Rulmanli Yataklar

RULMANLI YATAKLAR

Vedat Temiz

Noktasal veya izgisel temas

Byk Hertz gerilmeleri

Serletirme gereksinimi

Bilezik kavram

Sabit bilyal yatak

Sertletirilmi elikten bilyalar

Teorik olarak bilyalar ve bilezikler arasndaki temas noktasaldr.

Bu da lokal olarak byk yzey zorlanmalarna neden olur.

En temel elemanlar ieren bir sabit bilyal yatak

Kafes

Keeler

bilezik

D bilezik

Rulmanl YataklarTemel Elemanlar

Makina Elemanlar I

Rulmanl Kaymal Yatak

Rulmanl yataklarda statik srtnme katsays (ilk hareket srtnmesi) olduka dktr. Hidrodinamik kaymal yataklarda ise dk srtnme katsays ancak nispeten yksek hzlarda ya filmi oluumu ile mmkn olur. Kaymal yataklarda ok dk hzlarda kk srtnme katsays hidrostatik yataklarn kullanlmas ile elde edilebilir. Ancak, bu yataklar ilave ekipman gerektirdiinden pahal bir zm olarak karmza karlar.

Rulmanl yataklar ar yk altnda yol alma iin olduka uygundur. Yksek hzlar ve darbeli alma iin ise kaymal yataklar daha uygundur.

ok yksek evre hzlar yorulma evrimini hzlandrd, yuvarlanma elemanlar zerine byk kuvvetler geldii ve yalamada problemler yaratt iin rulmanl yataklar iin uygun deildir. Bu gibi uygulamalar iin kaymal yataklar daha uygundur.

Rulmanl yataklar genel olarak hem radyal hem de eksenel ykleri tayabilirler. Kaymal yataklarda ise radyal ve eksenel kuvvetleri tayan yataklarn konstrksiyonlar farkldr.

Rulmanl yataklarn eksenel boyutlar (genilikleri) kaymal yataklara gre daha kktr. Radyal boyutlar ise yuvarlanma elemanlarndan dolay daha byktr.

Rulmanl yataklarn snm kabiliyeti kaymal yataklara gre ok daha ktdr ve kaymal yataklardan daha grltl alrlar.

Yuvarlanma eleman geometrileri

Kuvvet asndan snflandrma

Makina Elemanlar I

Bir radyal yatan yk tama durumu

Makina Elemanlar I

Rulmanl Yatak eitleri

Sabit bilyal yataklar Basit ak tip, Her iki taraf kapakl tip

Dar kesitli ki sral


Eik Bilyal Yataklar

Tek sra normal tip, Tek sra hassas tip

ift sra eik bilyalyatak, kapal tip

Drt nokta yata


Oynak bilyal yataklar,

a) Ak tip, b) Kapal tip

Rulmanl Yatak eitleri Silindirik makaral yataklar NU tipi N tipi

NJ tipi NUP tipi NNU tipi NN tipi


Drt sra silindirik makaral yatakKafessiz silindirik makaral yataklar

NCF tipi NJG tipi


ve d bileziksiz ineli yataklar

Tek sral ift sral

Flansz tip ineli yataklar Tek sral, ift sral, i bileziksiz


neli ve eksenel bilyal yataklarn birlikte kullanm (radyaks yataklar)


Konik makaral yataklar

Tek sra, yz yze tertip


ift sra konik yataklar

Srt srta Yz yze yerletirilmi

Drt sra konik makaral yatak


Oynak makaral yataklar

Normal ak tip Kapal tip


Toroidal makaral yataklar (CARB) a) Ak tip b) Kapal tip (SKF)


Eksenel bilyal yataklar. Tek yn kuvvetler iin

Eksenel bilyal yataklar. ki yn kuvvetler iin


Eksenel eik bilyal yataklar

Tek yatak iki yatakl dizili ki ynl kuvvetler iin


neli eksenel yatak. ve d bileziksiz. Eksenel oynak makaral yatak

Eksenel makaral yataklar Tek sra ki sra


zel trde rulmanl yataklar

Kafes konstrksiyonlar

Makina Elemanlar I

Satan kenetli kafes

Satan perinli kafes

Yekpare ilenmi kafes

Enjeksiyonla yaplm ak kafes

Rulmanl yataklarn yk tama durumlar

Makina Elemanlar I

Kuvvetin ynne gre


Makina Elemanlar I

Yuvarlanma elemanna gre


Makina Elemanlar I

Yatak tasarmna gre

Yk tama kapasitesi

Makina Elemanlar I

Rulmanl Yatak malat

Makina Elemanlar I

Rulmanl Yatak Malzemeleri

Rulmanl yatakbilezikleri veyuvarlanmaelemanlarndanistenen zellikler

Yksek yorulma dayanm

Yksek sertlik

Yksek anma mukavemeti

Yksek boyut stabilitesi

Yksek mukavemet

Kafesmalzemesiiin de gereklizelliklerdir

Rulman elii: 100Cr6, 5865 RC sertlik

Rulmanl Yataklarn Gsterimi

Rulmanl yataklarn gsterimi, nek, temel gsterin ve soneklerden oluur. Temel gsterim dndakilerin btn gsterimlerde bulunmas gerekmez.

Makina Elemanlar I

Rulmanl Yataklarn Gsterimi

Rulmanl Yatak Seim Kriteri

Mevcut hacim

Yklerin bykl

Kakl tolere edebilme

Hassasiyet

Hz

Srtnme

Sessiz alma gereksinimi

Rijitlik

Eksenel hareket serbestlii

Montaj ve demontaj imkan

Szdrmazlk gereksinimi

Makina Elemanlar I

Rulmanl Yatak Seim Tablosu

Makina Elemanlar I

Rulmanl yataklarda radyal ve eksenel boluk

alma boluu

Montaj ncesi boluk, aadaki nedenlerden dolay alma srasnda muhafaza edilemez.

1. Bileziklerin sk gemesinden kaynakl elastik deformasyonlar

2. Milden s alan uygulamalar

Makina Elemanlar I

Rulmanl yataklarda radyal ve eksenel boluun gsterimi

Son ek Radyal boluk

C1 C2 den daha az

C2 Normal boluktan daha az

CN Normal boluk, genelde sembolde gsterilmez

C3 Normalden daha fazla boluk

C4 C3 den byk

C5 C4 den byk

Sabit Bilyal Yataklar iin radyal boluk deerleri

Rulmanl Yataklarda mr Kavram

Bir rulmanl yatan mrne etki eden faktrler

(Silindirik)

Pitting (pulcuk kalkmas)

Noktasal veya izgisel temas hali olan fonksiyon yzeyleri arasnda meydana gelir. ok kk deme noktalarnda deiken yk etkisi altnda zamanla pul eklinde malzeme paracklar yzeyden ayrlarak, geriye ukurcuklar brakrlar.

Pitting oluumu ile ilgili deiik grler mevcuttur. Baz aratrmaclar pitting in mikro deme noktalarndaki deiken zorlanmalar ve bunun sonucunda ortaya kan yorulma neticesinde meydana geldiini ileri srmektedirler

Makina Elemanlar I

Bir dilideki pittinghasar

Bir rulmanl yataktaki pittinghasar

Rulmanl Yataklarda Pitting rnekleri

Makina Elemanlar I

Statik Yk Says (C0)

Rulmanl yatak imalatlar statik yk saysnn kullanlaca durumlar aadaki gibi tariflemektedir:

Dnme hznn 10 d/dak dan daha dk olduu haller

Kk salnm hareketi olan uygulamalar

Uzun zaman sreleri iin statik yk altndaki uygulamalar

Statik Yk Says (C0) ISO 76:1987 bir rulmanl yatan statik yk

saysn bileziin orta noktasna en ar ykngeldii hal iin hesaplanan snr yzeyzorlanmasn esas alarak tarif etmektedir. Busnr deer oynak bilyal yataklarda 4600MPa, dier btn bilyal yataklarda 4200MPa ve tm makaral yataklarda 4000 MPadr. Bu snr gerilme rulmanl yatak bileziinini yzeyinde yaklak olarak yuvarlanmaeleman apnn 0,0001 i kadar kalcdeformasyona neden olur. Bu ekildehesaplanan ve rulmanl yatak kataloglarndaher rulman tipi iin verilen statik yk says C0ile gsterilir.

Statik emniyet katsays

Dinamik Yk Says (C) ISO 281:1990 a gre dinamik yk says bir

rulmanl yatan laboratuvar koullaraltnda mekanik bir hasar (genelde pittinganmas) grlmeksizin 1.000.000 devirsays dayanabilecei kuvvetin deeriolarak tarif edilir ve C harfi ile gsterilir.Bu deerin nasl elde edilecei yine aynstandartta tarif edilmitir. Rulmanl yatakkataloglarnda bu deer her bir rulmantipi iin imalat firmalar tarafndanverilmitir. Kataloglarda verilen deerlergenellikle minimum sertlii 58 HRC olankrom alaml elikler iindir.

mr forml

Makina Elemanlar I

Yatak mr [106 devir]

Dinamik yk says [N]Edeer yatak yk [N]

sYuvarlanma elemanBilya -> p=3Makara -> p=10/3

mr forml (Saat)

Makina Elemanlar I

Yatak mr [106 devir]Dnme hz [d/dak]

Rulmanl yatan mr milyon devir olarak ayn olsa bile, uygulamaya gre bu ok farkl iletme saatlerine denk gelebilir.

Yatak mr [iletme saati]

mr iin tavsiyeler

Makina Elemanlar I

Rulmanl Yataa Gelen Edeer Yatak Yk

= + =

Radyal ve Eksenel Yk Faktrleri (X ve Y deerleri)

Rulmanl yataa etkiyen deiken kuvvet ve dnme hznn karakteri

Ortalama dnme says

Edeer yatak yk

Edeer yatak yk zel hali

Yataa etkiyen radyal kuvvet, yn ve bykl sabit bir F1kuvveti (rnein arlk kuvvetleri) ile bykl sabit, fakat yn deien bir F2 kuvvetinden (rnein dengesizlikten kaynaklanan merkezka kuvvet) oluuyorsa bu durumda mr hesabna esas olan ortalama kuvvet Fm=fm.(F1+F2) eklinde bulunur.

Makina Elemanlar I

Sabit Yatak ve Serbest Yatak Kavramlar

Enerji aknda belirsizlik mevcut


Makina Elemanlar I

lave eksenel kuvvet

=

Eksenel Boluun Ayarlanmas Gereken Sistemler

Rulmanl Yataklarn EksenelTespit Yntemleri (Silindirik)

Makina Elemanlar I

Rulmanl Yataklarn EksenelTespit Yntemleri (Konik)

Makina Elemanlar I

ngerilmeli yataklamalar

Optimal olan durum iletme srasnda sfra yakn deerde bir radyal boluktur.

Aadaki hallerde daha byk boluk arzu edilebilir:

1) Yksek hzl uygulamalarda srtnme ssn azaltmak

2) Mil ve yatak yuvasnda mevcut olabilecek form hatalarnn etkisini azaltmak

Makina Elemanlar I

ngerilme veya boluk

Makina Elemanlar I

Neden ngerilme?

n gerilmeli yataklama ile daha rijit bir sistem elde edilebilir.

ok dk veya hi d kuvvetin olmad halde de n gerilmeli yataklama tercih edilebilir.

Otomobil diferansiyelleri, takm tezgah i milleri ve baz elektrik motorlarnda n gerilmeli yataklama tercih edilerek alma doruluu ve rijitlik nemli lde arttrlr.

Makina Elemanlar I

n gerilme oluturma

n gerilme oluturmak iin bir ka deiik yntem vardr:

1. Bileziklerden birinin dierine gre eksenelynde kaydrlmas

2. veya d bileziin bir konik yzey ile pozitif veya negatif ynde esnetilmesi

3. Gereinden byk lde bilya veya makaralarla rulmanl yatan yklenmesi

Makina Elemanlar I

n gerilmeli yklemede kuvvet dalm

Makina Elemanlar I

Rulmanl yatan yk tayan blgesinde, n gerilmenin etkisi

Boluklu hal Sfr boluk Eksenel yk etkisi n gerilmeli hal

Rijitlik

Esas olarak aadakilere baldr:

1. Yuvarlanma eleman says ve ekli

2. Yuvarlanma yolunun formu

3. Rulmanl yatan montaj ekli

Makina Elemanlar I

ngerilmeli yataklama sistemleriKonik rulmanl yataklar

Makina Elemanlar I

Srt srta yerletirilmi tertip

Yz yze yerletirilmi tertip

ngerilmeli yataklama sistemleriEik bilyal rulmanl yataklar

Makina Elemanlar I

Srt srta yerletirilmi tertip

Yz yze yerletirilmi tertip

Srt srta tertip

Kuvvet iletim izgileri birbirinden uzaklaacak ekildedir ve d moment etkisine kar daha iyi bir diren salar.

Rulmanlarn kakl karlama kabiliyeti daha dktr.

n gerilme izafi olarak sabit kalabilir.

Makina Elemanlar I

Yz yze tertip

Kuvvet iletim izgileri birbirine yaklaacak ekildedir ve d moment etkisine kar direnci daha dktr.

Rulmanlarn kakl karlama kabiliyeti daha iyidir.

Dnen i bilezik halinde termal olarak kararsz.

Dnen d bilezik halinde ise tersi durum mevcuttur.

Makina Elemanlar I

ngerilmeli yataklama sistemleri

Makina Elemanlar I

Yay eleman

Sabit Yatak ve Serbest Yatak Kavramlar(n gerilmeli montaj)

Rulmanl Yatak Toleranslar

Rulman bilezikleri ile yaplan elemelerde muhtemel gemeler

Nokta yk-evre yk kavram

Dnen i bilezik, duran d bilezik, duran yk

Makina Elemanlar I

evre yk Nokta yk


Dnen i bilezik, duran d bilezik, dnen yk

Makina Elemanlar I

Nokta yk evre yk


Duran i bilezik, dnen d bilezik, duran yk

Makina Elemanlar I

Nokta yk evre yk


Duran i bilezik, dnen d bilezik, dnen yk

Makina Elemanlar I

evre yk Nokta yk

Montaj kural

evre ykne maruz bileziin mutlaka pres gemetaklmas gereklidir.

Aksi takdirde bilezie etkiyen evre yk bileziin takld mile veya yatak yuvasna gre ufak izafi hareketler yapmasna neden olur. Bunun sonucu ortaya kan bir anma tr olan srtnme oksidasyonu, yatak ile monte edildii yzey arasnda byk boluklar olumasna ve nihayetinde rulman hasarna neden olur.

Nokta ykne maruz bilezik ise serbest geme taklabilir.

Makina Elemanlar I

Srtnme Oksidasyonu Genel olarak srtnme oksidasyonu, yeteri sklkta monte edilmeyen mil-gbek

geme yzeylerinde, rnek olarak evre ykne maruz rulman bileziklerinin yeteri derecede sk taklmad zaman temas yzeylerinde meydana gelmektedir.

Birbirine deen az przl yzeyler arasnda bir osilasyon (salnm) hareketinin bulunmas srtnme oksidasyonunu tevik etmektedir. Osilasyon genlikleri 0,2 mm ve daha kktr. Bu olay kuru ve az yal yzeylerde gzlenmektedir.

Yzeylerin kuru olmas halinde yeteri sklkta monte edilmemi yzey iftlerinin kk genlikli osilasyon hareketleri sonucu yzeylerde koyu krmzmtrak bir tabaka olumaktadr. Zamanla bu tabakalar blge blge kalnlaarak yzeylerde byk bozulmalar ve bunlara bal olarak atlama ve krlmalar meydana getirmektedir.

Makina Elemanlar I

Srtnme Oksidasyonu

Eer rulman bilezii dnen bir mile serbest geme olarak taklrsa, bilezik mile gre daha dk hzlarda dnecektir.

Bu milin her bir dnmesinde bileziin bu mil zerinde ok daha dk hzlarda ilerlemesine (gezinmesine) neden olur.

Rulman bileziinin mile gre izafi hareketi her iki elemann evre llerinin farkl olmasndan kaynaklanmaktadr. Bu sebeple bu sradan bir kayma hareketi deildir ve srtnme katsaysnn bu olay zerinde bir etkisi bulunmamaktadr.

Bir rnek olarak, mil ile rulman bilezii arasnda sadece 0,01 mm farkllk olan bir durum dnlsn. Mil 3.000 d/dak hzda gnde 10 saat alt takdirde rulmann i bilezii mil zerinde bir aylk bir srede 2 km lik mesafe kat edecektir.

Makina Elemanlar I

Montaj kurallar

evre ykne maruz bilezik durumunda balantya verilecek sklk miktar dier faktrler yannda esas olarak yatak yknn byklne baldr.

Yatak yk ne kadar artarsa, srnme ihtimali de o oranda artar bu sebeple byk ykler iin skln da arttrlmas gerekir.

Makina Elemanlar I

Srnme Olduka kayda deer aratrma sonularndan biri de ar

yatak ykleri durumunda evre ykne maruz bilezik sk geme olarak monte edilmi olsa dahi srnmenin meydana geldiidir. Yuvarlanma elemanndaki yk sebebiyle bilezikte meydana gelen basma gerilmeleri o blgede bileziin deforme olarak uzamasna, dolaysyla da bilezik apnn artmasna neden olur. bilezik apndaki bu deiiklik yaklak olarak

Makina Elemanlar I

c: aptaki deiim [m]B: bilezik genilii [mm]Fr: Radyal yatak yk [N]d: bileziin i ap [mm]

Rulmanli Yataklar

Documents

Transcript of Rulmanli Yataklar