T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ MAKİNE RESİM VE KONSTRÜKSİYON ÖĞRETMENLİĞİ ANABİLİM DALI LİSANS TEZİ YUVARLAMALI YATAKLAR Hazırlayan : Aslı ŞAN 051227044 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. H. Rıza BÖRKLÜ ANKARA 2009

GİRİŞ

Yuvarlanmalı Yatak Nedir ? TANIM Yuvarlanmalı Yatak Nedir ? Yuvarlanmalı yatak, iç ve dış bilezik arasındaki yuvarlanma elemanı (rulman) sayesinde min sürtünme ile mil / aksların istenen hareketlere izin veren, istenmeyeni engelleyen, yataklardır.

AMAÇ Mekanik ve elektrikli aletlerde, kayma yerine yuvarlanma sürtünmesi ile enerji kayıplarını azaltmak için yatak ve muylular arasına yerleştirilen makine parçalarıdır.

Yuvarlanmalı yatakların üstünlükleri Hareket başlangıcı / çalışma sırasındaki sürtünme yaklaşık aynıdır. Sürtünme ve enerji kaybı az olur. Yağlanması basit, yağ tüketimi az ve değiştirme kolaydır. Standart yapıda ve temini kolaydır.

Yuvarlanmalı yatakların sakıncaları 1. Yüksek devirlerde gürültülü çalışır. 2. Devir sayısına göre ömrü az olur. 3. Radyal açıdan fazla yer işgal eder. 4. Sönümleme kabiliyeti azdır.

Rulmanların Sınıflandırılması Yük taşıma şekline göre: Radyal yataklar Eksenel yataklar

Rulmanların Sınıflandırılması Yuvarlanma eleman yapısına göre: Bilyeli yataklar Makaralı yataklar

Yuvarlanma elemanını yerleştirmeye göre: Sabit bilyeli yataklar Tek sıra sabit bilyeli İki sıra sabit bilyeli Oynak bilyeli yataklar

Eğik bilyeli yataklar: Tek sıralı eğik bilyeli İki sıralı eğik bilyeli

Dört nokta yatağı Silindirik makaralı yataklar

Oynak makaralı (masuralı) yataklar Konik makaralı yataklar

Yuvarlanmalı Yatakların Yük Taşıma ve Çalışma Özellikleri Basınç (yük) Açısı : Basınç açısı; yuvarlanma eleman temas noktalarını birleştiren doğru ile yatağın merkez doğrusu arasındaki açıdır.

Sabit bilyeli ve silindirik makaralı yatak yük açısı α○=0 olur. Eğik bilyeli ve konik makaralı yataklarda α○= 35° - 40° olabilir.

Açısal temaslı yataklar genelde X-, O- veya tandem şeklinde (çift sıra) monte edilir.

Radyal Yük (Fr) Eksenel Yük (Fa) Dinamik Eşdeğer Yük (F) F= X.Fr + Y.Fa

Burada X – radyal, Y – eksenel faktördür Burada X – radyal, Y – eksenel faktördür. Her yatak tip ve büyüklüğü için bu faktörler ayrıdır. [genelde Fa / Fr’ye (yük açısı) göre hazır olur]

Eğik Bilyeli ve Konik Makaralı Yatakların Dinamik Eşdeğer Yükü Burada basınç açısıyla yatağa tesir eden radyal kuvvet; Faı =(0,5.Fr / Y ) eksenel bileşen meydana getirir.

Eğik bilyeli ve konik makaralı yatakların tek yönde eksenel kuvvet taşıması, Fa eksenel kuvvetini karşılamak için bu tür yataklar çift monte edilir. Dış eksenel kuvvet Ka ise yataklardan biri; Fa = Faı + Ka ve diğeri, Fa = Faı - Ka toplam eksenel kuvvetini karşılar.

Eğik bilyeli ve konik makaralı yataklarda dinamik eşdeğer yük Ka dış eksenel yükü taşıyan yatakta; F= X.Fr + Y.(Faı + Ka) Ka dış eksenel yükünü taşımayan yatakta ise; F= X.Fr + Y.(Faı - Ka) olur.

Devir Sayısı Dış çapı < 30 mm olan yataklar için, ng = 3.A/(D+30) (d/d) Dış çapı > 30 mm olan yataklar için, ng = A/(D-10) (d/d)

Düzeltme faktörü, yük açısı α○’ya bağlıdır tg α○ = (Fa / Fr) Yük açısı α○ = 0 ise sadece radyal, (Fr), α○ = 90° ise eksenel kuvvet (Fa) etkilidir.

Sürtünme µ sürtünme katsayısı, µ = Ms / (F.d / 2)

Ömür Yuvarlanmalı yataklarda nominal ömür: L= (C / F)ε (milyon devir) Milyon devir sayısı olarak tespit edilen ömür, sabit devir sayısı durumunda, saat cinsinden: Lh= (106.L / 60.n )

Sabit-Serbest Yataklama İşletme sıcaklığına göre değişen mesafeler serbest yatak tarafından dengelenir. İdeal serbest yataklar, N ve NU tipi silindirik makaralı ile iğneli rulmanlardır.

N ve NU tipi silindirik İğneli rulman makaralı rulman

Sabit / serbest yataklama düzen örnekleri a. Sabit yatak: Sabit bilyalı rulman Serbest yatak: Sabit bilyalı rulman b. Sabit yatak: Oynak makaralı rulman Serbest yatak: Oynak makaralı rulman c. Sabit yatak: Sabit bilyalı rulman Serbest yatak: Silindirik makaralı rulman

Yataklama Düzlemleri Sabit yatak olarak üniversal tip eğik bilyalı rulman çifti a = O düzeni, b = X düzen c =Tandem-O düzeni

Sabit yatak olarak konik makaralı rulman çifti a = O düzeni, b = X düzeni

Yatak Boşluğu Yatak boşluğu, bir yatak bileziğinin diğerine göre hareket edebileceği sınırlardaki mesafedir. Boşluk, kataloglarda, C3, C4, C5 sembolleriyle verilir. C1 sadece konik delikli iki sıralı yataklar; C2 normalden küçük, C3, C4, C5 boşlukları ise daha büyük boşlukları belirtir.

Rulmanların Radyal Tespiti Silindirik Delikli Rulman

Silindirik Delikli Rulmanlar Geçme seçimi için en kritik faktörler: i. Dönme şekli Bir "çevre yükü" rulman bileziği dönerken tüm yüzey noktaları yüklenmesi halinde söz konusudur ii. Yük şiddeti ii. Yük şiddeti Yüke göre gezinmeyi önleyecek geçme seçilir. Yük büyürse geçme sıkı olmalıdır.

iii. Rulman boşluğu Sıkı bir geçme ile oluşacak rulman boşluk azalması fazla olabilir ve bu ise büyük başlangıç boşluğuna (C3’e) sahip rulmanlar gerektirir. a = eksenel boşluk, e = radyal boşlu

i v. Sıcaklık şartları Çalışma sırasında rulman bilezikleri, karşı parçalardan daha yüksek sıcaklık derecesinde olabilir. v. Çalışma hassasiyeti Çalışma hassasiyeti çok önemli ise salgı ve titreşimi azaltmada serbest geçmeler kullanılır.

vi. Milin ve yatağın malzemesi / konstrüksiyonu Rulman bilezik oturma yüzey kötü teması ve eğik mesafe halkası / karşı parçalara dik yaslanmayan mil ve yatak faturaları gibi kötü eş çalışma şartları bileziğin ovalleşmesine sebep olabilir. vii. Takma ve sökme kolaylığı Serbest geçmeli rulmanları takma ve sökme genelde sıkı geçme olanlardan daha kolaydır.

viii. Serbest yatağın kayabilmesi Serbest yatak olarak bilezikleri ayrılamayan bir rulman kullanılıyorsa, bileziklerden biri bütün işletme şartlarında eksenel olarak kayabilmelidir.

Konik Delikli Rulman

Konik Delikli Rulmanlar Konik delikli rulmanlar konik bir oturma yüzeyi / germe ve çakma manşonlarıyla silindirik miller üzerine monte edilir.

YUVARLANMALI YATAKLARIN TAKILMASI Yatak seçimi için, bir mil sık sökülüp / takılıyorsa, yatağın parçalara ayrılabilme özelliği esas alınabilir. Parçalara ayrılabilen yataklar; omuzlu bilyeli, silindirik makaralı, iğneli ve konik makaralı yataklardır.

Konik delikli yataklar, montajı kolaylaştırmak / radyal yatak boşluğunu ayarlama için kullanılır. Bu yataklar germe / çakma manşonları ile de tespit edilebilir. Örnek Yatak Montajı

Silindirik Delikli Rulmanların Montaj Prensipleri Montaj sırasında rulmanın bilezik, kafes ve yuvarlanma elemanları gibi parçalarına kesinlikle doğrudan vurulmaz. A. Soğuk Montaj Rulmanın mil ve yatağa geçme şeklini tasarımcı belirler ve teknik resim üzerinde gösterir.

B. Seri Montaj Küçük rulman montajı sık yapılıyorsa pres kullanmak faydalı olur. Mili yağlanır ve presle rulman arasına, sıkı geçmeli bileziğe dayamak üzere bir vurma burcu yerleştirilir. Burcun her iki ucu da düz, birbirine paralel ve çapaksız olmalıdır.

C.Sıcak Montaj Büyük rulmanları mil üzerine veya yatak içine itmek, gerekli montaj kuvvetinin büyüklüğü yüzünden kolay değildir. Bu sebepten, tüm rulman veya bileziklerden biri ısıtılır.

Konik Delikli Rulmanların Montaj Prensipleri Montaj öncesi konik muylu; çap, koni açısı ve şekil hassasiyeti yönünden gözden geçirilir. Konikliği 1:12 veya 1:30 olan orta ve büyük muy-lular, koniklik ölçme âleti, mikrometre veya yassı bir parça ile kontrol edilir.

Eğik Bilyeli Rulmanların Montajı Tek sıralı eğik bilyeli rulmanlar, bir yönde ekse-nel kuvvet taşırlar. Yön değiştiren yük durumun-da bunlar, ikinci bir tek sıralı rulmanla birlikte kullanılırlar. Bu rulmanlar parçalarına ayrılamaz ve O-, X- veya tandem tertibinde monte edilirler. Bu düzenleme şekilleri eksenel desteği arttırır.

Eğik Bilyeli Rulman Montajına Bir Örnek

Silindirik Makaralı Rulmanların Montajı Tek sıralı silindirik makaralı rulmanlar, parçaları-na ayrılabilir ve bu parçalar genelde ayrı ayrı monte edilirler. Montaj, mil ve yatakta sıkı geçme şeklinde olabilir.

Silindirik makaralı rulman montaj örneği

Konik Makaralı Rulmanların Montajı Konik makaralı rulmanlar, bir yönde eksenel yük taşırlar. Bu sebepten, yön değiştiren kuvvetler mevcutsa, ikinci bir rulmanla birlikte kullanılırlar.

Örnek Montaj Resimleri

Örnek Montaj Resimleri

RULMANLARIN SÖKÜLMESİ Sökme esnasında rulman zarar görebilir. Böyle- ce çok dikkatli ve yardımcı aletlerle yapılmalıdır. i. Mekanik aletler ii. Hidrolik aletler iii. Basınçlı yağ yöntemi iv. Isıtma

Mekanik Çektirme Hidrolik Çektirme

Rulmanların Yağlanması Yağlayıcı; sürtünmeyi azaltma, aşınma ve korozyonu önleme ve kirlere karşı rulmanı korumaya çalışır. Yağlanacak yerin seçimi Çalışma bölgesi sıcaklığına Devir sayısına Çevreye bağlıdır.

Merkezi Yağlama Rulman Greslerine Örnek

Yağ Çeşitleri Madensel yağlar Sentetik yağlar Hayvansal ve bitkisel yağlar Çok Kullanılan Sentetik Yağlar 1. Diesterler 2. Polialfa olefinler 3. Silikon yağları 4. Flor yağları 5. Poliglikoller

Sıvı Yağ Seçimi Sıvı yağlar, mevcut işletme şartlarında yeterli yağlamayı sağlayacak viskozite esasına göre seçilirler. Viskozitenin sıcaklığa bağlılığı, "viskozite indeksi" (VI) olarak bilinir.

Viskozite – Sıcaklık Diyagramı

Viskozite sıcaklığa bağlıdır; sıcaklık artınca düşer, azalınca yükselir. İşletme sıcaklığındaki viskoziteyi bilmek gerekir.

Sıvı Yağ ile Yağlama Teknikleri Yağ banyosu Devridaim yağlama Yağ püskürtme Yağ-hava yağlaması