıcak merdaneden geçirilerek istenilen kalınlığa getirilir. Çö/iicüden hiçbir iz kalmamalıdır.

5-47

Page 50: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Amyant en fazla 540°C sıcaklığa dirençlidir, ancak sıcaklık arttıkça kopma direnci azalır. 130 bar basıncadek kullanılır.

Amyant liflerinin dokunmasıyla elde edilen amyant bezi, kauçuk ile duyurulduğunda esnek ve çok bozuk yü-zeylerde kullanılan bir conta malzemesi elde edilir. 230°C buhar sıcaklığına dek kazan kapaklarında kullanılır.Baca gazı, dizel motor egzostu gibi düşük basınçlı sistemlerde 500°C sıcaklığa dek kullanılır. Aşın basınçta es-nekliğini yitirir. En fazla 20 bar basınca uygundur. Amyantın kanserojen madde sayılması sağlık açısından kul-lanma alanlarını kısıtlamaktadır.

Çizelgc.16- Amyanttı Contalarda Yüzey Gerilimi ve Flanş Yüzey Kalitesine GöreKullanılacak En Az Conta Kalınlığı (T)

Yüzey GerilimidaN / cm2

100

200

500

750

1000

F L A N Ş Y Ü Z E Y K A L İ T E S İ

Torna, VrezeV

t mm

5(2)

4(2)

3(1,5)

(1.5)

(D

Torna, TaslamaW

t mm

1,5(1)

1 (0,75)

0,75 (0,75)

0,75 (0,5)

0,5 (0,5)

Taslamavvv

t mm

0,5

0,5

0,3

0,3

0,3

Çizelge. 17- Amyant Conta Kalınlığına Göre İzin Verilen Maksimum Yüzey Gerilimleri

Conta kalınlığıt mm

0,5

0,75

1

1,5

2

3

300°CP daN /cm2

1400

1100

960

750

600

400

Soğuk

2000

1600

1400

1100

900

600

i*.-- •'

Mantarlı contalar : Mantar bir cins meşe ağacından elde edilen esnek ve organik bir madde olup, en basitconta malzemelerinden biridir. Şişe kapaklarında sızdırmazhk elemanı olaıak kullanılması çok eskilere dayanır.Doğal mantarın mekanik direncinin az olması, kolayca parçalanması, mantarın değişik malzemelerle karışımhalinde kullanılmasına yol açmıştır.

Mantar kullanılmasını avantajlı kılan etkenler :

1 - Mantar hafif malzemedir ve birçok sıvıya, iklim koşullarına dirençlidir.2- Çok yüksek sürtünme katsayısı vardır, yüzeyi kaygan değildir.3- Sıkışürıldığı zaman yan yüzeylerde taşma yapmaz. Elastomer malzemeler sıkıştırıldığı zaman hacimle-

ri sabit kalır. Bu nedenle diğer boyutlarda büyüme oluşur. Mantar ise hacimsel olarak küçülebilir.4- Sıcaklık ve nem gibi atmosfer koşullarındaki değişmelerde, ölçüsel kararlılığını korur.5- Isı iletkenliği çok azdır. Çok iyi izolasyon özelliği vardır.

fcwöû-"

5-48

Page 51: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Mantarın mekanik özelliklerini geliştirmek için kauçuk ile birlikte karışım yapılması en yaygın yöntemdir.Kauçuk mekanik direnç ve sıkıştınlabilme özelliğini arttırır, mantar ise boyutsal kararlılık sağlar.

Mantar-kauçuk karışımlarında fiziksel özellikleri belirleyen en önemli etken kauçuk-mantar oranlarıdır.Mantar oranı arttıkça contayı sıkıştırmak için daha az güç gerekir, kauçuk oranı arttıkça karışımın sürekli kalı-cılık direnci artar. Uygulamada başarı sağlamak için uygun karışım oranının belirlenmesi önemlidir. Uygunyuva ve yüzeylerde %30 sıkıştırma oranı ile statik sızdırmazlık önerilir.

Kauçuğun mantarla karıştırılmasıyla elde edilen diğer üstün özellikleri :

Daha az sıkıştırma basıncı ile sızdırmazlık sağlanır. Çünkü elastomer dolgu sızdırmazlık yüzeyindedaha iyi uyum sağlar, yüzey pürüzlerini doldurur.

- Maksimum sıcaklık sınırı, kullanılan kauçuk tipine bağlı olarak, saf mantara göre daha fazladır. Kauçuk-mantar kaıışımı malzemeden yapılan çeşitli şekildeki contalar özellikle otomotiv sanayiinde motor ka-paklarında statik sızdırmazlık elemanı olarak kullanılırlar. Nitril en çok kullanılan katkı kauçuğudur.120°C nin üzerinde sıcaklıklarda poliakrilik kauçuk kullanılır. Saf mantar 150°C sıcaklığa kadar kullanı-lır, ancak 70°C nin üzerinde kalıcılık değeri çok kötüdür.Mantar yağ ve çözücülere karşı dirençlidir, ancak asit ve alkali ortamda, suyla devamlı temasta dirençlideğildir. Sentetik kauçuk ile karıştırıldığında kimyasal dilenci artar.Kauçuklu mantar kesme kalıplarında karmaşık biçimlerde ve hassas ölçülerde biçimlendirilir.

Kauçuklu mantar dışında, protein ve reçine katkılı mantar da conta malzemesi olarak kullanılır.

Protein (kasein) katkılı contalar antifrizlere dayanıklıdır ancak suya dayanıksızdır. Reçine (fenolformalde-hit) katıklı contalar bakterilere ve antifrizlere dayanıklı, suya dayanıksızdır. Bunlar tekstil, kağıt, alüminyumtakviyeli olabilirler.

Mantarlı contalık malzemeler genellikle levha şekillide üretilip zunba ile istenen biçimde kesilirler. Genelgörünüşleri : Yüzeyleri pürüzsüz, beresiz ve çatlaksız, yapısı homojen olmalı, destekler ayrılmamalıdır. Kesile-rek biçimlendirilen contaların kenarları düzgün ve teiniz kesilmiş olmalıdır. Kalınlık toleransları ± 0,1 x nomi-nal kalınlık içinde olmalıdır (çoğu kez eksi yönde toleransa izin verilmez).

Kağıt contalar : Kağıt malzemeden yapılan contalar kesilerek elde edilir. Olduğu gibi ya da uygun bir ortam-da doyurulmuş şekilde kullanılırlar. Sıvı sızdırmazlığında pek kullanılmazlar, daha çok toza karşı uygundurlar.Nem karşısında ölçüsel kararlılıklarını koruyamamalarına rağmen, benzin, petrol ve organik çözücülere karşıdirenci arttırılmış tipleri özellikle otomotiv karbüralör kapaklarında ya da işlenmiş düküm parçalar arasında sta-tik sızdırmazlık sağlarlar. Sıcaklık dirençleri 120°C ye kadardır. En çok kullanılan türü Maline kenevirinden ya-pılanıdır.

Kauçuk contalar : Kauçuk conta denildiğinde ilk akla gelen dik kenar kesitli halkalardır. Borudan kesilerekyapıldıklarından çapak temizleme işlemi yoktur. En ucuz sızdırmazlık elemanlarından sayılırlar. Conta malze-mesi olarak kullanıldığında dikkat edilmesi gereken en önemli nokta sıkıştırıldığında hacimsel olarak küçülme-mesi, yan yüzeylere doğru büyümesidir. Bu elastomerlerin sıkıştırılamaz olma özelliğinden kaynaklanır. Kuvvetuygulandıkça yan yüzeylere taşma eğilimini azaltmak için kauçuk karışunındaki dolgu maddelerinin seçiminedikkat edilir ya da bezli kauçuk, tel örgü kauçuk gibi birleşik malzemelerden conta yapılır.

Dik kenar kesitli contalar o-halkalarınm yerine ucuz çözüm olması için düşünülmüştür. Standart tipleri o-halkası yuvalarına uygun ölçülendirilmiştir. Kalıptan ya da borudan kesilerek elde edildikleri gibi, tabakadanpreste kesilerek te çok duyarlı ölçüde, az miktardaki siparişler için elde edilirler. Dinamik sızdırmazlık elemanıolarak kullanıldıklarında sürtünme alanları çok fazla olduğundan uygun değillerdir. Bazı uygulamalarda o-halkalarına karşı tek avantajları yuva içini daha fazla doldurduklarından basınç değişmelerinde hareketleri dahaazdır.

Conta olarak kullanıldıklarında tasarım ilkeleri (Şckil.53) :

Maksimum conta kesit alanı, mimiınum yuva kesit alanının %95 inden fazla olmamalıdır.Montajda burulmayı önlemek için D ölçüsü E nin en az iki katı olmalıdır.Sıkıştırma oranı malzeminin tipine ve sertliğine bağlı olarak %10 ile %30 arasında değişir.

30 bar basınca değin dinamik sızdırmazlık elemanı olarak ta kullanılırlar. Dinamik sızdırmazlık elemanıolarak kullanıldıklarında tasarım ilkeleri :

Halka kesit alam, piston yuvası kesit alanından yaklaşık %20 küçük olmalıdır.

5-49

Page 52: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Şekil.53- Kare kesitli kauçuk contaların statik sızdırmazlık elemanı olarak kullanılması

Çapsal kalınlık (D), yuva derinliğinden (D') yaklaşık %10 fazla olmalıdır. Sürtünmenin azaltılmak istendiğidurumlarda bu oran azaltılabilir.

- Halka kalınlığı E piston ile silindir arasındaki boşluğun en az 4 katı olmalıdır.- D en az 2E denli olmalıdır.

Halka piston yuvasına yerleştirildiğinde yaklaşık %4 oranında gerdirilmelidir.

Saçlı hidrolik contalar: Kaplin, flanş ve civata bağlantılarında sızdırmazlığın sağlanması için düz meta] bi-leziğe dayiresel ya da trapez kesitli elastomer bağlı conta kullanımı kolay ve uzun ömürlü çözümdür. Bu tip con-talar içten ya da dıştan elastomer kaplı olup, çalışma ortamına göre sac ve elastomer malzeme seçimi önemlidir.Sızdırmazlık elastomer kısmın sıkıştınlmasıyla sağlanır. Metal bilezik sıkıştırma miktarını denetler ve basınçaltında elastomer malzemenin akmasını önler. Sıkıştırmadan sonra elastomerin ısıl genleşmesine ya da şişme-sine izin verecek boşluk sağlanmalıdır. Saçlı hidrolik conta seçerken iç çap monte edildiği delik çapından dahabüyük olmalıdır. Montajda dikkat edilecek noktalar :

- Conta bir kilitleme pulu olmayıp sıkıştırma ve merkezleme özenle yapılmalıdır.- İçten dudaklı contalar dudağın delik içine girmesini önlemek için conta dış çaptan merkezlenmelidir

(Şekil.54).

Yuva içine yerleştirildiğinde : p £ 1000 barYuva yok ise : d S 40 mm p S 400 bar

d > 40 p £ 250 bar

Sıkıştırma basıncı bağlama elemanı için belirtilen maksimum sıkıştırma kuvvetine, ortam ve çalışma sıcak-lığı ise elastomer malzemeye bağlıdır. Kimyasal etkiye karşı sac kısımının pirinç ya da çinko kaplı olması gere-kir.

5-50

II Tll

Page 53: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

C H13

Doğru

SsçlI hi

İç çap »

miktarda

Örnek :

conta iç

10 H14 =

d min. =

Sı ki şt in İmadan 3nce

drolîk conta kullanımında

d"nln vida deliğinden belli

büyllk olması gerekir.

10 H14 delİk için uygun

çapı

10,36 mm

10,36+0,5 = 10,86 mm

Sıkıştırıldıktan sonra

Vida deliği(b)

<

6 -

10 -

20 -

40 '

6

- 10• 20

- 40

•d» •

+0

tO

•0•0

*1

İn

,4,5

,7,9

,1

Şekil.54- Sadi hidrolik conta montajı

Metal halkalar : Metal halkalar masif, içi boş ve içi boş çevresi yarık olmak üzere üç tiptirler. Uygulamaalanları kısıtlıdır. Elastomer o-halkalarına karşı avantajları, daha yüksek ve daha düşük sıcaklıklarda kullanıla-bilmeleridir. Kaplama yapılarak ortama dirençleri arttırılır. Bakır, kadmium. nikel, gümüş, altın, PTFF. kaplamamalzemesi olarak kullanılır. Özellikle gaz sızdırmazlığında kaplama kesinlikle gereklidir.

Sızdırmadık macunları ve sıvı contalar : Daha kolay bakım ve onanm için kendiliğinden sertleşip contala-şabilen sıvı macunlar, kağı, fiber mantar contaların yerine kullanılmaktadır. Bu tip contahk macunlar aşağıdakiuygulamalarda yaygın kullanılır. Dinamik sızdırmazlıkta kullanılmaz.

1. Dişli boru bağlantılarında sızdırmazbk.2. Flanşlarda sızdırmazlık.3. Gözenekli döküm ve toz metal parçalarda sızdırmazlık.

Boru bağlantılarında sızdırmazlık : Boru bağlantılarındaki sızdrmazlık nedenleri şunlardır :- Metal ile metalin %100 teması sağlanamaz.- Dişler özürlü olabilir.- Zayıf sıkıştırma momenti.- Sıcaklık değişimleri.- Yetersiz sızdırmazlık önlemi.- Titreşim, darbe.- Yanlış montaj.- Aşırı basınç.- Zayıf boru taşımaları.- Uygun olmayan malzeme.

5-51

Page 54: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Boru bağlantılarında uygun malzeme ve montaj koşullan sağlandığında sızdırmazlık sağlanması için dörtçözüm vardır:

1. Vernik : Kuruyan ya da kurumayan vernikler en eski sızdumazlık çarelerinden biridir. Zayıf bağ yaptık-larından ve uçucu maddeler kaybolduğunda çekme olacağından emin çözüm değildir.

2. Malzemenin akması : Sızdumazlık bölgesi sınırlı bir alandır, kuvvet ise sınu'sızdır. Temas bölgesindemetalin akmasını sağlayacak kuvvette sıkıldığında sızma yollan kapanır, %98 etkilidir.

3. Elastomer contalar: O-halkaları ve saçlı hidrolik contalar çok etkili çözümdürler. Ancak montaj ek işçi-liği gerektirir. Yüksek basınçlı sistemlerde boru bağlantıları için en iyi çözüm sayılır.- PTFE bant düşük sürtünme ve yağlayıcı özelliği nedeniyle boru dişlerine sanlarak kullanılan bir ele-

mandır. Nemlenince şişen keten, kenevir pamuk ipliği de aynı amaçla kullanılır. Ancak PTFE nin üs-tünlüğü daha çok diş sıkılmasına engel yaratmaz. Kopan parçacıklar akışkana karışableceğindcn sa-kıncalı yanı vardır.

- Akrilik lateks esaslı maddeler boru bağlantılarının erkek dişine uygulanır. Hava, su ve orta basınçtahidrolik sistemlerde kullanılır. Sıkışabildi özellikleri olmadığından yayılma için belli bir hacim gerek-tirirler ve tam kilitleme yapılamaz.

4. Anaerobik akrilik reçineler: Anaerobik havasız ortamda pişen, sertleşen anlamındadır. Teknolojide yenisayılan bu tip macunların özellikleri şunlardır :- Havasız ortamda sertleştiklerinden, montajdan önce sertleşmez, ömrü azalmaz.- PTFE dolgulu olanların yağlama özelliği vardır, montajı kolaylaşürır.- Yüksek ısıtma özelliğinden dolayı diş aralarını, çatlakları, çizikleri doldurarak sızma yollarını tıkar.- Monte edilen sistemde, dişlerdeki sızdırmazlık elkisi bozulmadan tekrar ayar yapılabilir.- Bağlantıların titreşim ile gevşemesini önler.- Bağlantılar sökülüp tekrar takılabilir.- Hat ve vanalarda kirletme yapmaz.- Dayanıklı bir film tabakası halinde .Netleştiklerinden, bağlantıların yapısal dirençlerini de arttırır. Olu-

şum bu film tabakası kendiliğinden parçalanmaz, kuruyup dökülemez, büzülmez.- içeride ve dışarıda kalan artıklar bulaşmaya, tıkanmaya meydan vermeden silinebilir ya da içerden dı-

şarıya akan sıvıyla atılır.

Flanslarda sızdırmazlık : Flanş sızdırmazlığında klasik conta elemanlarına seçenek olarak anaerobik reçine-ler ya da sıvı contalar kullanılmaktadır Oda sıcaklığında vulkanize olan sıvı silikon sertleştiğinde elastik ve sı-vıya dayanıklı contadır. Katalizöre gereksinme duymadan atmosfer ile temasta sertleştiğinden montajdan öncebir süre bekletmek gerekir. Vulkanize olan kısım, yerinde şekil alan conta olarak adlandırılır (Formed in placegasket FPG). Havada vulkanize olan kısmı daha kalındır ve dans hareketlerine daha uyumludur. İlk sızdumaz-lık için daha fazla civala basıncı gerekir ve contanın bir tarafı dansa yapışmaz. Montajdan önce tamamen vulka-nizasyon elde edilirse danslar contayı bozmadan defalarca sökülüp takılabilir. Genellikle sıvı silikon contalartoz keçesi ya da düşük basınç keçesi olarak kullanılır, çünkü bir yüzeyinde yapışma olmadığından, danstaşişme sızmaya yol açar. Sıvı silikon uygulanan danslarda yüzey yağlardan temizlenmiş olmalıdır.

Anaerobik sızdırmazlık macunları, dimetakrilat eslerin özel maddeler ile karışımından elde edilir. Hava iletemasta sıvı durumdadırlar, oksijen ile temasları kesilince otomatik olarak polimerize olurlar ve montajdan sonrasertleşirler. Sertleştikten sonra esnektirler, ancak silikondan daha az esnektirler. Metal ile metalin temasını sağ-larlar. Bu nedenle makiııa yapıştırıcısı olarak adlandırılırlar.

Sıvı silikon ve anaerobik contalık macunlar arasında seçim yapılmak istendiğinde,

Sertleşme : Sıvı silikon 6.5 mm kalınlığa kadar anaerobik 0,75 mm kalınlığa kadar sertleşir.Sıcaklık : Sıvı silikon 250°C sıcaklığa kadar anaerobik 150°C sıcaklığa kadar kullanılır.Üretim : Sıvı silikon serigrafi baskı yapılmaz, anaerobik yapılabilir.Flanş : Sıvı silikon sac danslarda da uygulanabilir, anaerobik daha sağlam yapıda dans gerektirir.Esneklik : Sıvı silikonun kopma uzaması %50 anaeıobiklerin %20-30 dolayındadır.

Flanslarda yerinde şekil alan sıvı conta malzemeleri kullanılmasının üstünlükleri :

- Daha fazla sıkıştırma kuvveti uygulanabilir.- Melal ile metal temas ettiğinden conta gevşemesi sorunu yoktur.- Bazı contalara göre daha ucuzdur.- Karmaşık şekillere kolayca uygulanır, pahalı kalıplar gerektirmez.- Akma meydana gelmez.- Kimyasal maddelere dirençlidir.- Robot kullanmak sürülebilirle olanağı vardır.- Conta stoklama sorunu yoktur.

5-52

ıı u I m

Page 55: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Aşınmış rulman ve burç

yataklarının sıkı geçme

ve kenetlenmesinde

0,5 mm'ye dek contaların

yerine

H i dro I i-k-pnömat i ksistemlerdekisızdırmalar için

Genel Doru ve bağlantısistemlerindeki sızdırmazlıksağlanması için

Şekil.55- Sıvı sızdırmazlık malzemelerinin uygulama örnekleri

Gözenekli döküm ve toz metal parçalarda sızdırmadık : Döküm ve toz metalürjisi ile elde edilen parçalardada gözenekler arasında sızma önemli sorunlar yaratabilir. Gözenek döküm teknolojisinde fiziksel bir olayındoğal sonucudur. Karmaşık şekillerde kristal oluşumu ve büzülme birbirine uygun olmadığından gözenek kaçı-nılmazdır. Makro gözeneklerin, parçayı tekrar dökmekten başka çaresi yoktur. Mikro gözeneklerin ise bazı du-rumlarda üstünlükleri olduğundan paıça tasarımlarında istenen özellik olabilir. Toz metaluıjisi ya da sinter metaltekniği ile elde edilen parçalar doğal olaıak gözeneklidirler. Bu parçaların basınçlı sıvı sistemlerinde kullanılma-sı sıvı sızdırmazlık maddelerinin gözeneklere emdirilmesi ile mümkündür. Bu amaçla kulanılan bazı emdirmemalzemeleri şunlardır :

• Sodyum silikat : 240°C ile 550°C arasında yüksek sıcaklıklarda kullanılan parçalarda sızmaya karşıugundur. Akma direnci zayıftır, içindeki su baharlaştıkça büzülür.

• Polyester reçine : 0.2 mm ye kadar delikleri tıkayabilir, kimyasal direnci iyidir, 240°C ye kadar kullanı-lır. 135°C de 1 ile 2 saat pişme süresi vardır. Zehirli ortam yaratabileceğinden uygulama sırasında hava-landırma gerekir. Akışmazlığı yüksektir.

• Düşük akışmazhkta ısı ile pişen reçineler : 240°C nin altında sıcaklıklarda kullanılır. Buharlaşma nede-ni ile sızdırmazlık etkisini zamanla kaybeder.

• Anaerobik reçineler : 200°C sıcaklığa kadar kullanılan, değişken akışmazlıklaıda, büzülme yapmayan,anaerobik özellikte emdirme malzemesidir.

Emdirme döküm parçalarda işlendikten sonra, fakat kaplama, boyama gibi yüzey işlemlerinden önce yapıl-malıdır. İşleme ile gözenekler açığa kavuşur, kaplama sızdırmazlık etkisini daha da arttırır. Toz metalürjisindeise emdirme işlemeden önce yapılmalıdır, çünkü reçine işleme kolaylığını ve takım ömrünü arttırır.

Emdirme aşağıdaki tekniklerle yapılır :

• Islak vakum : Parçalar vakum tankı içine konur. 10 dakikalık vakum süresi şuasında tank içindeki ve gö-zeneklerdeki hava boşaltılır. Daha sonra reçine gözeneklere püskürtülür. İkinci tankta yıkama ile artık re-çine temizlenir. Gözenek yüzeyindeki reçineleri pişirmek için üçüncü tankta hızlandırıcı içine daldırılır.Böylece dış yüzeyde de sertleşme olur. Dördüncü lankta son temizleme yapılır.

5-53

Page 56: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

• Basınçlı ıslak vakum : Islak vakum tekniğine benzer, ancak vakum sonunda tank içine basınç uygulana-rak reçinenin gözenekleri daha iyi doldurması sağlanır.

• Kuru vakum : Bilinci tankta kuru vakum oluşturulur. 10 dakika sonrada ikinci tanktaki reçine vanadangeçerek birinci tanka dolar. Tanka basınç uygulanır. Reçine gözeneklere dolar, artık kısmı ikinci tankageri döner. Üçüncü tankta merkezkaç kuvvet etkisiyle parça yüzeylerindeki reçineler temizlenir. Dahasonra hızlandırıcı ve temizleme işlemi uygulanır.

• Basınçlı enjeksiyon : Tam otomatik ya da el ile yapılan emprenye tekniklerindendir. Parça aparata bağla-nır, boşluk reçine ile doldurulur, reçineye basınç uygulanır, artık reçine geriye toplanır ve parça temizle-nir. Hızlandırıcı ve temizleme işlemi uygulanıl'.

• Püskürtme : Gözenek yeri belli olan parçalara püskürtme (spray) tekniği uygulanır.

Püskürtme işleminden önce parçalar temizlenir, püskürtme işlemi yapılır, pişme tamamlanması için bekleti-lir. Kaynaktaki kılcal çatlaklar ve kaynak terleme noktalan da bu tekinik ile onanlır. Tahta, seramik, fiberglas vediğer doğal gözenekli malzemelerde sızdırmazlık etkisini arttırmak. Neme karşı korumak amacı ile reçine em-dirme teknikleri uygulanır.

5. SALMASTRALAR

Salmastarlar sızdırmazlık elemanlarının en eski biçimlerinden bilidir. Keçe gibi genel analamda sızdırmaz-lık elemanı yerine kullanılan bir sözcük olmasına karşın, özellikleri bakımından diğer elemanlardan çok ayrıdır.En ilkel tipi salmastra kutusu ya da yuva içine dilinmiş yağlı bez malzemeyi sıkıştırarak sızdırmazlık sağlamak-tır. Daha gelişmiş şekilleri, dayiresel ya da dikdörtgen kesitli salmastra malzemesini spiral şeklide sararak ya dakalıplanmış kesitleri kullanarak elde edilen sızdırmazlık elemanlarıdır.

Ortak yönleri; dışardan sıkıştırma kuvveti uygulanmak salmastranın sızdırmazlık yüzeyine baskı yapmasısağlanır. Bu baskı ya da çapsal yükün, çalışma basıncından daha fazla basınç oluşturması gerekir. Bazı salmast-ralar sıcaklık nedeniyle genleşerek sıkılık meydana getirdiklerinden ilk sıkıştırmanın çok az yapılması yeterliolabilir. Aşınma ve gevşemeyi karşılamak için düzenli malıklarla sıkıştırma oranı arttırılmalıdır.

Salmastralar ile sızdırmazlık sağlanması için kapak tarafından sıkıştırma yapmak gereklidir. Ancak salmast-raların etkisi tamamen buna bağlı değildir. Çalışma basıncı sonucunda bir miktar yayılma gösterererek çapsalyükünü arttırır.

İdeal bir salmastra :

Basınç, hız, sıcaklık, akışkan gibi kullanılacağı ortam koşullarına uygun olmalıdır. Değişik koşullardakulalnılabilmeli, böylece stok çeşitlerini en aza indirebilmelidir.Mil salgısını hareket durumunda karşılayacak denli elastik olmalıdır.

- Fazla sürtünme ve ısı oluşturmamalıdır.Mili aşındırmamak, korozif etkisi olmamalıdır.Istanilecek çapta bükülebilecek denli esnek olmalı, büküldüğünde kesitinde şekil bozukluğu olmamalıdır.

Salmastra MalzemeleriBitkisel malzemeler : Pamuk, jüt, keten, kenevir gibi lifler sıkıştırılarak ya da bükülerek kullanılır. Sıcaklık

sınırları 95°C yi aşmaz. Su hidroliğinde, geniş kullanma alanı vardır. Sürtünmesi düşük metaller kuvvetlendiri-ci katkı olarak kullanılabilir.

Hayvansal malzemeler : Deri, yün, kıl (keçe) gibi malzemelerdir. Deri malzeme, aşınma, ve yüzeyi bozul-muş millerde yeğlenen bir malzemedir.

Mineral malzemeler (amyant) : Beyaz amyant, iplik örgülü salmastralar düşük ve yüksek sıcaklıklara zayıfalkali ve asit çözeltilerine dayanıklıda'. Mavi amyant (kıosidolit) asit direnci gerektiren yerlerde daha uygundur.Ancak, dünya amyant üretiminin %95 i beyaz amyanttır (krisolit). Saf amyant 500°C ye dek, metal ile desteklen-diğinde 800°C ye dek dirençlidir.

Sıkıştırılmış amyant yüksek hız ve yüksek sıcaklık koşullarında çalışan santrifüj pompaların temel sızdır-mazlık elemanı malzemelerindendir. 20 m/s yüzey hıza dek ve 315°C normal çalışma sıcaklığında kullanılır.

Örgülü amyant vana salmastrası olarak, bükümlü amyant ise küçük çapta vana salmastrası olarak yüksek sı-caklıkta kullanılır.

Sentetik malzemeler (Rayon, naylon, PTFE) : PTFE, kusursuz kimyasal dayanımı, düşük sürtünme katsayısıve yapışmazlık özelliği ile salmastra malzemesi olarak geniş kullanım alanına sahiptir. Bilinen bütün asitler, al-

5-54

h '

•i •

Page 57: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

kaliler, solventler ve diğer kimyasal maddelere tam dayanıklıdır. Malzeme ile ilgili bölümde PTFE nin özelliklerigeniş şekilde anlatılmıştır.

Salmastra yapısını kuvvetlendirmek için metal destek kullanılır. Metal aynı zamanda salmastranın kimyasalve sıcaklık direncini de arttırır. Kurşun ve alüminyum en fazla kullanılan metallerdir.

Metalden yapılan salmastralar ayrı bir tür oluştururlar. Bunlar prensip olarak yaprak metalden yapılırlar veşu şekilde sınıflandırılırlar :

1. Amyant esaslı çekirdeğe sarılı metal yaprak.2. Kendi üzerine sanlı ve katlı metal yaprak.3. Eşmerkez sarılı kıvrımlı metal yaprak.

Metal salmastraların çok uzun ömürleri olmalarına karşın esneklikleri azdır. Bu nedenle uygun şekilde sı-kıştırma ve yeterli mekanik koşulların sağlanması önemlidir. Aşındırıcı yağlar, kötü yüzey kalitesi miller veyumuşak metalden miller için metal salmastra kullanılmaz.

Örgülü salmastralar istenilen uzunlukta elde edilir, mil çevresi uzunluğunda kesilerek yerleştirilir, istenençapta preslenmiş halkalar şeklinde üretilenleri de vardır. Standard halkaların avantajları çabuk ve kolay montajolanağı sağlarlar, stokları azaltırlar ve malzeme artıklarını en aza indirirler.

Şekil.56- Salmastra yapıları

Salmastra YapılarıKafes örgü (Şekil.56a): Daha uzun ömür ve dayanıklılık için çapraz örgü kullanılır. Her örgü kolu salmast-

ranın gövdesinden 45°C açı ile geçer ve bütün salmastranın dayanıklılığına katkıda bulunur. Sıkı örgü yapısınave düzgün bir yüzeye sahiptir. Düz örgülerin aksine yüzeydeki iplikler aşındığında ya da kesildiğinde dağılmaoluşmayıp bütün kesitte örgü süreklidir. Kafes örgü salmastranın esnekliğini de arttırdığından en küçük kullan-ma çapına rahatlıkla bükülebilir.

• Düz örgü (Şekil.56b) : Kesiti karedir. Özellikle yüksek hızda dönen miller ve düşük basınçta uygundur.• Yuvarlak örgü (Şekil.56c): Homojen ya da örgülü malzemeden çekirdek üzerine örülür ya da homojen mal-

zeme ile kaplanır. Düşük hızda ve yüksek basınçtaki uygulamalarda, valf ve genleşme elemanlarında önerilir.Kare kesitin istenmediği valfler için özellikle uygundur.

• Bükümlü örgü (Şekil.56d): Elyaf ya da metal teller birbiri üzerine bükülerek istenilen boyut elde edilir. Birsalmastrayı değişik ölçülerdeki yuvalarda kullanmak olasıdır. Çünkü ipler kolayca çözülüp, gerekli sayıda kulla-narak istenilen çap elde edilir. Salmasüa hacmi küçükse önerilen tiptir.

5-55

Page 58: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARIjtr-

• Haddelenmiş yapı (Şekil.56e) : Keten ve kauçuk ya da amyant ve kauçuk birlikte haddelenerek elde edilentabakadan üretilir.

• Sarılı yapı (Şekil.56f) : Bezli kauçuk kendi çevresinde ya da özel kauçuk çekirdek üzerine sarılarak eldeedilir. Yan hareketlerin fazla olduğu uygulamalarda kauçuk çekirdekli salmastialar gerekli esnekliği verdiği içinönerilir.

YağlayıcılarSalmastra temas yüzeyinde birim basınç çok fazla olduğundan dinamik uygulamalaıda hareket kolaylığı ve

aşınmayı azaltmak için düşük sürtünme istenir. Eğer dışarıdan yüzeyi yağlama olanağı yok ise salmastranınkendi içine yağ eklenir.

Grafit kendi kendini çok iyi yağladığından kuru çalışmalarda, yağlama özelliği olmayan sıvılarda en fazlakullanılan yağlayıcıdır. Buhar, su, tuzlu su gibi ortamlarda özellikle uygundur. Ancak bu uygulamalarda ortamagrafit karışması istenmeyebilir. Paslanmaz çelik mil üzerinde çalıştığı zaman, elektrolitik etki nedeniyle milüzerinde kanncalaşma oluşturabilir. Bu durumda alternatif yağlayıcı malzeme mikadır.

Yağlayıcı oranı hizmet şekline göre değişir. Yüksek hızlarda çalışıldığında esnekliği uzun süre korumakiçin fazla miktarda yamuşatıcı yağlayıcı gerekir. Yalnız statik olarak çalışan salmastralarda yağlayıcı gerekmez.ileri geri hareket eden millerde ise sürtünmeye karşı metal tel yağlayıcı yerine kullanılabilir.

Yağlayıcı kullanıldığında sistem ne olursa olsun, amaç yağlayıcının maksimum derecede tutulmasıdır. Yağ-layıcı kaybı, hacim küçülmesi demektir ve ilk ayar özelliklerini kaybettirir.

Kullanılan diğer yağlayıcılar :Islak : Don yağı, hint yağı, mineral yağlar, parafin mumu, sabun, silikon, PTFE parçacıkları.Kuru : Grafit, mika, talk, molibdcnyum disülfit.Yağlayıcılara karıştırılan başka maddelerle korozyon gibi etkilere karşı direnç sağlanır.

Salmastra YuvasıSalmastralar baskı oranı ayarlanabilen yuva içinde kullanılırlar. Gerekli baskı kuvveti civatalı kapak ya da

vidalı kapak ile sağlanır. Yay ile ön yük yaratmak basit bir yöntemdir. Ancak el ile ayarlamanın yapılamadığıyerlerde uygulanır.

Birden fazla salmastra halkası kullanıldığı için sıkışma oranı her halka için değişiktir. Örneğin, beş tanehalkadan oluşan bir salmastia takımında kapaktan en uzak halkanın sıkışma oranı birincisinin %25 ine denktir.Bu eğilimi gidermek için çeşitli salmastialar geliştirilmiştir. Amaç eksenel sıkışma yerine çapsal sıkışma sağla-maktır.

Yuva tasanmıııda dikkat edilecek noktalar takım halkalardaki gibidir. Montaj kolaylığı için yuva ağzına pahkırılmalı, yuva yüzey pürüzlülüğü Ra 1,6 |im olabilir. Ancak dinamik çalışan millerde Ra 0,4 |im yüzey pürüzlü-lük sınırıdır. Kapak ile yuva arasında ve mil ile silindir arasındaki boşluklar akma yaratacak şekilde olmamalı-dır (Şekil 57).

İt.S v ıminimum

\lÖ3xL

Şukil.57- Salmastra yuvasının ülçülcndirilınesi

5-56

Page 59: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Salmastra montajı ve uygulamalarıMontajı uygun yapılmamış bir salmastra ne denli sıkıştuılırsa sıkıştırılsın sızmayı önleyemez. Fazla sıkıl-

dıkça aşın ısınır, ezilir ve akar, mil aşınmasına neden olur. Bu nedenle aşağıdaki noktalara dikkat edilmelidir :

1. Eski salmastralar çıkarıldıktan sonra, salmastra kutusu iyice temizlenmelidir. Salmastra çıkarmak içinsalmastra çıkarıcı kullanılması önerilir (Şekil.58).

2. Mil çok aşınmış ya da karıncalanmış ise temizlenmeli ya da değiştirilmeli, yatak boşlukları alınmalı-dır. Mil yüzey pürüzlülüğünün en az Ra 0,4 \xm olması önerilir. Bu da taşlama ile elde edilir. Mil yüzeysertliği 50 HRC den fazla ise aşınma daha az olur.

3. Mil-salmastra yuvası arasındaki boşluk en fazla 0,3 mm, mil ile kapak arasındaki boşluk en fazla 0,4mm, kapak ile salmastra arasındaki boşluk en fazla 0,25 mm olmasına dikkat edilmelidir. Daha büyükboşluklarda, salmastra basınç altında ezilerek akabilir. Yumuşak malzemelerde bu boşluk değerleri dahada küçültülmelidir.

4. Salmastra spiral şekilde yerleş tirilmemel i, kesinlikle mil çapına uygun halkalar şeklinde olmalıdır.Bunun için salmastra ortalama mil çevresi ölçüsünde uzunluklarda kesilip kullanılmalıdır. Bir malafaüzerine gerekli halka sayısında spiral şeklinde sarılarak 45°-90° lik açı ile kesilir, halkalar kapatıldığındauçlar birbirine paralel olmalıdır. Kesilen uçların dağılmaması gerekir. Kaliteli örgülerde iplikler çok sıkıolduğundan dağılmaz, gerekirse dağılmanın en azda tutulması için kesilen uçlara bant sarılabilir.

5. Salmastralar fazla kuvvet uygulamadan tek tek salmastra yuvasına itilmeli, üstüste gelen halka ağızlarını,bir alttaki halkadan 90° farklı olmasına dikkat edilmelidir. Yerleştirme şuasında ucu sivri aletler kullanıl-mamalıdır.

6. Önceden şekillendirilmiş salmastra halkaları kullanılıyorsa mile geçirmek için halka uçlarının ters yön-lerde hafifçe bükülerek açılması gerekir. Bu yapılmazsa halkalar deforme olabilir.

7. Vanalarda genellikle kesin sızdırmazlık istenir. Bunu sağlamak için sistem basıncı etkisi altında kalma-dan önce kapak ortam basıncına göre yavaş yavaş sıkılır. Eğer işletme basıncında kaçaklar oluyorsabiraz daha sıkılarak kaçakların tümü önlenir.

8. Pompalarda ise genellikle salmastranın kaçakları sınırlandırması fakat tümden önleinemesi istenir. Bumiktar akışkan sızıntısı mil aşınmasını minimumda tutacak ve sürtünme nedeniyle oluşan ısıyı dağıt-maya yardımcı olup yağlayıcı ödevi görecektir. Bu nedenle pompa çalıştırılmadan önce kapak, elle ha-fifçe sıkılmalı, çalıştığı zaman bir miktar sızmaya izin verilmelidir. Akışkanın akışmazlığına bağlı ola-rak 50 ~ 200 damla/dak sızma normaldir. Yaklaşık 15 dakikalık bir işletmeden sonra, kapak vidaları herdefasında 1/6 devir yapacak şekilde kademeli olarak ve eşit sıkılmalıdır. Bu arada salmastra yuvasınınçok fazla ısınmamasına dikkat edilmelidir. Eğer sıcaklıkta birden artış ya da sızmada çok fazla azalmavarsa kapak hemen gevşetilmeli ve işlem yeniden başlatılmalıdır. Gerekli dikkat gösterilmezse yüksekhızlarda salmsüa bozulabilir. İlk alıştırma dönemi bitiminde izin verilecek minimum kaçak miktarı,akışkan, ortam basıncı, sıcaklık ve hıza bağlı olarak 10-120 damla/dak arasında değişir.

Aşırı sıkma, kaçakları tamamen önler. Fakat bu durumda salmastra kuru mil üzerinde dönerek sürtünme ısı-sının artmasına, bu ısı ise salmastra içindeki yağlayıcının bozulmasına ve akmasına neden olabilir. Giderek sal-mastra hacmi küçülür, sonunda salmastra tamamen kuruyurak yanar ve mil aşınır. Bu nedenle özellikle yüksekhız ve sıcaklıklarda salmastranın bir miktar kaçak yapmasına izin verilmesi önerilir.

5-57

Page 60: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

.*!•*

OOÛRU— T

S a l m a s t r a ç ı k a r ı c ı s ı : k a r ş ı l ı k l ı i k i

a d e t k u l l a n ı l ı r s a d a h a i y i s o n u ç

a l ı n ı r .«ne» keşlimi5 uçlar İtilir

Kesik salmastralar kapatıldığında

uçlar birbirlerine paralel

olma I 1 d 1r.

Salmastralar fazla kuvvet u y g u l a n m a -

dan tek tek yuvalarına itilmelidir.

ilk önce kesik uçlar itilir. M o n t a j -

da iç çapların yağlanması uygundur.

Kesik uçlar üst üste gelmelidir.

YANLIŞ d DOĞRU

Önceden şekillendirilmiş s a l m a s -

tra halkalarını mile geçirmeden

önce uçlarının ters yönlerde ha-

fifçe bükülerek açılması gerekir.

Şekil.58- Salmastra montajı

5-58

Page 61: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEM ANT. ARI

6. KOK I'Kİ.KR

Körükler eksenel hareketli milleri ya da vites kolu gibi eksene paralel ve dik hareket eden milleri toz, kir, sugibi dış etkenlerden korumak amacıyla kullanılırlar. Esnek körük ve bağlantı için gerekli uç kısımlardan oluşur-lar. Körük kısmı silindirik, konik ya da daha değişik biçimde, uç kısımları ise segman ile bağlantı ya da sıkıgeçme için uygun biçimlerde olabilirler. Körükler genellikle özel uygulamalar için tasarlandıklarından biçimle-rinde belli bir standardlaşma yoktur.

Boyutları belirlenirken mimumum boy (sıkıştırılmış boy) ve maksimum boy (uzatılmış boy) belirtilmelidir.Çalışma sırasında bu sınırlar aşılırsa körükte şekil bozukluğu ya da yırtılma olabilir.

Körükler atmosfer basıncının üzerinde ya da altındaki basınçlarda uyum gösteremeyip aşın şekil bozukluk-ları oluştururlar. Bunu önlemek için et kalınlığı arttırılırsa, körüğün direnci artar. Ancak hareket özelliği azalır.Çevreyi kuvvetlendirmek için metal halka ile çevreden sarmak her zaman iyi sonuç vermeyip, körüğün kesilipyırtılmasına neden olabilir.

Eksenel hareket nedeniyle körük içinde basınç birikimini önlemek için dil şekillide yarık ya da uygun yerin-de delik açılarak havalandırma sağlanır.

Körüklerin MontajıKörüklerin koruyucu olarak takıldıkları makina parçalarına bağlantıları sağlam olmalıdır. Bağlama şekli

parçanın biçimine bağlıdır. Silindirik bir parçaya takılacakla körük iç çapı parça çapından 1-2 mm küçük olmalı-dır. Mümkünse uç kısımlar uygun bir yuva içine yerleştirilmelidir. Körük uzadıkça oluşan çekme kuvvetlerinikarşılamak için hortum kelepçesi gibi de k kullanılır.

Körüğün esnek kısmı keskin kenara değmemelidir. Çalışma sırasında körüğün ters dönmesi, hareketli parça-lar arasında sıkışması ya da hareketli parça üzerinde kalma olasılıkları düşünülerek körük ve çalış.ın parçalartasarlanmalıdır. Özellikle uzun ve yatay kurslu körükler ortadan esneyerek makina parçalarına değmenıeleri içinaskıya alınmalıdırlar.

PTFe KörüklerPolitetrafluoroetilen (PFTE) malzemeden üretilen körükler kimya sanayiinde yaygındırlar. Çok etken koşul-

larda bile kimyasal ve ısıl dirençleri nedeniyle başarılı sonuç verirler. Özellikle kimyasal boru hatlarında genleş-me, darbe, titreşim gibi olaylarda karşılayıcı olarak kullanılırlar. Ön şekillendirilmiş malzemeden işlenerekelde edilirler. Körük çevresi biçimine göre PFTK körükleri ikiye ayırabiliriz :

1. Keskin kenarlı körükler (Şekil.59a): Vakum uygulamaları için ve boyutlarına ve sıcaklığa bağlı olarak150°C de en fazla 5 bar basınca dek uygundurlar.

2. Yuvarlak kenarlı körükler (Şekil.59b) : Boyutlarına ve et kalınlığına bağlı olanık 1 ^0°C de en fazla 5 barbasınca dek uygundurlar. Keskin kenarlı körükler ile karşılıştırıldıklannda esneklikleri daha azdır vedaha kısa kurs olanağı verirler.

b) HLŞekil.59- Körük biçimleri

5-59

Page 62: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Şckil.60- Körüklerde uç şekilleri

PFTE Körüklerin MontajıPTFE körükler kullanıldığında çelik flanşlar ile bağlantıları sağlanır. Bağlama civatalarının flanş standar-

dında belirtilenlerden daha küçük çapta (zayıf) olması, çalışma sırasında körüğün güvenliği için önerilir.

Küçük çapta PTFE körükler için iki parçalı flanş kullanılması montaj kolaylığı sağlar. Büyük çaplarda esne-me payı da fazla olduğu için parçalı flanş gerekmeyebilir. Flanşta daha güvenilir sızdırmazlık sağlamak içinelastomer conta ortam ile temas etmeyecek tarafta kullanılır.

Özel körük siparişi verirken; bağlantı yerleri, çalışma sıcaklığı, basıncı, frekansı, kurs boyu, eksenden ka-çıklık belirtilmelidir.

y// MÎLJIÜJM

K ü r e s e l r 3»I da t o z s ı z d ı r m a z I ı ğ ı Eksenel h a r e k e t l i mi l körük

MİTyETJSSCHP-Tat

Boru bağlantısında körük Arka aks b a ğ l a n t ı körüğü

Şekil.61- Körüklerle ilgili uygulamalar

7. MEKANİK KEÇELER (ALIN KEÇELERİ)

Mekanik keçeler dönen mil ile milin içinden geçtiği yuva arasında sızdumazlığı sağlayan makina elemanı-dır. Dudaklı sızdırmazlık elemanlarının düşük basınç ya da düşük devirlerde sınırlı kullanım alanı vardır. Me-kanik keçe kullanım üstünlükleri şunlardır :

1. Ağır çalışma koşullarında güvenilir sızdırmazlık sağlar.2. Montajı kolaydır ve daha az bakım ister.3. Maksimum tasarun hızına dek uzun ömürlüdür.4. Eksenel boyu kısadır.5. Sürtünme kaybı azdır.6. Milde aşınma yaratmaz.7. Sıvı ve gaz sızdırmazlığı, çok değişik çalışma koşulları için tasarlanabilir.8. Keçe çalışması mil yüzey kalitesine bağlı değildir.9. Milde eksen kaçıklığı, eksenel hareket, titreşim ve aşınma koşullarına uyum sağlar.

5-60

H

Page 63: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZL1K ELEMANLARİ

Mekanik keçede başarılı sızdırmazlık sıcaklık, yağlama, katı parçacık miktarı, ortamın kimyasal yapısı, so-ğutma, hidrolik yük, titreşim, basınç değişimi, çalışma aralığı, karşı yüzey kalitesi, eksen kaçıklığı, malzemegibi etkenlere bağlıdır. Ancak keçe ömrünü etkileyen en önemli etmen aşın mekanik zorlama değil, ısıl zorla-madır. Bu nedenle sızdırmazlık halkasının ve statik sızdırmazlık sağlayan elemanların ısı direnci, tasarlanan ça-lışma sıcaklığının üzerinde olmalı, kuru çalışmadan etkileıımemelidir.

Mekanik Keçenin ÇalışmasıMekanik keçelerde sızdırmazlık düzlemi, dönüş eksenine dik. biri sabit, diğeri hareketli iki sızdırmazlık ele-

manının temasından oluşur. Bu elemanlardan, sızdırmuzlık halkası diye adlandırılan eksenel hareket edebilirv ekarşı yüzeye yay kuvveti ile basar. Bir mekanik keçe genel olarak aşağıdaki elemanlardan ya da bunların birbölümünden oluşur.

1. Sızdırmazlık halkası2. Sızdırmazlık halkasına baskı uygulayan yay.3. Sızdırmazlık halkası tabanı ve mil arasında statik sızdırmazlık sağlayan kauçuk, metal ya da plastikten

körük ya da başka uygun şekilde parça,4. Yaya yataklık sağlayan ve diğer keçe elamanlarını içeren metal ya da uygun malzemeden bilezik,5. Yuva ve keçe arasında statik sızdırmazlık sağlayan kauçuk ya da plastik halka,6. Karşı yüzey.

Çalışma koşullarına bağlı olarak mekanik keçeler çok değişik şekillerde tasarlanabilir. Uygulama alanlarınagöre iki şekilde inceleyebiliriz :

Hafif koşullar için : Otomotiv sanayiinde su soğutma pompası, çamaşır makinası, bulaşık makinası gibi.Ağır koşullar için : Ağır vasıta, kirli su pompası, kimyasal süreç ve rafinerilerde sanayi pompası.

Mekanik sızdırmazlık yüzeyi dudaklı keçelere göre daha geniş olduğundan tozlu ve kirli ortamdan daha azetkilenir.

Yay baskısı nedeniyle, aşınmayı otomatik olarak karşılar. Aşınma yüzeye gelen baskı ve malzemeye bağlı-dır. Uygun malzeme seçerek ve yay baskısını gerekli en küçük değerde tutarak en az aşınma sağlanır. Süreklisürtünme etkisiyle yüzeylerdeki lepleine kalitesi korunur. Çalışan yüzeyler arasında eksen kaçıklığını karşıla-mak için, halkalardan biri esnek manşetle bağlanır, her iki yüzey o-halkalaıı gibi esnek parça üzerine oturtutulurya da iki halkadan birinin yüzeyi konik tasarlanır.

Mekanik Keçe Tasarımında Temel İlkelerAlın yüzeylerinden sızdırmazlık sağlayan bütün mekanik keçelerin tasarımında uygulanan ilkeler benzerdir :

a- İçinde dönen mil geçen kapalı bir haznedeki akışkan malzemenin (sıvı ya da gaz) dışarıya sızması en-gellenmek istenmiştir. Çalışma koşulunu anlamak için en basit uygulama örneği olarak mildeki fatura-nın alnı, sabit yuvaya temas ederek dinamik sızdırmazlık sağlanmak isteniyor, fakat uygulamada başarılıolunamayacaktır.

b- Malzeme değiştirmede kolaylık ve çalışma üstünlükleri sağlamak için, mildeki fatura yerine ayrı birparça, çalışan karşı yüzey içinde sabit yuvaya ayrı bir parça yerleştirilmiştir. Bu iki parça sızdırmazlıkhalkası ve karşı yüzey halkası, mekanik keçenin kalbidir. Sızdırmazlık halkasının dönmesi önlenmeli,aşınmaya ve koıozyona dirençli, sürtünme katsayısı düşük malzeme seçilmelidir.

c- Halkalar arasındaki sızma yollan o-halkası, kauçuk tampon ya da kauçuk manşet ile tıkanmalıdır.

d- Hassas şekilde leplenmiş çalışan yüzeyler yay baskısı ile temas eder. Bir ya da birçok yay kullanılır.

5-61

Page 64: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

a)

c)

d)

b)

SızdırmazIık

Atmosfer halkası

bızma yo I u

Sızma yolu

karşı vüzey halkası

SızdırmazIık yüzeyi

Kauçuk Tampon Kauçuk manşet

7 ' O-ring

Şekil.62- Mekanik keçe tasarımı

Donen bölümSabit be Iüm

SızdırmazIık ha i kas

Rondela

0-Rİng

Karsı vüzey h a l k a s ıI

0-Rİng

Baskı ayar dişi

Sızd t rmazIık yüzey i

n

5-62

Şekü.63- Mekanik keçenin tümü1 A

Page 65: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARIMekanik keçe dengesi: Mekanik keçelerde sızdırmaz halkanın karşı yüzeye yaptığı basınç statik durumda

yay yükü ile sağlanır. Bu basınç ve buna bağlı olarak sürtünme ve aşınma akışkan basıncına b;ığlı olarak artır.Böylece temas basıncı ısızdırmazlığı sağlanan ortam basıncından daha fazladır. Ancak temas basıncını belli de-ğerler arasında tutmak gerekir. Tersi durumda aşın mekanik kuvvetler sızdırmazlığı etkiler ya da çalışan yüzey-ler arasında yağ filmi oluşmasını engeller. Dengeli keçede amaç, temas yüzeyinde ortam basıncından daha azbasınç yaratarak keçenin sızdırmazlık için yeterli mimimum basınçta çalışmasını sağlamaktır, tstenen basınçdengesi, sızdırmazlık halkasının çapını değiştirerek ve mili kademeli yaparak elde edilir.

Düşük basınçta sızdırmazlık için, temas yüzeyinde daha fazla basınç yaratmak amacıyla dengesizlik durumuistenebilir. Sızdırmazlık halkasının basınçlı ortama açık yüzeyini azaltarak dengesiz durum yaratılır..

Şekil. 64 ve 65 de çeşitli mekanik keçe tasarımlarında dengesiz ve dengeli durumlar gösterilmiştir.

a)

P -»

Y6W/.' =

Şekil.64- Dengesiz mekanik keçeler

a) Dengesiz keçe : Temas basıncı ortam basıncına eşittir (Şekil.64a).

Dengesizlik oranı = k = 1

b) Dengesiz keçe : Hidrolik piston alanı A, B alanından daha büyüktür (Şekil.64b).

k = A - > lB

a) 1/b )

PTtEİ

/ r' S S / / / / / / S X /

»İM

Şekil.65- Dengeli mekanik keçeler

c) Dengeli keçe : Sızdırmazlık yüzeyi B nin bir kısmı Bl ortam basıncı etkisinde bu nedenle yay basıncınaek olarak ortam basıncından daha az temas basıncı oluşmaktadır (Şekil.65a).

Dengesizlik oranı 1 den küçüktür. :

k = A = B | <1B B ı + B 2

5-63

Page 66: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARIÖrnek : P = 10 bar, fakat temas basıncının 4 bar olması isteniyor.

k = — = 0,4 olacak şekilde keçe tasarlanırB , + B 2

1i1

~rt"

i-f-

4?vr

iiIi

Krım , el

L_Lermw e

i! -1

L_

ıI-

op 1 ssn ı t j ~

-

iu

" •

-

t

jt

h

-1L'İI,

k/

n

\

-44;

aroür/arbür

-I

îpİi -

4X- t -

1ı-

iiiTıL

i11

ı

r — -

hi1iif

i11--

1« ü •Tİ

d) Dengeli keçe : Şekil.65 de temas basıncının ortam basıncına bağlı olmadığı durum gösterilmektedir.Temas basıncı tümden yay yüküne bağlıdır. Uygulamada bu tip tasarım uygun değildir, çünkü ortamda akışkanbasıncında büyük değişmeler olur ve zaman zaman eksenel kuvvetler sızdırmazlık halkasını karşı yüzeylerdenayırabilir.

Mekanik keçelerde istenen denge artı ve eksi yönde etki eden kuvvetlerin toplanması ve buna göre gereklisızdırmazlık halkası ölçülerinin belirlenmesi ile sağlanır. Sızdırmazlık halkasının temas eden yüzey genişliği 12mm den fazla olmamalıdır. Yoksa temas yüzeyinin sürekli yağlanması zorlaşır.

Genelde dengesiz keçelerde k faktörü 1 ile 1,2 arasında, dengeli keçelerde ise 0,7 ile 0,9 arasında tasarlanır.Dengeli ya da dengesiz keçe seçimi ortam akışkanına, sıcıakhğa, basınca, çevre hızına, keçe malzemesine bağlı-dır.

Örnek : Hidrokarbonlar ya da sıvı gaz gibi kaynama derecesi düşük sıvılarda mekanik keçenin çalışan yü-zeyleri arasında yağlama filmi oluşturmak çok zordur. Düşük basınçta bile dengeli keçe tipi seçilmelidir.

Mekanik Keçe Kullanma SınırıMekanik keçelerde kullanma sınırını belirleyen en önemli etmen PV değeridir. (PV = basınç x hız) P ençok

çalışma basıncı, V ise sızdırmaz halkanın merkezi ile dış kenarı arasındaki orta noktanın en çok yüzey hızıdır.PV sınırı sızdırmaz halka ve karşı yüzey malzemesine bağlı olarak değişir. Şekil.66 daki diyagram dengesiz vesızdırmaz halkanın döndüğü mekanik keçeler için geçerlidir.

30

2E

26

24

22

20

ıa

16

!4

\2

10

8

6

4

2

00 2 4 (i 8 W 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Şekil.66- Mekanik keçede kullanma sınırları

Sürtünme momenti: Mekanik keçede oluşan sürtünme momenti T, basınç farkı, yay baskısı, temas alanı vesürtünme katsayısına bağlıdır (Şekil.67).

Şu biçimde tanımlanır :

T = ^SL u (FH + FY + FO)

5-64

ıi \nwm

%%••

Page 67: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

dm = Ortalama sızdırmaz yüzey çapı (cm)|i = Sürtünme katsayısı (yan yağlı sürtünme)FH = Hidrolik kuvvet (N)FY = Yağ baskısı (N)FO = Statik keçe baskısı (N)

Şekil.67- Mekanik keçede kuvvet dağılımları

Malzeme bileşimi

Reçine esaslı malzeme / Dökme demirReçine esaslı malzeme / ÇelikReçine esaslı malzeme / SeramikPreslenmiş karbon / ÇelikSert karbon / Krom çeliği

Yarı-yağlı sürtünme katsayısıM-

0.030.060.050.040.05

Sızdırmazlık Halkası MalzemeleriSızdırmazlık bölgesinde birkaç mikron kalınlığında yağ filmi oluşması, mekanik keçede iyi sonuç elde

etmı-k için gereklidir. Bu nedenle sızdırmazlık halkası ve karşı yüzey malzemesi seçilirken malzemelerin yağfilmi oluşmasına olanak verecek ve film tabakası kınldığında fiziksel temasa dayanabilecek türde olması önem-lidir. Malzeme seçiminde diğer etmenler yük, yüzey hızı, akışkan cinsi, soğutma düzeni, maliyet ve ömürdür.

Karbon esaslı malzemeler : Ham madde olarak kullanılan sentetik karbon birçok kaynaktan elde edilir. Bun-lar kok. kok katranı, grafit, is, antrasit gibi maddelerdir. Bu maddeler öğütülerek boyutlanna göre derecelendirilirve kullanıma hazır edilirler. Kalıplaşmış parçanın mekanik. ısıl ve elektriksel ö/ellikleri malzeme seçimine,elde edeliş şekline ve parçacık boyutlanna göre değişir.

Kok ve is esaslı olanlar sert, grafit yumuşak ve kendi kendine yağlayıcı özelliktedir. Karbon cinslerini karış-tırarak değişik özellikte malzemeler elde etmek olanağı vardır.

Cıenel olarak karbon çalışma koşulları ağır olmayan genel amaçlı keçelerde kullanılır ve aşağıdaki özellik-leri taşır :

- Sürtünme katsayısı düşüktür ve kendi kendini yağlama özelliği vardır.Ağırlığına oranla mekanik direnci yüksektir.Esneklik modülü düşüktür.Isıl iletimi yüksektir. Ani sıcaklık değişmelerine dirençlidir.

- 4 00°C ye dek oksitlenme ve kimyasal direnci iyidir.Ölçüsel kararlılığı vardır.

- Kalıplanabilir.

Fenolik reçine esaslı termoset malzemeler: Keçe teknolojisinde kalıplanabilir termoset fenolik reçineler du-romer diye de adlandınlırlar. Fenol formaldehit bağlayıcı eleman ile organik ya da inorganik dolgu maddelerininhomojen karışımı sızdırmazlık halkası malzemesi olarak kullanılır. Toz, granül ya da fiber görünümündedirler,sıcaklık ve basınç altında şekillendirilirler.

5-65

Page 68: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

• Organik dolgular : Ağaç talaşı, tekstil fiber, cam fiber, sellüloz.• İnorganik dolgular : Toz, taş,, grafit, mika, toz ya da fiber asbest, PTFE Balmumu, yağ, metal stearat

gibi katkı maddeleri yağlayıcı özellikleri nedeniyle kalıplanmış parça ile kalıp arasında yağ filmi oluşma-sını sağlar.

Fenol formaldehit reçineden yapılan sızdırmazlık halkaları, sulu asit, sulu alkalin, alkol, ester, keton, eter,klorine hidrokarbon, benzin, petrol, mineral, hayvansal ve bitkisel yağlara dirençlidir. Kullanma sıcaklığı 110°Cdolayındadır.

Cam katkılı FTFE : Çok kuvvetli asit ve kimyasal madde etkisinde çalışan keçeler için ugundur. Ancak, sı-caklık sının 200°C dolayında ve pahalı malzemedir. Özel karşı yüzey gerektirirler.

Reçine bağlı asbest: Fenolik tipte reçine ile bağlı asbest fiberlerinden oluşur. Ağaç talaşı, pamuk katkı mad-desi olarak etkilenir. Keçenin fiziksel boyutu, diğer tipte keçelerden fazla olduğu durumlarda, orta PV değerindekullanılır. Sürtünme katsayısı yüksektir. Sızdırmazlığı sağlayan sıvı ile ya da ek yağlama sistemi ile yağlanmalı-dır. Çok büyük çaplı keçelerde ve keçeyi döndürmek için yeterli güçte sistemlerde (örnek : gemi şaftı) kullanı-lır.

Fosfor bronzu : Soğutma sistemleri, yağ pompalan gibi uygulamalarda sızdırmazlık halkası malzemesi ola-rak kullanılır. Sızdırmazlıkta başarı için yüzeyin yağlanması gerekir. Bir çok kimyasal maddeye uygun değildir.

Sinterlcnmiş MalzemelerSert metaller : Genellikle karbür tanelerinin, metal matıiks ile toz metalürjisi tekniği ile sinterlenmesinden

elde edilirler. Karbür sertlik ve aşınma direnci, metal matıiks ise izlenebilirlik özelliği sağlar. Tungsten, titan,tantal, krom karbür kullanılır. Sızdırmazlık halkası ve karşı yüzey için en çok kullanılan tungsten karbür ve bağ-layıcı metal olarak kobalttır. Aşındırıcı taşıyan sıvıların sızdırmadığında sert metal yüzey kullanılır. Presgeçme ya da lehimle monte edilir.

İdeal aşınma direnci, korozyon diıenci ve ısıl geçirgenlik için karbUr-karbür bileşimi gerekir. Metal-metalbileşimlerinde ek yağlama gerekmesine karşın, karbürde yağlama gerekli değildir. Ortamın yağlayıcı özelliği,temas yüzeylerinin çizilmemesi için yeterlidir.

Seramik oksit: Mekanik aşınma ve yüksek korozyon direnci nedeniyle seramik oksitler karşı yüzey halkasıolarak önemli malzemelerdir.

Seramik oksitler %100 oksitten oluşurlar. Sinterleme sıcaklığında sıvılaşabilen katkı maddelerini az orandaiçerebilir. Sinterleme sırasında şekillendirme, sıvı durum almadan katı durumda olur. Çok sert ve kimyasal di-rençlerinin fazla olması nedeniyle metallerin başarı sağlamadığı yerlerde kullanılırlar. En iyi sürtünme ve aşın-ma özelliği alüminyum oksit-sentetik karbon birleşiminde elde edilir. Eğer yük fazla değilse alüminyum oksit-fenolik reçine de çok iyi sonuç verir.

Leplenmiş yüzey ve sinterlenmiş malzemelere özgü yüzey yağ haznesi oluşturacağından, çalışan yüzeyler-de yağ filminin tutulması için çok iyi ortam yaratır.

Karşı YüzeySızdırmazlığın sağlanmasında mekanik keçenin kendisi kadar karşı yüzeyin de etkisi vardır. Karşı yüzey ta-

sarımında aşağıdaki özellikler dikkate alınmalıdır :

1- Karşı yüzey iç çapı, sızdırmazlık halkası iç çapından küçük, dış çapı sızdırmazlık halkası dış çapındanbüyük olmalıdır.

2- Yüzey düzgünlüğü, sızdırmazlık halkası yüzeyi ile aynı düzgünlükte olmalıdır.3- Yüzey kalitesi uygun pürüzlülükte olmalıdır. Çok az pürüzlülükte ilk çalışma sırasında yüzeylerin uyum

sağlaması uzun sürecek, pürüzlü yüzeyde ise keçe ömrü kısalacaktır. Ra = 1,6 - 2 fim olağan uygulamaiçin gereklidir. Seramik yüzeylerde Ra = 0,8 - 1,25 (im yüzey kalitesi gerekil'.

4- Karşı yüzey malzemesi seçerken ısıl iletkenlik özelliği önemlidir. Sürtünme ısısının kolay geçişi, keçeömrünü uzatır.

Organik şeker ve çözücü ortamda ek soğutma gerekil', şekerin yüzeyde karbonlaşma olasılığı vardır. Çözü-cülerde ise buharlaşma kuru çalışma ortamı yaratır.

Karşı yüzey montajı :Gövdeye pres geçme ya da epoksi reçine yapıştırıcı ya da başka sızdırmaz elemanlarla monte edilir.Kauçuk gömlek içinde sıkı geçme monte edilir.

- Statik karşı yüzey ise dıştan o-halkası ile, mil ile birlikte dönüyorsa içten o-halkası ile monte edilir.

5-66

Page 69: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZL1K ELEMANLARI

Keçe çalışması : Sızdırmazlık açısından karşı yüzeyin ya da sızdınnazlık halkasının hangisinin döndüğüönemli değildir. Ancak dönen elemanın pozitif olarak inilden hareket alması gerekir. Eğer kayma oluşursa statikparçanın bozulmasına yol açar.

Karşı yüzey malzemesi ve sızdırmazlık halkası seçilirken ortama uygun olmalarına özen gösterilmelidir.Orta elektrolit olarak sınıflandırılan solüsyonlarda karşı yüzey ve sızdırmazlık halkası elektrolitik ikili oluştur-mamalıdır.

Karşı Yüzey Gereçleri1- Dökme demir : En az 220 Brinel sertliğinde ve ortamda sürekli çalışmaya uygun olmalıdır. Motor ya da

otomotiv su pompalarında kullanılır.2- Nikel alaşımlı döküm : Sulu ortamlarda, paslanmaya dirençlidir.3- Paslanmaz çelik : Besin maddeleri üretimi, çamaşır makinası gibi uygulamalarda, en az 420 Brinel sertli-

ğinde ve martensitik yapıda paslanmaz çelik önerilir.4- Karbon, karbon-seramik : Karbon karşı yüzey malzemesi olarak kullanıldığında, sızdırmazlık halkasın-

dan daha sert olmalıdır. Çünkü değişmesi kolay olan sızdırmaz halkanın aşınması daha uygundur.5- Kurşun-bakır alaşımlı bronz : Isıl geçirgenliği yüksektir.6- Plazma püskürtülmüş krom oksit : Yüksek PV değeri ve kimyasal direnç gerektiren uygulamalarda kulla-

nılır.

7- %96 ~ 97 alüıııina esaslı sırlı seramik : Aşınma ve kimyasal direnci yüksektir.

DİN 24960 a Göre Mekanik Keçelerde Kullanılan Malzeme Kodları

1.

2.

Ahi

A.

B.C.

Cı.

Y.Z.

D.E.F.

V.

Vı.

W.

ı malzemeleriKÖMÜRLER (Karbon)

Karbon-metal (antimon)

Karbon-reçineDiğer karbonlu malzemeler

Elektrografit-reçine

PLASTİKLER

Dolgulu PTFE

Diğer plastik malzemeler

METALLER

Karbon çeliği

Cr çeliğiCr Ni çeliği

METAL OKSİTLER

Al-oksit (seramik) %99,7

Al-oksit (seramik) %96

Cr2O3/1.4401 (A1S1316)

Manşet malzemeleri

P.

E.V.

S.

N.

B.

K.

M.X.

ELASTOMERLER

Nitril kauçuk (NBR)

Etilen propilen kauçuk (EPDM)

Fluorokarbon kauçuk (FKM)

Silikon kauçuk (VMQ)Kloropren kauçuk (CR)

Butil kauçuk (IIR)Perfluoroelastomer (Kalrez)

PFTE ya da FEP kaplı elastomerler

Özel elastomerler

ELASTOMER OLMAYANLAR

T. Politetrafluoroetilen (PTFE)G. CrNiMo çeliği

H. CrNİK. CrNiMoM. NiMo 28 çeliği (2.4617)

Mı. Ni Mo 16 Cr 16 Ti çeliği (2.4610)

N. BronzP. Döküm demiri

R. NiS. Cf döküm çelik

T. Diğer malzemeler

METAL KARBÜRLER

Uı. Tungsten karbür (Co-bağlayıcı)

Ü4. Silikon karbür

Yi. Poliviniliden fluorid

Y>. Saf grafit

3. Yay ve gövde malzemeleri

D. Karbon çeliği (S+)

E. Krom çeliği (1.4122)

F. Krom-nikel çeliği (1.4501, 1.413)

G. CrNiMo çeliği (1.4401, 1.4460)

M. NiMo 28 çeliği (2.4617)

Mı. Ni Mo 16 Cr 16 T çeliği (2.4610)

N. Bronz

T. Diğer malzemeler

Ti. Prinç

5-67

Page 70: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANI.ARI

3.

,*?

, » " .

*

Şekil.68- Yukarıda gösterilen biçimdeki mekanik keçeleri yerine takmadan öncemil dönü'; yönü dikkate alınmalıdır, çünkü yayın sarılma yönü önemlidir. Mildönüş yönündeki kısa süreli derişmelerde 3 no.lu yay tipi tercih edilmelidir.

5-68

ur

Page 71: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Otomotiv Su Soğutma Pompası KeçeleriOtto ve di/el motorlarında su soğutma pompası için bakım gerektirmeyen mekanik keçe ya da alın keçesi

(körüklü keçe) kullanımı en uygun çözümdür- Bu tip keçelerin çoğu basit yapıda olup, çalışına koşullan 2 barbasınç, 0,5 m/saniye yüzey hızı ile sınırlanmıştır. Sızdırmaz halka sabittir. Isı ve yağa dayanıklı sentetik kauçu-ğa tutturulmuştur. Kauçuk manşet yayı çevreler aynı zamanda sızdırmaz halka ile pompa gövdesi arasımla sta-tik sızdırma7İık sağlar. Karşı yüzey mil ile birlikte döner ve pervenin tabanı karşı yüzey görevi görohiliı\ Dahagelişmiş tiplerde korozyona ve aşınmaya dayanıklı malzemeden özel karşı yüzey halkası monte edilir. K ırşıyüzey halkası çevresinde sızdırmazlığı sağlamak ve mile göre göreceli dönmesini önlemek için o-halkası kulla-nılır. Karşı yüzeyin tabanının pervanenin metal tabanına dayalı olması ısı taransaferini kolaylaştırır. Kauçukmanşet pirinç yuva içine yerleştirilirse sızdırmaz halka çevresinde kanallar ve pirinç yuva içindeki çentikler ara-cılığıyla halkanın dönmek için manşeti zorlaması önlenmiş olur.

Otomobil su soğutma pompalanndaki mekanik keçelerde çalışma zorluğu sürekli devir ve sıcaklık değişme-lerinden kaynaklanır. Değişken vknoioji ile daha küçük soğutma sistemleri, daha yüksek devir, sıcaklık ve ba-sınç gerekmekte, grafit, amyant ile katkılandırılmış reçine esaslı malzemelerin sızdırmazlık halkası olarak kul-lanılmasını uygun kılmamaktadır. Çünkü bu malzemeler aşınma ve ısıya karşı yeterli dirençte değildir.Günümüzde daha gelişmiş mekanik keçeler, preslenmiş karbondan yapılmaktadır. Elastomer malzeme ise antif-riz ve arttipas katkı maddelerine dirençli olmalıdır.

Otomotiv koşullanna uygun deney koşullan şunlardır :

DevirBasınçSıcaklıkOrtamTest süresi

800 devir /dakika2 bar115°C- 120°CSu/Antifriz = 1 : 1500 saat

Bu koşullardaki deney sonunda sızdırmazlık halka yüzyindeki aşınma 0,3 (im/saat ten fazla olmamalıdır.

Şekil.69- Otomotiv su pompası keçesi çeşitleri

Ev Aletlerinde Kullanılan Mekanik KeçelerOtomatik çamaşır makinası. bulaşık makinası gibi gittikçe teknolojik gelişme içinde olan aletlerde, daha gü-

venilir sızdırmazlık elemanlanna gereksinme duyulmaktadır. Özellikle bulaşık makinalannın dolaşım pompala-nnda daha fazla problem ortaya çıkmaktadır. Çünkü keçe yüzeyinin yağlanması yalnızca sızdırmazlığı sağlanansıvı ile olmaktadır. Oysa çamaşır makinasında keçe çamaşır suyuna dayanıklı olmalıdır (Etilen-nropilen çama-şır suyuna nitrilden çok daha fazla dayanıklıdır). Sızdırmazlık halkası reçine esaslı malzeme, karşı yüzey metal

5-6ı>

Page 72: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

oksit (örnek : AI2O3) ise alkalin esaslı deterjanlar ile asitli kirlerden oluşan ortamda daha iyi sonuç alınır. Malze-meler tuza karşı da dayanıklı olmalıdır. Çünkü bulaşık makinalannda su yumuşatıcılarını rejenere etmek içinsık sık kaynatılmış tuzlu su kullanılır. Malzemeler uzun süre sızdırmazhklarını yitirmeden kuru çalışabilmeli-dirler. Sızdırmazlık halkasının yüzeyi leplenmiş ve ortama kaşı tümden kapalı olmalı, temizlik tozu ve yemekartıkları keçenin eksenel hareketine engel olmamalıdır. Keçenin dış yüzeyinde gözenek ve pürüz olmamalıdır,çünkü bunlar bakterilerin birikmesine (özellikle içki sanayiinde) uygun ortam sağlar. Şekerli madde üretimindekullanılan makinalarda ise, şekerin keçe yüzeyinde birikerek kristalsızdırmazlık halkası ve karşı yüzeyin herikisi de sinterli malzemeden (Tungsten - Karbit) olmalıdır.

Süreç Pompalan için KeçelerBu tip uygulamalarda mekanik keçeler genellikle komple bir birim şeklinde sızdırmazlığı sağlanan ortam

içine monte edilirler ve mil ile birlikte dönerler.

Şekil.70 deki keçe su, yağ ve yakıt pompalarında kullanılır. Parça sayısı azdır. O-halkası mil ile keçe arasın-daki sızdırmazlığı sağlar. Karşı yüzeyde sızdırmazlığı sağlamak için ikinci bir o-halkası kullanılmıştır. Bu o-halkası aynı /.amanda karşı yüzey halkasının yuvaya göre dönmesini engeller. Normal uygulamalarda sızdır-mazlık halkası fenolik reçine, grafit karışımlı malzemeden yapılır. Konik yay eksenel baskıyı ve az sayıda dola-şan mil ile sızdırmazlık halka arasında tork iletimini sağlar. Bu tip keçelerde yaydaki helis yönü, mil dönüş yö-nüne bağldır. Sızdırmazlık halkasının yüzeyine bakıldığında, saat yönünde dönen millerde sol helis yaykullanmak gerekir. Karşı yüzey halkası malzemesi ise ortam koşullarına göre, seramik, sertleştirilmiş kromçelik, krom çelik döküm ve başka uygun malzeme olabilir. Başlangıçta kuru çalışmaya izin verilir. Ancak busüre uzun olmamalıdır.

Çalışma sınırları PV diyagramına göre belirlenebilir. Ancak hidrostatik basınç bu keçelerde tümden sızdır-mazlık halkasını etkilediğinden 10 bar basınca dek kullanılır.

Basıncın fazla olduğu ortamlarda (maksimum 50 bar) Şekil.71 deki dengeli keçe tipi uygundur. Bu tasarımdamile yüksük (bağa) geçirmek ya da fatura işlemek gerekir.

2 5 * 3

1. Karşı yüzey halkası2. Sızdırmazlık halkası3. Yay4. Pul5. O-halkası6. O-halkası

Şekil.70- Su, yağ, yakıt pompalarıiçin genel amaçlı mekanik keçe

1. Karşı yüzey halkası2. Sızdırmazlık halkası3. Yay4. Pul5. O-halkası6. Baskı halkası7. O-halkası8. Yüksük (haga)

Şekil.71- Dengeli mekanik keçe

5-70

'! *

Page 73: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Gaz, buhar, yanıcı ve zehirli sıvılar, katı madde içeren sıvıların sızdırmazlığında çift keçe kullanılması öne-rilir. Çift keçe yüz yüze kullanıldığında ayırma sınırını soğutmak ve yüzeyleri yağlı tutmak gerekir. Bunun içinsürekli devir yapan yağlayıcı sıvının ortam basıncından 1-2 bar daha fazla basınçta olması gerekir. Eğer çalışmabasıncı 10 bardan fazla ise keçenin ortam tarafı her iki basınç nedeniyle fazla yükleneceğinden özel önlem almakgerekir (Şekil.72).

2 3 5 O 8 4 I »

Parça no

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Parça ismi

Karşı yüzey halkası

Sızdırmazlık halkası

Mahfaza

Tutucu halka

O-halkası

Tutucu pim

Tutucu vida

Yay

O-halkası

Pul

O-halkası

Ayırıcı pim

Malzeme

Krom çelik, sert krom çelik sert metal,seramik

karbon, sert metal

Krom nikel çelik, bronz, çelik

Krom-nikel çelik, bronz, çelik

Nitril, fluoroelastomer. silikon

Krom-nikel çelik

Krom-nikel çelik

Krom-nikel çelik

Nitril, fluoroelastomer, silikon

Krom-nikel çelik, bronz, çelik

Nitril, fluoroelastomer. silikon

Çelik

Şekil.72- 50 bar basıncına dek, mil dönüş yönüne bağlı olmadan kullanılabilen mekanik keçe tipi

5-71

Page 74: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRM AZLIK ELEM ANÎ .ARİ

8. ÇKLİK KEÇELER

Kazı makinalan ve paletli taşıyıcıların çalıştırma mekanizmaları, sürekli olarak toz.kum, taş. toprak, çamurgibi çok aşındırıcı koşullarda çalışmaktadırlar. Bu tür araçlarda yalnızca hareket rulmanları değil, dönen bütünrulmanlar, tekerlek göbeği bu konşullann etkisindedir. Bu parçaların korunması çok özen gerektirrir. F.n küçükarıza bile çok pahalı makinaların gerekli olduğu anda kullanılmamasına yol açar. Bu tür uygulamalar için gelişti-rilmiş mekanik keçeler en ağır koşullarda bile bakım gerektirmeden uzun ömürlü olmalı, hareket rulmanlarınıkesin korumalı, aynı zamanda yatakların yağlanması ve soğutulması için gerekli yağ ya da gresi sızdırmamalı-dır. Şekil.73 de gösterilen çelik keçe tipi eşit ölçüde iki sızdırmazlık halkası ve bunları saran geniş kesitli iki o-halkadan oluşmuştur. Sızdırmazlık halkalarından biri sabit, diğeri ise yerleştirildiği yuva ile birlikte dönmekte-dir. Bu o-halkalarının üç işlevi vardır. Bunlar :

1 - Sızdırmazlık halkaları kenarından sızdırmazlığı sağlamak,2- Dönen yuvadaki momenti sızdırmazlık halkasına iletmek,3- F.ksenel basıncı sağlamak.

O-halkası boyutları ve malzemesi çalışma sırasında yay karakteristiğini sabit tutacak şekilde seçilmelidir.O-halkası toleransı seçilirken yuva toleransı da gözönüne alınmalıdır. Yuva ve sızdırmazlık halkası, montajı ko-laylaştıracak şekilde tasarlanmıştır.

Sızdırmazlık yüzeyleri birbirinden açıyla ayrılırlar. Bu açı yağlamanın dış yüzeylere ulaşmasını sağlar.• Aşınmayla birlikte temas noktası içeriye doğru ilerler. Tasanmın özelliği nedeniyle temas alanı değişmemekte-

dir. O-halkalarının esnekliği, dönen sızdırmazhk halkasının sızdırmazlığı etkilemeden merkezine göre 4°C oy-namasını sağlar. Sızdırmazlık halkalarında 1 mm'ye dek eksen kaçıklığına izin verilir. Yukarıda belirtilen zorkoşullarda sızdırmazlık halka]an için aşınma direnci yüksek, sürtünme özelliği çok iyi, korozyona dirençli ve57 ~ 64 HRC sertliğinde nikel oranı yüksek alaşımlı döküm malzeme kullanılır. Yüzey pürüzlülüğü değeri Rz <1 um (Rt < 1,25 fim) olmalıdır.

Onanm nedeniyle keçeler açıldığında, aşınma sınınna ulaşılmasa bile yeni çelik keçe takımı takılmalıdır.Kısa bir çalışma süresinden sonra, temas yüzeyleri birbirine alışacağından, yeniden monte edildiklerimle aynıdurumlarını korumak için güvence verilemez ve rodaj süresi içerisinde sızdırmazlık sağlanamaz.

Keçe ömrünü çelik yüzeylerin aşınması dışında etkileyen en önemli etmen elastomer malzemelerin eksenelbaskısını koruma süresidir. Elastomer malzemenin sürekli kalıcılık değeri düşük olmalıdır. Düşük sürekli kalı-cılık (Compression set) çalışma ömrü boyunca sabit sayılabilecek bir eksenel baskı elde edilmesinde çok önem-lidir.

-50°C ile 100°C arasında çalışma sıcaklığında nitril kauçuk, -40°C ile 180°C çalışma sıcaklığında fluoro-karbon kauçuk o-halkası kullanılır.

Yüzey hızının sürekli olarak 5 ile lOm/s arasında olduğu durumlarda yüzey baskısının azaltılmasında yararvardır. Yüksek hız ve basınç yağın aşın ısınmasına yol açar. Yüzey baskısını azaltmak için montaj ölçüsü A'yıfazl al aştırmak gerekir. Yüzey hızına ve o-halkası kesit çapına bağlı olarak A ölçüsü Şekil.74 de belirtilmiştir.

Montaj ölçUaU

10-

8

8

7

i

»o

İ

io

00

)

|

b« 0-ri

çapı

1 2 3 4 3 6 7 8 0 1 0

Jjtkil.73- Çelik keçe Şekil.74- Montaj ölçüsü A nın belirlenmesi

5-72\ •

w-

Page 75: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Keçe temas yüzeyi yaklaşık 2,5 mm genişliğinde leplenınişlir. Sürtünen yüzeylerin keçe iç çapından uzaklı-ğı oranında keçenin ömrü artar. Keçenin sorunsuz çalışması için yağlama gereklidir. Çalışma koşullarına bağlıolarak ince yağ ya da gres ile yağlama yapılır. Sızdırmazlık yüzeyi hızı gresli yağlamada 3 m/s, ince yağ ile yağ-lamada ise lOm/s yi geçmemelidir.

ince yağ her zaman yeğlenir. SAE 80 ve SAC 90 tipte yağlar uygundur, gerektiğinde 20W20 motor yağı gibidaha ince yağlar da kullanılır. Yağ düzeyi keçe ekseni ile dış çapın üçte ikisi alasında olmalıdır. Yağ olağan dü-zeyde dolduruldu ise bundan sonra yağ değişimi ya da yağ eklenmesi ya da keçe bölgesi bakımı gerekmez.

Gres ile yağlamadan olanaklar ölçüsünde kaçınılmalıdır. Çünkü gres ile hidrodinamik yağlama koşulu sağla-namaz ve aşınma çok fazla olur. Gres kullanıldığında da bakım gerekmez, hele gresörlükle ek gres doldurmakçok tehlikelidir. Gres basıncı o-halkasını yerinden oynatarak şeklinin bozulmasına neden olur. Gresin sürtünmeyüzeylerine ulaşması olanağı da yoktur. Çünkü içte oluşan basınç çelik keçeleri kapanma yönünde zorlar vetemas basıncı daha da artar, ince yağ ile yağlamada ise yağ kapiler etki ve merkezkaç etkisiyle temas bölgesinesüzülür. Bu yeterli yağlamayı, soğutmayı sağlar ve keçelerin soğuk kaynamasını engeller. Olağan koşullarda yağfilmi dış yüzeyden görülmelidir. Bu olay sızma olarak nitelendirilmemeli, en uygun tasarım ve çalışma koşulu-nu belirttiği anlaşılmalıdır.

Keçe ömrünü arttırmak için ince yağ her zaman yeğlenınelidir. Çalışma sınırı l'V diyagramından bulunur.

Çalışma basıncı, olağan çelik keçe uygulamalarında 3 bar ile sınırlandırılmıştır. Daha yüksek basınçlardayapımcıya danışmalı ve özel keçe isteminde bulunulmalıdır. Yuva işlemesinde zorlukla karşılaşılırsa silindirikyuvaya çakılan, NBR kauçuk kaplı adaptör kullanılır. Adaptörün ünce keçeyle birlikte monte edilmesi kullanıcı-ya kalmıştır. Statik sızdırmazlık ve moment iletimini sağlamak için adaptör dış çapının tırtıllı olması gerekir.Montaj yerine göre A ya da B tipi kullanılır (Şekil .75).

Çelik Keçe Uygulama Alanları- Dökümhanelerde kum karıştırma ve hazırlama makinalurı,- Beton ve çimento karıştırıcıları,- Yükleyiciler,- inşaatlarda kreyn ve vinçler,- Seramik sanayiinde karıştırıcı ve öğütücüler,- Yeraltı makinaları,- Tarım makinaları. biçerdöğer, harmanlama, gübreleme makinaları,- Pis su pompalan.

fev///// S / s y

« • •

- 2 0

•O

a •a

Şekil.75- A ve B tipi çelik keçe adaptörleri

Çelik Keçe MontajıŞekil.76 daki çelik keçe sert döküm demirden duyarlı olarak yapıldığında taşınması ve montajı sırasında

çok iyi korunmalı, darbe görmemelidir. Sürtünme yüzeyi (a) çok iyi leplendiğinde temiz tutulmalıdır. Keçeninyuvası (b) işlem artıklarından ve tozdan temizlenmeli, köşeler yuvaıiatılmalıdır. Keçe montaj aparatı (c) ile ye-rine takılmalıdır. Bu aparat, keçe çevresini saran iki yarım çemberden oluşur. Sızdırmazlık halkası yuvadaki ye-rine itilerek yerleştirilir. Kuvvet doğrudan o-halkasını bastırdığı için montajda kolaylık ve güvenlik sağlanmışolur. Yerleştirmeden önce sürtünme yüzeyinin ince yağ ya da gres sürülmüş deri ile silinmesi gerekil'. Keçe yu-vası ve (b) parçası arasındaki eksenel açıklığın korunmasına özen gösterilmelidir. Yuva yüzeyi A ile keçe yüzeyiB'nin paralel olmasına dikkat edilmeli, o-halkası yuvasına düzgün yerleştirilmelidir.

5-73

Page 76: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

TTİffftf)

Şekil.76- Çelik keçe ınuntuj biçimleri

9. LABİRENT KEÇELER VE KESİNSIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Labirent KeçelerStatik sızdırmazlık elemanları, uygun kullanıldığı zaman kesin sızdırmazlık sağlarlar. Eğer malzeme ortam

sıvısını ya da gazını geçirgense kesin sızdırmazlık sağlanamaz. Dinamik sızdırmazlık elemanlarının büyük ço-ğunluğu sızdırmazlık yüzeyinde ince bir yağ filmi tabakası ile temasta olduklarından, çalışma biçimleri kontrol-lü sızdırma esasına dayanır. Vağ filminin olmayışı keçe ömrünü azaltır. Özel keçe biçimleri, yüzde yüz sızdır-mazlık sağlaması ya da sızma miktarım en az düzeyde tutması için geliştirilmiştir.'

Mil ile geçtiği delik arasındaki boşluk dar yapıldığında basınç düşmesi yaratacağından sızdırmazlık görevigörür. Şekil.77 de burç ile mil arasında Pı basıncı P2 ye düşmektedir. Dar geçit üzerinde sürtünme nedeniyle R2basıncı P3 e düşer. Akışkan birden geniş bir alana açıldığında P3 basıncı P4 e düşer. Pı basıncının P4 e düşmesiilkesi pompa sızdırmazlık düzenlerinde kullanılılr. Sızdırmazlık etkisi boşluk miktarına ve akış yolunun uzun-luğuna bağlıdır. Akış yolu üzerinde engelleri aıttırırsak dirsek, genleşme alanı gibi daha fazla basınç düşmesi

• v /

Şekil.77- Mil ile yuva arasındaki basınç düşmesi

yaratırız. Şekil.78 de bununla ilgili örnekler gösterilmiştir. İki parça arasında sürtünme ve aşınmayı ortadan kal-dıracağı için boşluk olması istenir, ancak boşluk sızma yolu olup boşluğu ne denli aıttırırsak sızdırmazhk etki-sini o denli arttırınrz. Labirent keçeler mekanik keçelerin yarattığı sürtünmenin istenmediği durumlarda uygula-nır. Kesin sızdırmazlık sağlamaz, ancak kontrollü sızma ile sürtünmeyi ortadan kaldırır.

5-74

Page 77: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

S1ZDIRMA7.1.IK ELEMANLARI

Şekil.78- Sızma yolu boyunca engeller basınç düşmesini sağlar

Labiıent keçelerin içice geçen ya da tek tarafta engel yaratan biçimleri vardır (Şekil.79). Gerçekte tek taraflıolanlara labirent dememek gerekir. Daha ucuz çözüm olduğu için kullanılır. Kesitler halkalar, yuvalar ya da incedişler ile oluşturulur. Dişler açılı ya da düz olur. Açılı olanlarında sızdırmazlık etkisi daha fazla olup özelliklegaz sızdırmazhğında yeğlenir.

Şekil.79- İki taraflı labirent keçe

Kömür LabirentlerMetal yerine kömür labiıent keçe malzemesi olarak kullanıldığında çok daha küçük çapsal boşlukta, yüksek

basınçta ve kısa eksenel boyda sızdumazlık sağlanır. Uçak gaz türbinlerinde, buhar türbinlerinde, kompresörler-de kullanılan sızdırmazhk clcmanlarındandır. Metal labirentlerden farklı olarak, kanatlar mile sıkı geçen bir bi-leziğe işlenmiştir. Montajı kolaylaşUnnak için kömür halkalara yuvada yay ile baskı yapılır ve dönmeyi önle-mek için pim kullanılır. Gerekirse sızıntı hattı eklenerek sızan akışkan kontrol altına alınır. Labirent kanatlarıile kömür halkalar arasındaki en küçük temas kömür üzerinde ince oyuklar oluşturur. Kanatların yan tarafındakiboşluk çok az olacağından, oyuklar sızma miktarını önemli biçimde etkilemez. 7 bar basınca dek gaz sızdumaz-lığı 25 mm eksenel uzaklıktaki bir kömür labiıent ile sağlanır.

100 mm ye dek olan küçük çaplardaki millerde Şekil.80 deki kömür labirent uygulanır. Mil ile yuva aynımalzemeden yapıldıysa genleşmeleri de aynı olacağından kömür yüzük yüksek sıcaklığa da uyum sağlar.

Kömür halkalar Sı::ınt! hattı

( a ) ( b )

Şekil.SÜ- Kömür labirent sı/.dırma/.lık düzenleri

5-75

Page 78: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

k*SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Bu tipteki elemanlar hava basıncı yardımıyla kesin yağ sızdırmazlığında kullanılır. Hava basıncı bir tarafayağ sızmasını önler. Diğer tarafta ise labirent gerekli hava miktarını kısıtlar.

Kömür malzemesi seçilirken 500°C sıcaklıktaki havada oksitlenmeye ve yüksek basınca dirençli olmasınadikkat edilmelidir. Kömürün gevrek olması ve içinde yabancı madde bulunduımaması, süıtünnıe sırasında kanat-lara zarar vermemesi açısından önemlidir.

10. SIZDIRMAZLIK ELEMANLARINDA KULLANILAN GEREÇLERVE ELASTOMERLER

Sızdınnazlık Elemanı GereçleriSızdınnazlık elemanı olarak en fazla kullanılan gereç elastomerlerdir. Elastomerler zayıf bir yük uygulan-

dıktan sonra hemen ilk biçim ve ölçüsüne dönen makromoleküler yapılı malzemelerin genel adıdır. Elastomeıierkopmadan önce %100 uzayabilen malzemeler olarak ta tanınırlar. Tabii ve sentetik kauçuklar elastomer malze-melerdendir. Çoğu kez elaslomerlerle aynı anlamda kullanılır.

Sentetik malzemelerin endüstride kullanılmasıyla her geçen gün değişik gereç geliştirilmektedir. Bunlarınuygulama alanına girmesi çok hızlanmıştır. Bu gereçlerin genel özelliklerini, ortama dirençlerini, bunlarla ilgilideneylerin tanımını, amacı, üretim yöntemlerini bilmek sızdırmazlıkta karşılaşılan sorunların çözümü ya dauygun gereç seçimi için gereklidir. Uygulama alanları ve genel özellikleri özetlenen açıklamalardan sonra çizel-gedeki değerler daha detaylı bilgi vermekte, seçim kolaylığı getirmektedir. Sızdırmazlık elemanı ya da başkaamaçlı gereç seçimi yaparken karar vermeden önce uzman üretici firmalara danışılması son derece yaraılıdır.

Doğal Kauçuk (NR): Sızdınnazlık elemanı malzemesi olarak yalnız kastor esaslı hidrolik akışkanlarda (oto-motiv hidrolik fren sistemi, bazı uçak hidrolik sistemleri) ve düşük sıcıklık direnci gerektiren yerlerde kullanılır.Dünya tüketimi %70 tekerlek lastiği, %15 teknik kauçuk parça, %5 ayakkabı endüstrisi, %10 diğer şeklindedir.

Avantajları : Fîlastiklik, aşınma, izolasyon özelliklen iyidir. Düşük sıcaklıkta ancak pahalı ve kopması zayıfmalzeme olan silikon aynı özelliği gösterir. Kastor esaslı hidrolik sıvılarda dirençlidir. Fiyatı sentetiklerden(SBR ve BR hariç) ucuzdur. Çiğ halde çok yapışkan olması ve dolgu maddesi zurunluğu olmamsı bazı uygula-malarda avantajdır.

Dezavantajları: Sıcaklık.yağ ve ozona direnci yoktur.

Butadien Kauçuk (BR): Doğal kauçuk yerine kullanılır. Ancak özellikleri daha kötüdür. Sızdırmazlık elema-nı olarak kullanılamaz.

Sitiren Butadien Kauçuk (SBR) : İkinci Dünya Savaşı sırasında doğal kauçuk yerine kullanılması için üretil-di. Sızdırmazlık gereci olarak yalnız kastor esaslı hidrolik akışkanlarda kullanılır. Süren oranı arttıkça sertliği,butadien oranı arttıkça esnekliği artar.

Avantajları : Elastiktik özelliği ve aşınma direnci iyidir. Geniş vulkanizasyon platosuna sahip olması üretimkolaylığı sağlar.

Dezavantajları : Dinamik yorulma direnci azdır, pnömatik uygulamalarda ısınma oluşur.

Nitril Butadien Kauçuk (NBR) : Genel amaçlı, yağa dirençli en fazla kullanılan sızdırmazlık malzemesidir.Nitril oranı ve viskozitesi özelliklerini önemli oranda etkiler.

Nitril oranı %18 den 45 e dek arttıkça :- Yağ, çözücü ve sıcaklık direnci artar,- Sertlik,modül, sürekli kalıcılık artar,- Soğuk diıenci azalır.

Avantajları : Yağa direnci çok iyidir. Özelliklerine göre ucuzdur. Katkı maddeleri ile ozon ve açıkhava di-renci arttırılır.

Dezavantajları : Bazı kimyasallara dirençli değildir. Yüksek sıcaklıkta sertleşme gösterir, soğukta dirençlideğildir.

Klorobutadien Kauçuk (Kloropren) CR : Alev almadığından gruzi kablolarında, buji başlarında, aşınma di-renci iyi olduğundan götürücü bantlarda, V kayışlarda, ayrıca körük, takoz, dalgıç elbisesi malzemesi olarak kul-lanılır. Soğutucu gazlarıyla temasta,fren sistemlerinde ve orta asitlerde sızdırmazlık elemanı olarak kullanılır.

5-76

û.

IİTOTBI

Page 79: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLK ELEMANLARI

Avantajları: Ozon ve açıkhavaya. asitlere, suya karşı dirençlidir. Esneme, aşınma, alev alma, gaz geçirgen-liği direnci çok iyidir.

Dezavantajları: Yağa, düşük sıcaklığa direnci azdır. Elektrik izolasyonu kötüdür. Göreceli olarak pahalıdır.

Butil Kauçuk (IIR) : Gaz geçirgenliğinin çok az olması nedeniyle vakum sistemlerinde sızdırmazlık elemanıolarak kullandır. EPDM gerecin kullanılmasından önce fosfat, ester tipte hidrolik akışkanlarda yeğlenen ilk mal-zemeydi.

Avantajları: Bitkisel yağlara, fosfat-estere ve suya direnci çok iyidir. Gaz geçirgenliği çok azdır.Dezavantajları: Mineral esaslı yağ ve aromatik çözücülere dirençli değildir.

Etilen Propilen Kauçuk (EPDM): Fosfat-ester esaslı alev almaz hidrolik sıvılarda, silikonlu sıvılarda, sıcaksu ve buhar ortamında sızdırmazlık malzemesi olarak, yüksek voltaj kablolarında yalıtkan malzemesi olarak kul-lanılır.

Avantajları: Ozon ve açıkhava direnci, sürekli kalıcılık ve ısıda yaşlanma direnci, organik çözücülere diren-ci, yalıtkanlık özelliği, düşük sıcaklıkta esneklik özelliği iyidir. Yüksek katkı oranında fiziksel özelliklerinin iyiolması, özgül ağırlığının az olması ve hızlı karışma, ekstrüzyon ve vulkanizasyon özelliği üretim avantajlann-dandır.

Dezavantajları : Kesinlikle dolgu gerektirir, diğer kauçuklarla uyuşmaz, aromatiklere, mineral ve petroliirünlerine uygun değildir.

PolisUlfid Kauçuk (T) : Boya endüstrisinde kullanılan çözücülere dirençli tek malzeme olarak bilinir. Başkaalternatifi olmadığı durumda sızdırmazlık elemanı olarak kullanılır.

Avantajları: Çözücülere, yakıtlara, ozon ve havaya dirençlidir.Dezavantajları: Üretim ve mekanik özellikleri, kokusu kötüdür. Sürekli kalıcılık direnci, ısı direnci, kopma

direnci iyi değildir.

Poliakrilik Kauçuk : Nitril ile fluoroelastomer arası özellikere sahiptir. Sızdırmazlık elemanı olarak mineralyağ, hipoid yağ ve greslerde kullanılır. Çatlama ve yaşlanma direnci çok iyi olduğu için yağ keçesi malzemele-rindendir. Supap keçelerinde fluorokarhon kauçuğa alternatiftir.

Avantajları : Mineral yağ, hipoid yağ, EP katkılara ve greslere karşı çok dirençlidir. Yaşlanma ve yağdaşişme özelliği iyidir.

Dezavantajları: Kuru çalışma özelliği kötüdür, düşük sıcaklık ve suda uygun değildir.

Silikon Kauçuk (VMQ) : Soğuk ve sıcak direncinin ve izolasyon özelliğinin çok iyi olması ve diğer üstünözellikleri nedeni ile geniş kullanma alanı vardır. Sızdırmazlık elemanı olarak krank keçeleri, soba ve fırın con-taları, buzluk ve buzdolabı sızdırmazlığı, ozon üniteleri sızdırmazlığında kullanılır.

Avantajları: -80°C ile 300°C arasında çalışma olanağı yaratır. Ozon, hava ve neme karşı direnci çok iyidir.Zehirli olmaması nedeniyle tıpta kullanılır. Çok iyi yalıtkandır. Yandıktan sonra külü de yalıtkan özelliği göste-rir. Yaşlanma direnci çok iyidir. Toprak altında bile yaşlanmaz. Şeffaf olabilir.

Dezavantajları : Mekanik özellikleri kötüdür.kolay yırtılabilir, aşınmaya dirençcli değildir. EP katkılarınave yağlara direnci azdır. Pahalı malzemedir.

Flurokarbon (FKM) : Yüksek sıcaklık ve kimyasal direnci çok iyidir. Asit, petrol yağlan, hidrokarbonlar,aromatikler gibi çok çeşitli kimyasal ortamdan etkilenmez. Yağ keçesi malzemesi olarak otomotiv sanayiindegittikçe fazla kullanılmaktadır. Sürekli olarak 205°C ye dek dayanıklıdır.

Avantajları: Yüksek sıcaklık ve kimyasal direnci, düşük şişme özelliği, gaz geçirgenliği direnci azdır.Dezavantajları : Pahalı malzemedir. Düşük sıcaklık özelliği iyi değildir. Besin maddeleri ile teması uygun

değildir.

Polinorbomen Kauçuk (PNR): Çok yumuşak malzeme gerektiren yerlerde ve köpük yerine titreşim önleyi-ci, sızdırmazlık profili olarak kullanılır.

Avantajları: 15 ile 80 Şor arasında sertlikte karışım yapılabilir.Dezavantajları: Petrol, yağ ve yüksek sıcaklığa dirençli değildir.

5-77

Page 80: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Fosfonitril Fluoroelastomer (PNF) : Fluorosilikona benzer fakat mekanik özellikleri daha iyi olduğu için di-namik uygulamalarda da kullanılır. Havacılık ve petrol sanayiinde uygulama alanı vardır.

Avantajları: -65°C ile 180°C arasında petrol akışkanlarına karşı direnci çok iyidir.Dezavantajları: Fren yağı, fosfat ester, keton ve buhara uygun değildir.

Fluorosilikon (FVMQ) : Fluorokarbon ve silikonun özelliklerini taşıyan, havacılık ve uzay çalışmalarındayağ keçesi ve diğer sızdınnazlık elemanlarında kullanılan gelişmiş bir malzemedir.

Avantajları: Çok iyi sıcaklık ve sürekli kalıcılık direnci vardır.Dezavantajları: Bazı kimyasallara dirençli değildir. Pahalı bir malzemedir.

Perfluore Elastomer (FFKM) : Kalrez ticari ismi ile tanınan ve üretici firma DUPONT un özel sipariş üzeri-ne parça ürettiği, sıcaklık ve kimyasaldirenci en fazla olan elastomerdir.

'Avantajları: Fluorokarbonun elastik özelliğine, PTFB nin kimyasal ve ısı direncine sahiptir.Dezavantajları: Çok pahalıdır.

Poliüretan (AU, EU) : Yüksek aşınma ve kopma direnci nedeniyle mil sıyıncı ve yüksek basınçlarda sızdır-mazhk elemanı gereci olarak kullanılır.

Avantajları: Kopma, aşınma, düşük sıcaklıkta elastikliğini koruma özellikleri iyidir. Petrol ürünlerine, hid-rokarbonlara, ozon ve havaya direnci çok iyidir.

Dezavantajları : Sıcaklık arttıkça sürekli kalıcılık değeri artar. Asit ve bazlara, hidrokarbon klorinelere, ke-tonlara, sıcak su ve buhara uygun değildir.

Etilen Akrilik (AEM) : Düşük sürekli kalıcılık, sıcaklık, yağ ve hava direnci gerektiren yerlerde kullanılır.Sızdırmazlık elemanı malzemesi olarak dişli sistemlerde poliakriliğin yerine kullanılmaktadır. Düşük sıcaklıkve aşınma direnci poliakrilikten daha iyidir. Diğer uygulama alanları : Yalıtım ve anti-titreşim elemanları,vakum ve basınçlı hortumlar.

Avantajları: Ozon ve açık hava, su, yırtılma ve kopma direnci iyidir. -30°C ye kadar esnektir, yüksek sıcak-lıklarda direnci iyidir. Sürekli kalıcılık ve sönümleme özellikleri iyidir.

Dezavantajları: Ester, keton, yüksek aromatik akışkanlarda ve yüksek basınçlı buharda uygun değildir.

Epikloridrin Kauçuk (ECO) : Nitril, poliakrilik, polisülfid ve kloropren özelliklerini taşır.Avantajları: Gaz geçirgenliği butikten üç kez daha azdır. Dinamik özelliği doğal kauçuğa benzer. Düşük sı-

caklık direnci çok iyidir, geniş sıcaklık aralığında uygundur. Ozon ve yakıtlara dirençlidir.Dezavantajları: Yalıtım özelliği kötüdür.

Deri: Sızdırmazlık elemanı malzemelerinin en eskisidir. Profil olarak şekillendirilmesi güç olmasına karşınhalen bu amaçla kullanılır. Deri malzemenin iki ana avantajı şunlardır :

1- Yüzeyi düzgün olmayan düzeylerde aşınma direnci çok iydir.2- Yağ emme ve tutma özelliği çok iyidir.

Aşınan millerde ve yüzeylerde çok bozulmuş yüzeylerde mili yeniden işlemek yerine deri keçe kullanılır.Eğer yağlama koşullan kötü ise derinin yağ tutma özelliği bu malzemeyi kullanmayı avantajlı kılabilir, tik yağ-lama ile sürekli kullanım sağlanır.

Deriye uygulanan işlem kullanma ortamını belirler :

- Trigliserit ve stearin : Su direncini arttırır, esneklik sağlar.- Parafin mum : Daha katı ve çok iyi su direnci sağlar.- Akrilik emülsiyonu : Esneklik ve yağ direnci sağlar, fakat su geçirir.- Poliüretan : Besin maddesine, yağ ve suya direnç ve esneklik sağlar.

Derinin asit, baz, gaz ve organik kimyasallarla kullanılması uygun değildir. Genelde 95°C ye dek sıcaklık di-renci olmasına karşın, özel işlemlerle 150 - 160°C ye dek kullanılır.

Politetrafluoroetilen (PFTE): PFTE, bütün endüstriyel plastikler içinde en geniş çalışma sıcaklığı aralığına(-260°C 270°C) sahip oluşu, kimyasal maddelere dayanımı, bütün katılar içinde en düşük statik ve dinamik sür-tünme katsayısına sahip oluşu, yapış-kay özelliği ve mekanik özelliklerinin yeterli oluşu nedeniyle sızdırmazlıkeleman lan dahil çok geniş kullanım alanı vardır. En büyük dezavantajı aşındırıcı ortam içinde aşınma direnci-nin az olmasıdır. Aşınma PV (Basınç x hız) sının, zaman ve yüzey temizliğine bağlıdır. Aşınma direncininyüksek olması gereken yerlerde alaşımlı PFTE yeğlenmelidir. Bronz, grafit, M 52, cam elyafı katkılı PTFE nin

5-78

\\\nm

Page 81: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

mekanik özellikleri daha iyidir. Sızdırmazuk elemanı olarak yağlamasız çalışan ve yapış-kay istenmeyen or-tamlarda, aktif kimyasal ortamda, O-halkası, U-cup, takım halka olarak ve özellikle piston yatağı olarak uygunmalzemedir.

Saf PFTE parçalar kullanıldığında aşağıdaki noktalara dikkat edilmelidir :

- Belli bir yükten sonra malzemede soğuk akma oluşur,- Aşınma direnci iyi değildir,- Isıl genleşme katsayısı, birçok plastikte olduğu gibi metallerden 10 kat daha fazladır.- Kauçuklarda bulunan elastiklikten yoksundur, polietilene benzer şekilde yarı sert bir malzemedir. Bu ne-

denle elastomer keçeler için geçerli tasarım yöntemleri PFTE için uygun olmayabilir. PFTE keçelerdedudak baskısı sürekli garter yaylar ya da benzeri yöntemlerle sağlanmalıdır.

- Yüksek sıcaklıklarda mekanik direnci azalır.

Bronz, grafit, karbon PFTE nin ısıl genleşmesini azaltıp, aşarıma ve soğuk akma direncini arttırır. Bronzkatkısıyla kimyasal direncinde azalma olabilir. PFTE nin fluor esaslı elastomerlerle karışımı sürtünme katsayısı-nın azalması, kimyasal direncinin artması ve daha pahalı malzemelerde kaliteyi koruyarak maliyet azalması ko-nusunda avantaj sağlamıştır.

Polyester Elastomer (YBPO) : Sertlik ve güçlülük yönünden plastik, esneklik yönünden elastomer özelliğigösteren bir termoplastiktir. Yağlara, çözücülere, asit ve bazlara , çeşitli sıvılara dayanımı bir çok elastomerdenüstündür. -70°C ile 110°C arasında sürekli kullanılabüinir. Pnömatik ve hidrolik hortumlar, V kayışlar, körükler,diyaframlar, esnek kaplinler, destek halkaları ve çeşitli sızdırmazlık elemanları polyester elastomerin tercih edil-diği ürünlerdir.

t

Gerecin Esneklik ÖzelliğiMetaller yük altında Hook kanununa göre davranırlar. Yani esneklik sınırına dek yük kalkınca eski şeklini

alırlar (Şekil.81).

a) Metallerin Hook Kanu-nuna göre davranımı

Şekil..81-

b) Kauçuk malzemeninesnek ve plastik davranışı

c) Sabit uzatmada /amanagöre gerilimin azalması

Kauçuk malzemeler ise hem esnek hem plastik davranırlar. Yük kalkınca eski durumlarına dönmeden kalıcıuzama oluşur ve geri dönüş zamanı daha uzundur.

Esnek şekil değiştirmeden sonra bu şekli korumak için gerekli yük zamanla azalır ve bu özelliğe malzeme-nin gevşeme özelliği denir. Gevşeme zamana ve sıcaklığa bığlıdır. Fazla zaman ve sıcaklık malzeme içindekibağlara yeni durum alması için yeterli süre tanıyacağından esnek uzama yerini kalıcı uzamaya bırakır. Malzeme-nin bu özelliğinden dolayı yağ keçelerinin ilk andaki çapsal yükleri zamanla azalır. Yüksek sıcaklıkta bu zamandaha kısadır ve keçenin ömrünü belirler. İdeal bir keçede baskı yükü kalktığında keçe dudağı eski halini almalı-dır. Yük birden uygulandığında malzemedeki bağlar yeni duruma uyum sağlama süresi bulamadığından malze-me direnç gösterir. Aynı yük yavaş yavaş uygulandığında malzeme şekil değiştirmeye uyum göstereceğindenbağlarda kopma olmaz ve daha az direnç gösterir.

Genel kural olarak elastomer malzemeler %5 ten daha fazla kalıcı uzama etkisinde kalmamalıdır, çünkü ucrı-lim birikimi malzemenin özelliğinin erken yok olmasına yol açar.

Page 82: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Şekil.81 h de yükleme ve yükü kaldırma eğrisi arasında kalan alan kaybolan mekanik enerjiyi belirler. (Bueğri histerezis dönüşümü diye adlandırılır). Bu enerji ısıya dönüşür. Yağ keçesi uygulamasında mil dönüşünde-ki salgı keçe dudağında belli aralıklarla yük değişimi oluşturacak ve keçe dudağı her dönmede bir miktar kalıcıuzamaya uğrayacaktır. Sonuçta bu enerji ısıya dönüşeceğinden, keçe dudağında olağandışı sıcaklık oluşur. MUdönüşü hızı arttıkça yükleme aralıktan kısalacağından ısınma daha fazla olur. Yüksek sıcaklık daha çabuk kim-yasal değişime ve daha fazla gevşemeye yol açar. Bütün bu etkiler keçe ömrünün kısalması demektir. Malzeme-nin esneklik özelliğine göre kabul edilir, dinamik kaçıklık miktarı da değişir. Dinamik kaçıklığa en iyi uyumgösteren malzeme silikondur. Bu özelliği nedeniyle yüksek devirde çalışan millerde de uygun malzemedir. Poli-akrilik ve nitril kauçuğun esneklik özelliği üstün değildir.

Gereç Sertliğinin EtkisiElastomer malzemelerin özelliğinin belirtilmesinde sertlik önemli bir değerdir. Karışım sırasında katkı mad-

deleri ile her elastomer malzemenin sertliği j>eniş aralıklarda değiştirilebilir. Standart sertlik birimi olarak IRIIDya da Şor A (ShA) durometre sertliği kullanılır Sertlik değeri 5 birim tolerans içinde kabul edilir. Bu nedenlesertlik değerindeki bir kaç birimlik değişmelerin önemi yoktur. Sızdırmazlık elemanlırının sertlikleri yumuşakmalezemeler için 40-45 den başlayıp sert malzemelerde 90-95 ShA arasında değişir. En fazla kullanılanı 70ShA sertlik dolaylarındadır.

Yumuşak malzemeler aşınmaya ve basınca daha az direnç gösterirlerse de pürüzlü yüzeylerde daha iyi çalı-şırlar. Genel olarak dinamik keçelerde sertlik arttıkça sıkılık ve çapsal yük değeri azaltılır. Böyleçce. sürtünmekuvvetleri de azalmış olur. Sıkılık miktarını sabit tutarsak sertlik arttıkça çalışma sırasındaki sürtünme kuvvet-leri de artacaktır.

Sertlik, malzemenin yağ içinde şişmesiyle azalır ve sıkılık miktarı artar. Belli oran içinde şişme kabul edi-lir, dinamik keçelerde bu değer en fazla %15 ile %20 arasında olmalıdır. Yağ uçucu türden değilse bu şişmesabit kalır. Fakat yağ uçucu ise ve keçe bir süre kuru çalışmışsa bu kez tersi olur. Keçe kurur ve ölçüsel olarakçeker. Dinamik keçelerde çekme oranı %3 ile %4 ten fazla ise yağ kaçağı oluşabilir. Malzeme deney plakalarıy-la yapılan deneyler, keçenin gerçek çalışma koşullarında şişmesi ile ilgili kesin bilgi vermez. Çünkü kesit alanşişme hızını belirler ve keçe dudağının yalnız bir tarafı yağ ile temastadır. Eğer şişme çok fazla ise yağın keçemalzemesini kimyasal olarak etkilemesi ve uygun malzemenin seçilmediği anlaşılır.

Gerecin Kimyasal ve Fiziksel ÖzellikleriHerhangi bir uygulama için elastomer malzeme seçiminde ortam, sıcaklık ve çalışma koşullan önem kaza

nır. Malzeme içine katılan katkılarda, bitmiş parçanın özelliklerini önemli derecede etkileyip gereçlerin özellik-lerini belirtir. Çizelgelerin amacı yalnzca seçimde yardımcı olmak, özellikleri göreceli olarak karşılaştırmaktır.Bu çizelgeler kesin doğru kabul edilmemelidir. Son seçim kararını vermeden önce, çalışma koşullan tam olarakbilinmeli ve malzeme üreticilerine danışılmalıdır. Özellikle aktif ortamlarda daha fazla özen gösterilmelidir. Çi-zelge. 18 ve 19 da kullanılan ticari markalar ve tabii kauçuk esas al in ırak göreceli fiyat karşılaştırılması gösteril-miştir. Bilgi sağlanamayan özellikler ise boş bırakılmıştır.

5-80

Page 83: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

Çizelge. 18- Gereçlerin Fiziksel Özellikleri

<

İ

5

I

A : Mükemmel D : OrtaB : Çok iyi E : ZayıfC : İyi

ASTM D 1418-72 A

ASTM D 2O00-SAEJ2O0

Sertlik sınırı ŞorA

özgül ağırlık g / c m '

Maksimum sıcaklık UC

Minimum sıcaklık UC

Kopma direnci saf malzeme MPa

Dolgulu malzeme MPa

İsıl genleşme: 10*°mm/mm°C

Dinamik sürtünme katsayısı

Sürekli kalıcıl ık

Elastik özelliği

Düşük ısıda elastik Özelliği

izolasyon özelliği

Alev direnci

Ozon ve açık hava direnci

Caz geçirgenliği direnci

Y ırt ı lma direnci

Aşınma direnci

Metal lere yapışma

Tekstile yapışma

Fiyat indeksi

Ticarî isimler•t

M

. .

. .

Tab

ii

Kau

çuk

mAA

30-<»

0,93

85

-50

21

21

130

C-B

A

A

A

E

E-D

D-C

C-B

B

B-A

B-A

1

SMR

Bu

tad

ien

Kau

çuk

BR

AA-BA

45-85

0,93

120

-60

7

20

130

C-B

A

B

A

E

D

D-C

D-C

A

B-A

B-A

1Buta CS

Solpraı

Carin»ER

lnura

EurocreneSolp

Sit

ren

Bu

tadi

en 1

Kau

çuk

1

SBR

AA

40-90

0,94

90

-40

7

14

130

1,7

C-B

C

C

B

E

E-D

D-C

D-C

A

B-A

C-B

0,85BuıaS

Bire Hjls

Cjrifl» S

Mprene

Eurapraıe

Nit

ril

But

adie

nK

auçu

k

BF-BGBK-CH

40-95

1,0

12C

-40

7

14

115

0,7-1,2

C-B

C

C

D

E

E-D

D-C

D

CB

B-A

C

1,5H>car

Pertifıan

Eldprim S

Kr/nac

CR

BC-BE

40-90

1,23

95

-40

21

21

135

0,9

D-E

B

C

D

B

B

B

C

B

B-A

B-A

2Neopren

Baypraı

M ™ C

BuUcler

Bu

til

Kau

çuk

1IR

AA-BA

20-80

0,92

120

-40

10

14

95

0,9

D

D

C

B

E

B

A

C

cD

D

1.7Bucar

"PblysarButyl

EnjayB

Butyl

Butyl

Eti

len

P

rop

ilen

Kau

çuk

EKM

CA

40-80

0,86

145

-40

7

21

165

0,8

C

cc

B-A

D-C

A

D

C

A

D-C

D-C

1,5ftonfel

VıstalOT

Outral

toyals*

Etreyn

Po

lisü

lfid

T

AK-6K

so-ao1,25-1,34

85

-50

5

9

E

A

B '

E

D

A

B

E

E

B

B-A

Thidcol

Po

liak

rili

k

W !

DF-DH

40-90

1,05-1,15

160

-20

< 7

> 14

100

cB

0

E

E

A

D

D-C

D-C

C

C

4,7H*«r

Cjanacry

ElaprımmHMacrıl

Krynac

Sil

iko

n

mFC-FE FK-flE

10-9(i

0,98

200

-60

< 10

> 10

185

0,6-1,1

B

B-A

B-A

A

D

B

E

E

E-D

D

D

8,4Silastic

SLlcpren

Blereı I

Sı lastarer

Flu

oro

elas

tom

er{F

luo

rok

arb

on

)

^KM ,

55-95

1,85-2

205

-30,

> 12

< 14

150

0,5

D

D '

D-C

C

A

A

D

'-

D-C

D-C

30VJten

TOTrflm

Flunrel

voltalef

Oaı-El

|

c

Ll.

H M ,

FK

40-90

1,35-1,65

20C

-60

< 6

> 6

0,5-0,8

C-B

B-A

3 "

u

D-'.

D-:

• s

Page 84: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

Çizelge.18- (Devamı)

A : Mükemmel OrtaB : "ok iyi ZayıfC : !yi

ASTM D 1418-72 A

ASTM D 2OOO-SAEJ2OO

Sertlik sınırı ŞorA

özgül ağırlık ;/cm"

Maksimum sıcaklık °C

Minimum sıcaklık °C

Kopma direnci saf malzeme MPa

Dolgulu malzeme MPaa

Isıl genleşme: 10"°mm/mm°C

Dinamik sürtünme katsayısı

SüreklT kalıcılık

Elastik özelliği

Düşük ısıda elastik özelliği

İzolasyon özelliği

Alev direnci

Ozon ve acık hava direnci

Gaz geçirgenliği direnci

Yırtılma direnci

Aşınma direnci

Metallere yapışma

Tekstile yapışma

Fiyat indeksiTicari isimler

«

Per

fluo

reel

asto

mer

FTKM

65-95

2,01

290

-35

>14

230

D

C

C

A

A

A

D

D

C

D

C

400Kalrez

Pol

iüre

tan

EU-AU

m60-flOD

1,06

85

-20

>28

0,5

D-C

C

E

D-C

C

A

B

B-A

A

A

A

6Mıproe

tUMn

Tutkal lan

Vibratthene

Estant

Eti

lena

kril

ik

ABİ

EE-EF-EG

40-95

1,08-1,12

165

-40

> 17

A

B

C

D-C

D-C

A 1

0-C

D

D-C

C

C

4»aı»c

Epi

klor

idri

n

ECO

CH

40-90

1,27-1,36

135

-40

< 7

17

130

C

A

A

C

D

8

A

D-C

C

C

C

3

Hftrn

Hürler

Epkftlaraıer

Pol

ieti

len

Klo

re

PECCPE

BC-BE-CE

60-90

1,16-1,32

120

-40

10

10

C

C

D

C

C

A

B

D

C

D-C

D

Of

. ol

ieti

len

Klo

rosu

lfin

e

O l

CE

40-95

1,18

135

-50

17

21

125

D

C

D-C

BA

C

C

A

D

A

A

C

2,8>*J»I(J1

Eti

len

Vin

ilA

seta

t

EVAC

60-86

1.2

120

-40

18

A

C

B

C

D

A

C

E

C

B-A

A

Levapren

E l » *

\nUltrathene

VynatneneP

olin

orbo

rnen

Kau

çuk

PTO

10-80

80

-45

23

D

C

C

B

D-C

D

D

E

C

B-A

B-A

2.5ftrsare*

Pol

yest

erE

last

omer

YBPO

4C0-9ÜD

1,17-1,25

110

-70

40

190

D

c-eC-B

D-C

cA

D

A

A

C

C

4

Pol

itet

rafl

uoro

Eti

len

PTFE

55D

2,20

270

- 270

150

190

0,05

A

E

E

A

A

A

A

B-A

D

E

E

15Tefim

f!<n

:«loı- - -

Page 85: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Gazlar

Hava/O

ksijen

m

CD

*

I »

3>

*

Bütan

gazı

m

en

OD

O

o

Freon 12

ro

î >

n ,

m

Hidrolik yağlar

Fren yağları

OT

m

<n

-

Klorlu

O

Su

esaslı

m 3>

Silikon esaslı

-

Ester

esaslı (A

lev alm

az)

m

Min

eral esaslı

u :

Yakıl

Mazot/F

ucl oil

•T,

m

->•

ksek oktan

lı benzin

ı

m

: -,

d i

Benzın/K

erozin

CD

O

u,

•T, ^

. -

Çözücüler

Ester

o

o

m

Alkol

• ~ ^

OT

l a

m

OJ

. : ,

1K

lorlu

çözücüler

1

o

o

_i -i t-

Keton

larm

CD

c~>

m

o

m

-

Arom

atik sınıfı

CD

O

'~~n

i-

>

5

i

J >

CD

Am

onyak

CD

t »

m

m

J

Alkali

kanşım

lar (baz)

o

en

m

j —

lorganik sıvılar

Asetik

asit

m

c~>

m

m

Nitrik asit

m

m

m

lfirik asit

m

m

m

m

Hid

roklo

rik asit

m

m

Seyreltik

asitler

D

03

CD

. y

i

1

Su (80°C

'nin üzerinde)

m

r-,

h

Su (80

uC'n

in altında)

CD

00

(X-

< ^

-

Mükem

mel

D : O

rtaÇ

ok iyi

E

: Z

ayıfİyi

Vatın KauçukN'R

ButadienKauçuk

BK

Sitren ButadienKauçuk

SBR

\ i t r i l ButadienKauçuk

NBR

Ki .t..«cn

P.ıtil KauçukÜR

Ftitnn PropüenKaııçı k

FPPM

Pnli^ülf- 1 .r

Miıkrilik\ı'M

Silikonv\ıo

U-'lııı-rı-k.ırK>n)

Klv>vc--iilikon

IVıfluoreclıstomer

!••!•••< M

•o

?

I3

S -83

Page 86: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

Çizelge. 19- Gereçlerin Kimyasal Dirençleri

-^ 1^*^*4

C/3

\ :B :C :

5

SIVI

Jd

nor

Üo•3

ce

a

likd

ro

I

0

Mükemmel D : OrtaÇok iyi E : Zayıfİyi

iu (80°C'nin altında)

Su (80°C'nin üzerinde)

Seyreltik asitler

Hİdroklorik asit

Sülfirik asit

Nitrik asit

Asetik asit

Alkali karışımlar (baz)

Amonyak

Mifatik sınıfı

\romatik sınıfı

Ketonlar

Klorlu çözücüler

Alkol

Ester

Benzin/Kerozin

Yüksek oktanh benzin

Mazot/Fuel oil

Mineral esaslı

Ester esaslı (Alev almaz)

Silikon esaslı

Su esaslı

Klorlu

Fren yağları

Freon 12

Bütan gazı

Hava/Oksijen

Pol

iüre

tan

1

D

E

D

E

E

E

E

E

C

BC

E

E

D

D

C

B

f

B

E

E

D

D

E

A

B

B

ac

A

A

cE

E

E

Ec

A

C

D

E

E

C

D

D

D

A

E

E

C

C

A

Fpik

lori

dri

nEC

O

B

D

D

E

E

E

E

C

B

C

E

D

C

E

B

B

B

A

A

E

E

A

A

A

c

î £— 0

A

C

B

C

E

E

C

B

C

0

cD

B

B

C

A

A

A

A

Po

lictil

enK

loro

sulfi

ne

A

A

A

C

r

C

B

C

D

D

D

E

E

A

E

D

E

D

„ B

D

D

B

D

A

A

A

Eti

len

Vin

il 1

Ase

tat

1

A

B

D

E

E

ED

C

E

E

D

E

E

E

E

E

E

E

E

C

E

A

Pol

inor

born

en

1ka

uçuk

1

A

C

E

E

E

E

E

E

0

E

E

E

E

E

E

E

E

E

E

E

E

C

Pol

yest

erel

asto

mer

A

B

0

E

E

E

C

E

B

A

C

D-C

A

A

B

A

A

A

A

A

o

a; c

A

A

A

A

A

A

A

B

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

Der

i 1

E

E

£

F

£

£

E

£

D

r

£

t

t

£

E

E

E

E

E

E

t

E

£

B

3J ^

ilE

E

A

D

£

E

£

3

I

B :

A

A

A

A

A

A

1 Â"A

A

A

A

A

A

A

A

A

A

Page 87: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Kauçuk Malzeme Seçimi ÖrneğiMalzeme özelliklerini gösteren çizelgeler yardımıyla sızdırmazlık elemanı dahil herhangi bir parça için

uygun malzeme seçimi yapılabilir. Sızdumazlık elamanları ile ilgili bölümlerde malzeme seçimi hakkında dahaayrıntılı bilgi verildiği için daha değişik amaçlı bir kauçuk parça için örnek seçilmiştir.

Otombil yedek tekerleği motorun olduğu bölüme yerleştirilmek isteniyor ve yerine sabitleştirilmesi kauçukbantlar ile yapılacak kauçuk bantlar için en uygun malzeme hangsidir ?

Motor bölümende hava akımı devamlı olduğundan ve elektrik sisteminden dolayı ozon ortaya çıkacağındanmalzemede ozon ve hava direnci gerekir.

Motor ısınmasından dolayı bu bölümde hava sıcaklığı en fazla 130°C olabilir. Sıcaklık direnci gereklidir.

Otomobil dışarıda park edilebileceği için parça soğukta çatlayıp, kırılınamahdır. -40°C ye kadar soğuk di-renci gereklidir.

Parça sürekli gerili olacağından elastik ve sürekli kalıcılık özelliği iyi olmalıdır.

Motordan yağ damlayabilir ancak yağ damlacıkltkluı malzeme için iyi yağ direnci gerektirmez. Yağ direnciikinci derecede önemli özelliktir.

İstenen özellikler saptandıktan sonra malzeme seçimi yapılır.

Birinci derecede önemli ozon ve hava dilencine göre :Kloropren, Butil, EPDM, polisülifid. Silikon, Fluorokarbon, Flurosilikon, Perfluore Elastomer, Poliüretan,

Etilen Akrilik, Epikloridrin uygundur.

-40°C ile 130°C arasında çalışma sıcaklığı için El'DM, silikon, Fluorosilikon, Etilen Akrilik, Epikloridrinarasında seçim yapılmalıdır.

Fiyatlarını karşılaştırdığımızda en uygun EPDM dir. EPDM in elastik ve sürekli kalıcılık özellikleri de uy-gundur. Eğer ikinci derecede önemli gereksinmeler birinci derecede önemli saptansaydı daha pahalı malzeme, yada kötü sonuçlar doğuracak başka bir malzeme seçilebilirdi.

Elastomer Malzemelerle İlgili DeneylerElastomer malzemeler üzerinde yapılan deneyler bu malzemeleri hazulayan ve kalite kontrolünü yapanların

çalışmalarının önemli bir kısmını kapsar. Deneyler malzeme kalitesinin ve kalitede sürekliliğin göstergesidir.Deney amaçları; kontrol, özellik belirlenmesi, araştırma ve geliştirme gibi çeşitlidir. Kontrol deneyleri üretiminbirçok aşamasında ve parçanın onayında yapılır. Özellikle kauçuk karışımlarının kontrolü için yapılan deneylerçok önemlidir. Çünkü hazırlanan her karışımın uygunluğu deneylerle doğrulanır, karışım hazulanırken hatayapma olasılığı çok fazladır. Sızdumazlık elemanı gibi kritik parçalarda malzeme kontrol lan ölçüsel kontrolbazı durumlarda daha da önemlidir.

\

P»E ,EP

SKORÇ 7 AMAN

PİŞME

»ZAM.,, ,„,,

{B2)

WLKANI7A<,YON 7AMANI

AMANI

1 i

Şekil.82- Kopma direnci - pişim1 /umanıcj>risi

5-85

Page 88: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Elastomer Malzemelerle İlgili DeneylerElastomer malzemelerle ilgili deneyleri amaçlarına göre üç ana grupta toplayabiliriz :

A- Gerecin temel fiziksel özelliklerinin kontrolü için yapılan deneyler. Genellikle deney parçaları hazırlana-rak yapılır.

1. Sertlik Ölçümü2. Çekme, kopma, uzama deneyi3. Yırtılma deneyi4. Baskı altında sürekli kalıcılık5. Çekme altında sürekli kalıcılık6. Yaşlandırma deneyleri7. Ozon deneyi

B- Örnek parçalarda ya da teslimatlarda malzeme bileşimlerinin ve üretim koşullarının aynı olup olmadığınıbelirlemek için yapılan deneyler. Genellikle parça üzerinden alınan örneklerle yapılır.

1. Yoğunluk ölçümü2. Kül miktarı belirlenmesi3. Mikro sertlik ölçümü4. Gravimetrik analiz5. İR spektrofotometrik analiz

C- Araştırma - geliştirme deneyleri. Malzeme özelliklerinin kullanma amacına göre geliştirilmesini ya da enuygun malzemenin belirlenmesini amaçlar.

1. Elastiklik deneyi2. Esneklik deneyi3. Leke direnci4. Gaz geçirgenliği5. Yanma direnci6. Yapışma direnci

Bütün deneylerde sonuçların karşılaştırılması ve güvenilirliği için belirlenen deney koşullarına uyulmasıesastır. Aşağıda özetlenen deney biçimlerinde genel bir yaklaşım yapılmıştır. Deney ayrıntıları için ilgili stan-dardlara başvurulmalıdır.

ISO S 471 ve ASTM D 1349 özel deneylerde deney sıcaklığı belirlenirken aşağıdaki değerlerden seçim ya-pılmasını ister.

-75, -55, -40, -25, -10, 0, 23, 40, 55, 70, 85, 100, 150, 175, 200, 225, 250 (±2°C)

Başka türlü belirtilmediyse Standard atmosfer sıcaklığı 23 ±2°C ve %50 ±5 nemde olmalıdır.

Gerecin Fiziksel Özelliklerini Kontrol İçin Yapılan DeneylerSertlik ÖlçümüTamım : Belirli şekildeki bir parçanın, belirli bir yük altında batmasına karşı gösterdiği direnç sertlik olarak

tanımlanır. Elastomer parçalarda en fazla kullanılan sertlik bilimleri Shore A, Shore D ve IRDH (InternationalRubber Hardness Degree - Uluslararası Lastik Sertlik Derecesi) dir. Shore A ve IRDH birbirine çok yakındır. 90Shore A dan sert parçalara Shore D ile ölçüm yapmak uygun olur. Uluslararası Lastik Sertlik Derecesinde Youngmodülü sıfır olan maddelerin sertliği 100 olarak alınmıştır.

Amacı : Sertlik elastomer malzemelerin özelliklerini belirtmekte en önemli faktörlerdendir. Küçük baskı al-tında Young modülü doğrudan sertlik değeri ile belirlenir. İyi vulkanize edilmiş doğal kauçuk gibi her yöndeeşit esneklik gösteren (elastik izotropik) maddeler için Uluslararası Lastik derecesi cinsinden bulunan sertlik veYoung modülü arasında bir bağlantı vardır. Bu bağlantı oldukça plastik ya da değişik doğrultuda farklı esneklikgösteren lastikler için daha az duyarlıdır.

Deney biçimi: Sertlik deneyi için hazırlanan deney parçaları en az 30 mm çapında 6 mm kalınlığında, yü-zeyleri düz ve pürüzsüz olmalıdır. 6 mm den ince parçalar, 2 mm den ince ve üç taneden fazla olmamak koşu-luyla üst üste konulup ölçüm yapılır. Deneyden önce parçalar en az bir saat oda sıcaklığında (23 ±2°C) bekletil-melidir Eğer nem oranından etkilenen örneklerde ölçüm yapılacaksa %50 nemli ortamda parça kalınlığına göredaha uzun süre bekletmek gerekir. Deney, parçaların vulkanizasyonundan en erken 16 saat sonra yapılmalıdır.Her örnekte en az 3 değişik noktadan ölçme yapılmalıdır. Ölçüm noktaları kenarlardan en az 13 mm, birbirlerin-den 6 mm uzaklıkta olmalıdır. Ölçüm sırasında sertlik ölçme aletinin yüzeyi, çarpmadan alet yüzeyine tam ola-rak yaslanıncaya dek bastırılmalıdır. Baskı kuvveti Shore A da 12.5N, Shore D de ise 50N dur. Sertlik değerininokunması, baskıdan 3 saniye soma yapılmalıdır.

5-86

Page 89: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Gelişmiş sertlik ölçme aletlerinde baskı kuvveti ve okuma zamanı otomatik olarak belirlenir. Sertlik ölçmeamacıyla hazırlanan standart deney parçalannda en fazla kullanılan boyutlar 29,5 mm çap ve 6,5 mm kalınlıktır.Deney sonuçlan karşılaştırılmak istenirse aynı kalınlıkta deney parçaları kullanılmalıdır.

Deney standardlart: TS 1324 Lastiklerde Sertlik Tayini, ASTM D 1415, DİN 53505, ISO; S 48.

Çekme Kopma Uzama DeneyiTanımı : Çekme deneyinde malzemenin çekme direnci ve kopma uzaması belirlenir. Çekme direnci, çekme

deneyi sırasında ölçülen en yüksek kuvvetin deney parçasının başlangıçtaki kesit alanına bölünmesiyle bulunur.Kopma uzaması, çekme anında ölçülen uzunluk değişiminin, deney parçasının ilk ölçü uzunluğuna bölünmesiy-le bulunur.

Amacı : Çekme deneyi malzemenin mekanik direncini ölçmek için yapılır. Dolaylı olarak malzemenin geri-lim altında dayanıklılığını gösterir. Yırtılma direnci, aşınma direnci gibi mekanik özelliklerinin çekme direnciile doğrudan ilişkisi yoktur. Ancak yüksek çekme ve yırtılma direnci çoğunlukla yüksek aşınma direncinin gös-tergesidir. Elastomer malzemelerin genelde çekme direnci düşük olup sıcaklığa bağlı olarak değişiklik gösterir.Sızdırmazlık elamanlarında çok yüksek basınç ve dinamik ortamda 70 daN/cm2 den düşük çekme direnci uygundeğildir. Kopma uzaması malzemenin elastikliğini belirler. Elastomer malzemenin tanımlanması için de uzamadeğeri esas alınmıştır (Elastomer = en az % 100 uzayabilen malzeme). Kopma uzaması ile birlikte modülüs mal-zeme özelliğini belirtmek için kullanılan bir terimdir. Başka türlü belirtilmediyse %300 uzama için gerekli kuv-vet anlaşılır. Kalite kontrol ölçülerinde modiilUs değerlerinden yararlanılır.

Deney biçimi : Elastomer parçaların çekme deneyinde kullanılan alet %±2 duyarlılıkta kuvvet uygulayabil-meli ve çeneler birbirinden 500 ±5 mm/dakika hızla uzaklaşabilmelidir. Deney parçası olarak çekme deney pla-kası ya da halka kullanılır. Halka şeklindeki deney parçalan plakalara göre daha düşük çekme direnci değerleriverirler. Bunun nedeni, halka şeklindeki deney parçalarından kesit alanını etkileyen gerilimlerin düzgün bir da-ğılımda olmamasıdır. Plakalardan kesilen deney parçaları ile elde edilen değerler malzemenin gerçek gerilmesi-ne çok daha yakındır. Plakalarda yapılan ölçümlerde kesme yönüne göre değişik sonuçlar elde edilebilir.

Deney vulkanizasyondan en az 16 saat sonra oda sıcaklığında (23 ±2°C) en az üç saat bırakılan parçalar üze-rinde yapılmalıdır. Gerilimin bütün kesitte aynı olması için deney aletinin çeneleri arasına simetrik yerleştiril-meli ve çenelerin aynı düzlemde olması sağlanmalıdır. Kopma uzamasının ölçülmesine yarayan çizgiler eksenedik olarak çizilmeli ve çekme kuvveti uygulamasına başlandıktan sonra örnek üzerindeki işaret çizgilerinin para-lelliği sürekli olarak kontrol edilmelidir.

Çekme direnci ve kopma uzaması aşağıdakidenklemlerle hesaplanır :

Çekme direnci = "*"h x e

Burada : Fm» = Kopma anındaki kuvvet (N)h = Deney parçasının deneyden önceki ort. kalınlığı (mm)e = Deney parçasının deneyden önceki genişliği (mm)

Yırtılma Direnci Deneyi :Tanımı: înce yerinde çentik olan deney parçası gerdirilerek yırtılmanın sürmesi için gerekli yük, parça kopa-

na dek not edilir. En yüksek kuvvet yırtılma direncini belirler.Amacı : Çekme direnci, kopma uzaması, modül yırtılma direncini etkiler. Yüksek çekme direnci, düşük

modül ve yüksek kopma uzaması, yırtılma direncini arttırır. Aşınma direncinin yırtılma direnci ile yakın ilişkisiolduğu sanılıyordu. Ancak SBR nin düşük yırtılma direncine karşın, yüksek yırtılma direnci olan taban kauçukgibi aşınma direnci olması bu ilişki üzerindeki savlan zayıflatmıştır.

Yırtılma direnci düşük malzemelerin montaj ve ambalaj sırasında beneklenme olasılığı fazla olduğu içinözel dikkat gerektirir.

Deney biçimi: Standardlarda belirtilen şekil ve ölçüde hazırlanan deney parçalan, çekme deney aletine bağ-lanarak, kopana dek çekme işlemi yapılır. 1 mm parça kalınlığı başına düşen en yüksek kuvvet yırtılma direnciolarak belirlenir.

Çentik derinliği ve çekme yönüne dikliği çekme direncini etkilediğinden, kalıptan dik kenar açılı çıkartılanve çentik gerektirmeyen deney parçası şekli, deneylerde daha güvenilir sonuç verdiğinden yeğlenir.

Çekme aleti olmadığı durumlarda elle yapılan yırtılma deneylerinden deneyimli kişiler sonuç çıkartabilirler.Yırtılma doğru çizgi boyunca ya da yön değiştirerek olabilir. Yön değiştirmesi yırtılma direnci açısından avan-tajlıdır.

5-87

Page 90: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Deney satandardları: ASTM D 624, DİN 53507, DİN 53515

Bunların Dışında, Baskı Altında Sürekli Kalıcılık (Compression Set); Çekme Altında Sürekli Kalıcılık (Ten-sion Set); Yaşlandınna ve Ozon Direnci deneyleri vardır.

Üretim Kontrolü DeneyleriSızdırmazlık elemanının üretiminin uygun biçimde gerçekleştirilip gerçekleştirilmediğini kontrol için de bir

dizi deney yapılır. Bunların başlıcalan Yoğunluk Ölçümü; Kül Miktarı Belirlenmesi (Ash Content); Mikro Sert-lik Ölçümü; Gravimetrik (Ağırlıkça) Analiz; İR Spektrofotometrik Analiz deneyleridir.

Araştırma - Geliştirme DeneyleriElastomer gerecin özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla araştırma - geliştirme birimlerinde birçok deney ya-

pılır, bunlardan başlıcalan aşağıda gösterilmiştir :

Elastiktik Deneyi (Resilience) : Malzemenin elastikliği, uygulanan yük kalktığında yeniden eski şeklini almaözelliği olarak tanımlanır. Elastikliği ölçmek için en kolay yöntem sıçrama deneyidir.

Esneme Özelliği (Flexibility): Sürekli esneyerek çalışan parçalar yorularak çatlar. Malzemenin dinamik yo-rulma direnci esneme özelliğini belirtil'.

Lekeleme Derecesi: Vulkanize kauçuklar organik madde ile bitirilmiş yüzeylerde ısı, basınç ve güneş etki-siyle leke yaratır. Leke kauçuk parçanın temas ettiği yüzeyde temas lekesi, civarında ise akma lekesi olarak ad-landırılır.

Gaz Geçirgenliği: Elastomerlerin gaz geçirgenliği, gözeneksiz malzemeden bir kenarı birim uzunlukta olanbir küp alındığında, belirli ortam, basınç ve sıcaklıkta, bu kübün karşılıklı iki yüzeyinden birim basınç farkındadifüzyon yoluyla geçen gaz akış hızıdır.

Yanma Direnci: Malzemenin yanma hızı, ya da alev alma sıcaklığının belirlenmesi yoluyla yanma özelliğigösterilir.

Yapışma Deneyi: Kauçuk malzemenin metale ya da tekstile yapışma direncinin standart koşullar altında öl-çülmesi yapışma deneyleri ile yapılu\ En basit yapışına deneyi, bir taraftan metal ya da tekstil, diğer taraftan ka-uçuk tutturulmak sıyırma yapılmaya çalışılır. Eğer kauçuk yüzeylerde yapışmış malzeme bırakarak koparsa ya-pışma uygun olur.

Aşınma Deneyi: Malzemenin belli basınç, hız, karşı yüzey cinsi ve pürüzlülüğü gibi satanart koşullar altın-da aşınma miktarının boyutsal ya da hacimsel olarak belirlenmesi için aşınma deneyleri yapılır.

Elastomer Malzemelerin Sınıflandırılması (ASTM D 2000 SAE J.200 Sistemine Göre)Elastomer malzemeler ile çalışan ve bunları kullananlar çok çeşitli kalitedeki malzemeler arasında seçim ya-

pabilmek ve kalitedeki sürekliliği sağlayabilmek için özelliklerinin belirlenmesinde standardlaşma gereksinimiduymuşlardır. Özellikle otomotiv endüstrisinde aynı araç üzerinde çeşitli görevleri yerine getiren ve farklı yer-lerde kullanılan çok çeşitli eleastomer esaslı malzemeler vardır. Standardlaşma çalışmaları sonucunda Ameri-kan Otomotiv Derneği SAE tarafından geliştirilen sınıflandırma sistemi en çok kulanılanıdır. Malzemenin kim-yasal yapısıyla uğraşmayanların bile en azından malzemenin cinsi, sertliği, kopma diıenci gibi tasarımdeğerlerini çabuk okumaları açısından pratik bir sistemdir.

1- Elastomer malzemelerin tip (ısı diıenci) ve sınıfları (yağ diıenci) harfler ile belirtilir. İlk harf tipini, ikinci-si sınıfını belliler.

Tip belirlenmesi malzeminin belli bir sıcaklıkta 70 saat bekletilmesinden sonra çekme direnci + %3() danfazla, uzama -%50 ve sertlik ±15°C değişme göstermemesine dayanır. Tip belirlenmesinde uygulanan deney sı-caklığı Çizelge.20 de gösterilmiştir.

Sınıf belirlenmesi malzemenin ASTM yağ No.3 içinde Çizelge 21 de belirtilmiştir.

2- Harflerden sonra sürekli 3 sayı gelir.

İlk sayı malzeminin duromeire sertliğini gösteril' (ŞorA sertliği). Sonraki iki sayı minimum çekme direncinigösterir. Başında M harfi varsa birimi MPa, yoksa l'St dir.

Örnek: BC6156 : 60+5 durometre serlilği için,15 : 1500 psi nün. çekme direnci.

3- Derece numarası, alt harf ve numaralar.

5-88

Ilı Kil

Page 91: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

S1ZD1RMAZLIK ELEMANLARI

Başlıca özelliklerin dışında ek özellikler istenirse derece numarası, alt harf ve numaralar ile belirtilir.

Derece numarası ilk belitilen sayıdır. Eğer 1 ise malzemenin ana özellekleri yeterlidir. 1 den farklı ise anaözelliklerinden sapmalar istenmektedir.

Alt harfler Çizelge.22 deki anlamları ile kullanılır.

Harf alt harfi iki sayı izler.

ilk sayı deney biçimini belirtir, deney zamanı deney biçiminin bir parçasıdır ve Çizelge. 23 den bulunur.Eğer 3 sayı kullanılırsa bir çizgi ile ayrılırlar.

Örnek: A l - 1 0

SI TİP SINIFI ALT REHBER

X \/— \—T7"M2 BC 515 A14 E034

Derece Sertlik Miıı. çekme Ek özelliklerdirenci

Derece no : 2

Tip : B (Çizelge.20 ısı dilencine göre tipi 100cC)

Sınıf : C (Çizelge.21 hacim şişme %120 yağ direncine göre sınıfı)

Sertlik : 5(50±5)ŞorA

Çekme direnci : 15 15 MPa (ilk başta M yok ise 15000 psi anlamında)

Alt harf : A (Çizelge.22 A : ısı direnci)

Alt sayı : 1 (Çizelge.23 Deney D 573, 70 saat)

Alt sayı : 4 (Çizelge.24 deney sıcaklığı 100°C)

Alt harf : EO (Çizelge.22 EO. yağ direnci)

Alt sayı : 3 (Çizelge.23 deney D 471, ASTM yağ no. 3 70 saat)

Alt sayı : 4 (Çizelge.24 deney sıcaklığı 100°C)

Çizelge.20 Tip belirlemek için ısıdirençleri

Çizelge.21 Sınıf belirlemek içinhacim şişmeleri

TİP

ABCDEFGHJ

Test sıcaklığı °C

70100125150175200225250275

Sınıf

ABCDEFGHJK

Max. hacimşişme %

Belirtilmiyor140120100

806040302010

5-89

Page 92: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Çizelge.22- Alt Harflerin Anlamları

Alt harf

ABCDEAEFEOFGHJKL(EA)MNPRZ

Isı direnci

Sürekli kalıcılıkOzon ve hava direnciBasma ve esneme direnciAkışkan direnci (su)Akışkan direnci (yakıt)Akışkan direnci (yağ)Düşük sıcaklık direnciYırtılma direnciEsneklik direnciAşınma direnciYapışmaSu direnciYanma direnciDarbe direnciLeke direnciElastiktik

Diğer belirtilen

İstenen deney

(Heat Resistance)(Compression Set)(Ozone or Weather Resistance)(Compression Deflection Resistance) _Fluid Resistance (Aquueous)Fluid Resistance (Fuels)Fluid Resistance (Oils and lubncants)Low Temperature ResistanceTear ResistanceFlex ResistanceAbrasion ResistanceAdhesionWater ResistanceFlamabilityl ResistanceImpact ResistanceStaining ResistanceResilience

Çizclge.24- Deney Sıcaklığını Belirlemek İçin Alt Sayılar

Uygulanan özellikler

A, B, C, EA, EF, EO, G, K

F

a : Deney sıcaklıklarıASTM Dİ 349

uygulamasına göredir

b : Açık hava deneyindeçevre sıcaklığı

2. Alt sayı

11109876543210

123456789

101112

Deney sıcaklığı °C

275250225200175150125100703823b

230-10-18-25-35-40-50-55-65-75-80

5-90

Page 93: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

Çizelge.23- Deney Zamanı ve Deney Biçiminin Belirlenmesi

Altharf

A

B

C

D

EO

EF

EA

F

G

H

J

K

L

M

N

P

R

Z

' tik alt sayıDeney i _ _ ^ ^ '

Isı direnci

SüreMi kalıcılık

Ozon ve hava direnci

Basma ve esneme direnci

Yağ direnci

Yakıt direnci

Su direnci

Dü^ük sıcaklık direnci

Yırtılma direnci

fcsrıeme direnci

A^ınrna direnci

Yapışma direnci

Su direnci Bak.EA

Yanrna direnci

Darbe direnci

Leke direnci

Esneklik

özel deneyler

1

D 573 70 h

0 395 22 hB Katlı

D 1171.AOzon

D 575.A

D 471 70 hYağ no.1

D 471 70 hYakıt A

D 471 70 hArı Su

D 2137.A3 dak.

D 624.B

D430.A

özel

D 429.A

Özel

Özel

D 925.A

D945

2

D865 70h

D395 70hB Katı

D 1171Hava

D575.B

D 471 70 hYağ no. 2

D 47.1 70 hYakıt B

D 471 70 hSu-Etilen-Glikol

D 10535 dak.

D.624.C

D430.B

D429.B

D 925.B

3

0 865 70 h

D395 22hB Karı

D 1171_BOzon

D 471 70 hYağ no. 3

D 471 70 hYakıt C

D 2137.A22 h

D430.C

4

D 395 70 hB Katl ı

0 471 168 hYağ' no. 1

D 1329»10 çekme

5

D 471 168 hYağ no. 2

D 1329»0 çekme

6

D-471 168 hYağ no. 3

7

D 471 70 hSetvis yağ 101

8

D 471 70 hözel

Page 94: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

5-92

r ip

j

H

30fi

275

250

G 225

B, 100

A 70

KALRF.Z

VI TON

ren

di

F

E

D

C

200

175

150

125

- Si I i k o n (HS

-

-

• EPDM

NORDEL

• Si I i kon

FIuoros i I i kon •

.VAMAC

• EVA • HYPAL

O l e f i n i k TPE •

Neoprene •

PoliakriIikONPo.ON

«Butji

«SBR ve NR

I 1

EKO1

Mitr i I •

ALCRYN

Nitri I •

,HYTRFL

Polisülf id

I I

I

Iı I

140 120 100

Sınıf A B C D

Yağ direnci

80 60 40 30 ?0 10

E F G H J K

ASTM No3 ydğda % tle 'ji'j

Şckil.83- Elastomerlerin sınıflandırılması : Karşılaştırma amacıylaHytrel ve Alcryn gibi terınoplastiklcr eklenmiştir.

Kaynak : Dupoııt Elastonıers Notcbook No. 144

Page 95: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARI

Kauçuk Parçaların DepolanmasıBuradaki bilgiler doğal ve sentetik kauçuktan vulkanizasyon ile üretilen bütün parçaların depolanması için

geçerlidir. Kauçuk parçaların bekleme ömrü, oksijen, ozon, ısı, nem, çözücü gibi etkenlerden kısalır. Uygun ko-ullarda korunurlarsa çok uzun süre özelliklerini sürdürürler.

1. Depo serin, kuıu, tozsuz ve iyi havalandırılmış olmalıdır.2. Sıcaklık +20°C nin üzerinde ve -10°C nin altında olmamalıdır. Yapıştırıcı ve kauçuk solüsyonları 0°C

nin altında, neopeıen +12°C nin altında bekletilmemelidir. Ani sıcaklık değişmeleri kauçuk parça üzerin-de olumsuz etki yapır. Donmuş parçalar hemen kullanılmamalıdır. Radyatörler kafes içine alınmalı vestoklardan en az 1 metre uzakta olmalıdır.

3. Eğer parçaıar uygun koşullarda korunmadıysa ve kauçuk sertleştiyse kullanmadan önce ılık yağ banyosu(50°C ile 100°C), genellikle ortam yağında önerilir. Sabunlu su poliüretan ve bezli malzeme dışında ke-çeler için kullanılabilir. Benzin kesinlikle kullanılmamalıdır.

4. Havadaki nem miktarı yaklaşık %65 olmalıdır. Çok kuıu ve çok nemli ortam zararlıdır.5. Işıklandırma azaltılmalıdır. Pencereler kırmızı, sarı ya da kavuniçi renkle boyanmalıdır (kesinlikle mavi

renkte boyanmamalıdır). Ultra viole ışın ve ozon kauçuğu etkiler. Ozon kaynağı olan elektrik motorlarıve yüksek voltajlı aletler, civalı lambalar depo içinde bulunmamalıdır.

6. Çözücü, yakıt, yağ, kimyasal maddeler, asit, dezenfektan ve benzen malzemeler depoda bulundurulmama-lıdır. Kauçuk solüsyonları ayrı yerde saklanmalıdır.

7. Keçe, kauçuklu metal parça, takoz gibi parçalar kullanma sıklığına göre ve ölçüsel sırayla şekilleri bozul-mayacak şekilde depolanmalıdır. Hava geçirmez ambalajlarda saklanmalı, yağ keçeleri tel ya da iplerekesinlikle geçirilmemelidir. Ambalaj malzemesi olarak polietilen, karton, mumlu kağıt ve selofan kulla-nalmalı, PVC kullanılmamalıdır.

8. Uygun depo koşullarında elastomeılerin rafta yaşlanma ömürleri çok uzun olmasına karşın MİL IIDBK-695 çeşitli elastomerler için yaşlanma dilencini aşağıdaki gibi belirlemiştir.

2 ile 5 yıl arası: NBR, SBR, Urctan (Au)5 ile 10 yıl arası: Butil, Kloıopteıı, EPDM, Epikloridrin Uıetan (Eu)20 yıla dek : Silikon, Pluorosilikon, Fluorokaıbon. l'oliakrilik Polisülfit

5-93

Page 96: MMO Makina Mühendisliği El Kitabı - Cilt I

SIZDIRMAZLIK ELEMANLARIKAYNAKÇA

(1) AKGÜL Halil, Sızdırnıazlık Elemanları, MMO Yayını, 1988.U) WARRING, R. H., Seals and Packing, Trade and Technical Press Ltd. Morden, 1967.(3) MORSE, W., Seals Handbook., Morgen - Grampion Ltd. Morden, 1967.(4) MAYER, E., Mechanical Seals, Buttervvorth Scientifie, London, 1982.(5) DİN 3760 Radial Shaft Seals, 1972.(6) Application Guide to Radial Lip Seals. SAE J 946 d, 1979.(7) RMA Handbook. Rubber Manufacturers Association. Pennsylvania, 1980.(8) Dicht - Elemente Für Hydraulik und Pneumatik SIMRIT Katalog Nr.500, 1981.(9) HOOP, Helmut. Dichtungcıı Für Die Hydraulik Merkel, Hamburg, 1967.

(10) Standard Metlıods of Testing Rubber O-Rings. ASTM Standards Section 9, 1983.(11) SKT Yağ Keçeleri Katalogu, 1984.(12) Klinger Jointing Materials Handbook. Gumpoldskirchen, 1972.(13) Fluid Sealing Handbook. Radial Lip Seals HS 31417.

"(14) Seals, Recent Devclopıııcnts. SAE Publication, Warrendale, 1984.(15) Handbook Seals - VVarrendale, 1984.(16) Handbook Seals-VVear Rings. Bıısak Luiyken, Stuttgart, 1985.(17) Prazisions-dichtungen Für Die Hydraulik, Pradifa-Bessingen, 1984.(18) O-Ring Handbook, Preeision Rubber Products Corporation. Tennessee, 1984.(19) O-Ring Design Manual-Angus, Wallsend, 1976.(20) Hydraulic and Preunıatic Scals-Designcrs Reference Guide. Martin Merkel KG. Hamburg, 1980.(21) OTTO V., The Radial Force of Rotary Shaft Seals. Goetzeweıke-Burscheid, 1981.(22) Elastomers Notcbook. Dupont de Nemours International, 1985.(23) IIORVE., L., The Effcct of Operating Parameters Upon Radial Lip Seals Performanse, CR Industries

Elgin. İL. 1984.(24) Seals and Sealing Handbook, The Trade And Technical Press Surrey, 1985.(25) Warring R.H., Seals and Sealing. Brookfield Pub. Co. 1981.(26) Austik, R. N. et al.. Seals Users Handbook. Bhre Engineering UK. 1979.(27) VIVILERIB. F., Makina ve Konstrüksiyon Elemanları Mühendisleri için. Arı Kitabevi, istanbul,

1971.(28) HAVILAND G.S and BARNESS D. Stopping Leaks. Loctite Corporation, 1984.

İLGİLİ TSE STANDARTLARI

TS 868 Yağ Keçeleri Sentetik Kauçuk ManşetliTS 2241 Asbest Esaslı Contalık LevhalarTS 2355 Kauçuk Esaslı Contalık LevhalarTS 2647 Mantar Esaslı Contalık LevhalarTS 2648 Organik Lif Esaslı Contalık LevhalarTS 1947 Vulkanize Kauçuklar - Çekme, Gerilme, Uzama Özelliklerinin TayiniTS 1749 Vulkanize Kauçuk Depolama KurallarıTS 2859 Vulkanize Kauçuk Esneklik Modülünün TayiniTS 1324 Vulkanize Kauçuk Sertlik TayiniTS 2641 Vulkanize Kauçuk Ezilme Miktarının TayiniTS 3872 Vulkanize Kauçuk Lekeleme Derecesinin TayiniTS 1968 Vulkanize Kauçuk Metale Yapışma Niteliğinin TayiniTS 2680 Vulkanize Kauçuk Ozon ile Çatlamaya Karşı Dayanım TayiniTS 1773 Vulkanize Kauçuk Ozon ile Hızlandırılmış, Çatlama DeneyiTS 3563 Vulkanize Kauçuk Sıvılara Karşı DayanımıTS 1969 Vulkanize Kauçuk Yaşlanma ve Sıcaklığa Dayanım TayiniTS 3151 Vulkanize Kauçuk Yırtılma Dayanımının TayiniTS 2827 Vulkanize Kauçuk Yoğunluk DeneyiTS 1053 Vulkanize Kauçuk Gaz Geçirgenlikleri TayiniTS3377 O-halkalarıTS 268 Pompalar ve Donanımları

5-94

II!'II! Mü!1"