Rulmanlı rulman - Rolling-element bearing

Mühürlü bir sabit bilyalı rulman

Bir yuvarlanma elemanı olarak da bilinen, yuvarlanır yatağın , a, yatak adı verilen iki yatak halkaları arasında (örneğin, yuvarlanma elemanları olarak kullanılabilecektir) haddeleme elemanın yerleştirilmesi ile bir yük taşıyan yarışları . Irkların bağıl hareket için haddeleme elemanlarının neden rulo çok az yuvarlanma direnci ve fazla kayar .

En eski ve en iyi bilinen rulmanlı rulmanlardan biri, üzerinde büyük bir taş blok bulunan yere serilen kütük takımlarıdır. Taş çekilirken, kütükler küçük kayma sürtünmesi ile zemin boyunca yuvarlanır . Her kütük arkadan çıktıkça, bloğun üzerine yuvarlanacağı öne doğru hareket eder. Bir masanın üzerine birkaç kalem veya kurşun kalem koyarak ve bunların üzerine bir eşya koyarak böyle bir yatağı taklit etmek mümkündür. Rulmanların tarihsel gelişimi hakkında daha fazla bilgi için " rulmanlar " bölümüne bakın .

Bir döner elemanlı döner yatak, çok daha büyük bir delikte bir mil kullanır ve "silindirler" adı verilen silindirler, mil ile delik arasındaki boşluğu sıkıca doldurur. Mil döndükçe, her silindir yukarıdaki örnekte kütük görevi görür. Ancak rulman yuvarlak olduğu için makaralar asla yükün altından düşmez.

Rulmanlı rulmanlar, maliyet, boyut, ağırlık, taşıma kapasitesi, dayanıklılık, doğruluk, sürtünme vb. arasında iyi bir denge sağlama avantajına sahiptir. Akışkan yataklar bazen aynı anda taşıma kapasitesi, dayanıklılık, doğruluk, sürtünme, dönüş hızı ve bazen maliyet açısından daha iyi performans gösterebilse de , diğer rulman tasarımları genellikle belirli bir özellikte daha iyidir, ancak diğer birçok özellikte daha kötüdür . Sadece kaymalı yataklar , rulmanlı yataklar kadar yaygın olarak kullanılmaktadır. Yaygın olarak kullanıldıkları yaygın mekanik bileşenler - otomotiv, endüstriyel, denizcilik ve havacılık uygulamalarıdır. Modern teknoloji için büyük gereklilik ürünleridir. Yuvarlanma elemanı yatağı, binlerce yıl boyunca inşa edilmiş sağlam bir temelden geliştirilmiştir. İlkel haliyle Roma döneminde ortaya çıkan kavram ; Orta Çağ'da uzun bir süre hareketsiz kaldıktan sonra, Rönesans döneminde Leonardo da Vinci tarafından yeniden canlandırıldı , on yedinci ve on sekizinci yüzyıllarda istikrarlı bir şekilde gelişti.

Bilyeli yatağın Çalışması tarafından Leonardo da Vinci'nin ( 1452 - 1519 ). .

Tasarım

Rulmanlı yataklarda kullanılan beş tür yuvarlanma elemanı vardır: bilyalar, silindirik makaralar, küresel makaralar, konik makaralar ve iğneli makaralar.

Çoğu rulmanlı yatakta kafes bulunur. Kafesler, elemanların birbirine sürtünmesini önleyerek sürtünmeyi, aşınmayı ve yapışmayı azaltır. Kafesli makaralı rulmanlar, 18. yüzyılın ortalarında, kronometreler üzerindeki çalışmalarının bir parçası olarak John Harrison tarafından icat edildi .

Tipik döner elemanlı rulmanların boyutları 10 mm çaptan birkaç metre çapa kadar değişir ve birkaç on gramdan binlerce tona kadar yük taşıma kapasitesine sahiptir.

Bilye

Bilyalı rulman , bilyeli rulmanın özellikle yaygın bir türüdür . Yatak, iç ve dış yer alır yarışları aralarında toplar rulo. Her yarışta, topun biraz gevşek kalması için genellikle şekillendirilmiş bir oluk bulunur. Bu nedenle, prensipte, top her yarışa çok dar bir alanda temas eder. Bununla birlikte, sonsuz küçük bir noktadaki bir yük, sonsuz derecede yüksek temas basıncına neden olur. Pratikte, bir lastiğin yolla temas ettiği yerde düzleşmesine benzer şekilde, top her yarışa temas ettiği yerde hafifçe deforme olur (düzleşir) . Yarış ayrıca, her topun kendisine bastığı yerde hafifçe eğilir. Böylece top ve yarış arasındaki temas sonlu boyuttadır ve sonlu bir basınca sahiptir. Deforme olmuş top ve yuva tamamen düzgün yuvarlanmaz çünkü topun farklı kısımları yuvarlanırken farklı hızlarda hareket eder. Böylece, her top/yarış temasında karşıt kuvvetler ve kayma hareketleri vardır. Genel olarak, bunlar rulman sürtünmesine neden olur.

Rulmanlar

NU206 tipi bir silindirik makaralı rulmanda yük dağılımı (silindir başına normal kuvvet). Yatağın iç halkası ve silindirleri saat yönünün tersine döner; 3.000 N'luk bir statik radyal yük, iç halkaya aşağı yönde etki eder. Rulmanın, 4'ü her zaman yük altında olan 13 makarası vardır.

silindirik silindir

Silindirik bir makaralı rulman

Makaralı rulmanlar, en az MÖ 40 yılına dayanan, bilinen en eski rulmanlı rulman türüdür. Yaygın makaralı rulmanlar, çaptan biraz daha uzun silindirler kullanır. Makaralı rulmanlar tipik olarak bilyalı rulmanlardan daha yüksek radyal yük kapasitesine sahiptir, ancak eksenel yükler altında daha düşük kapasiteye ve daha yüksek sürtünmeye sahiptir. İç ve dış bilezikler yanlış hizalanırsa, taşıma kapasitesi bilyeli veya oynak makaralı rulmanlara kıyasla genellikle daha hızlı düşer.

Tüm radyal yataklarda olduğu gibi, dış yük sürekli olarak makaralar arasında yeniden dağıtılır. Çoğu zaman, toplam silindir sayısının yarısından azı, yükün önemli bir bölümünü taşır. Sağdaki animasyon, iç bilezik dönerken statik bir radyal yükün rulman makaraları tarafından nasıl desteklendiğini gösterir.

küresel silindir

Bir oynak makaralı rulman

Oynak makaralı rulmanlar, iç küresel şekle sahip bir dış halkaya sahiptir. Silindirler ortada daha kalın ve uçlarda daha incedir. Oynak makaralı rulmanlar böylece hem statik hem de dinamik yanlış hizalamayı barındırabilir. Bununla birlikte, oynak makaraların üretilmesi zordur ve dolayısıyla pahalıdır ve rulmanlar, yuvarlanma elemanları ve halkalar arasında belirli bir miktarda kayma olacağından, ideal bir silindirik veya konik makaralı rulmandan daha yüksek sürtünmeye sahiptir.

Dişli yatağı

Bir dişli yatağı

Dişli yatağı , episiklik dişliyi birleştiren makaralı yataktır. Bunun her bir elemanı, silindir(ler) çap(lar)ı ile dişli çark(lar) hatve çap(lar)ının eşitliği ile silindirlerin ve dişli çarkların eşmerkezli değişimi ile temsil edilir. Çiftler halinde konjuge silindirlerin ve dişli çarkların genişlikleri aynıdır. Etkin yuvarlanan eksenel teması gerçekleştirmek için bağlantı, balıksırtı veya eğri uç yüzleri ile yapılır. Bu rulmanın dezavantajı, üretim karmaşıklığıdır. Dişli yatakları, örneğin verimli döner süspansiyon, ölçüm aletlerinde ve saatlerde kinematik olarak basitleştirilmiş planet dişli mekanizması olarak kullanılabilir.

konik silindir

Bir konik makaralı rulman

Konik makaralı rulmanlar, konik yuvalar üzerinde çalışan konik makaralar kullanır. Çoğu makaralı rulman yalnızca radyal veya eksenel yükleri alır, ancak konik makaralı rulmanlar hem radyal hem de eksenel yükleri destekler ve daha büyük temas alanı nedeniyle genellikle bilyalı rulmanlardan daha yüksek yükler taşıyabilir. Konik makaralı rulmanlar, örneğin çoğu tekerlekli kara taşıtının tekerlek rulmanları olarak kullanılır. Bu rulmanın dezavantajları, üretim karmaşıklığı nedeniyle konik makaralı rulmanların genellikle bilyalı rulmanlardan daha pahalı olmasıdır; ve ayrıca ağır yükler altında konik silindir bir kama gibidir ve yatak yükleri silindiri çıkarmaya çalışma eğilimindedir; makarayı yatakta tutan bilezikten gelen kuvvet, bilyalı rulmanlara kıyasla rulman sürtünmesine katkıda bulunur.

iğne silindiri

Bir iğneli rulman

İğneli rulmanlar çok uzun ve ince silindirler kullanır. Çoğu zaman silindirlerin uçları noktalara doğru incelir ve bunlar silindirleri sabit tutmak için kullanılır veya yarım küre şeklinde olabilir ve sabit olmayabilir, ancak milin kendisi veya benzer bir düzenleme tarafından tutulur. Silindirler ince olduğundan, yatağın dış çapı ortadaki delikten sadece biraz daha büyüktür. Bununla birlikte, küçük çaplı makaralar, yuvalara temas ettikleri yerde keskin bir şekilde bükülmelidir ve bu nedenle, yatak nispeten hızlı bir şekilde yorulur .

CARB toroidal makaralı rulmanlar

CARB rulmanlar, toroidal makaralı rulmanlardır ve oynak makaralı rulmanlara benzer , ancak hem açısal yanlış hizalamayı hem de eksenel yer değiştirmeyi karşılayabilir. Oynak makaralı rulmanla karşılaştırıldığında, eğrilik yarıçapları küresel yarıçaptan daha uzundur, bu da onları küresel ve silindirik makaralar arasında bir ara form haline getirir. Sınırlamaları, silindirik bir silindir gibi eksenel olarak yerleştirilmemeleridir. CARB rulmanlar tipik olarak oynak makaralı rulman gibi sabit rulmanlı çiftler halinde kullanılır . Bu sabit olmayan yatak, bir şaftın ve bir mahfazanın bağımsız olarak termal genleşmeye maruz kalmasına izin vermek için kullanılabileceğinden bir avantaj olabilir.

Toroidal makaralı rulmanlar, 1995 yılında SKF tarafından "CARB rulmanlar" olarak tanıtıldı . Rulmanın arkasındaki mucit, mühendis Magnus Kellström'dü.

konfigürasyonlar

Yuvaların konfigürasyonu, bir yatağın en iyi destekleyebileceği hareket ve yük türlerini belirler. Belirli bir konfigürasyon, aşağıdaki yükleme türlerinin çoğuna hizmet edebilir.

İtme yükleri

Bir itme makaralı rulman

Baskı yatakları, dikey miller gibi eksenel yükleri desteklemek için kullanılır. Yaygın tasarımlar, eksenel bilyalı rulmanlar , oynak makaralı eksenel rulmanlar , konik makaralı eksenel rulmanlar veya silindirik makaralı eksenel rulmanlardır. Ayrıca hidrostatik veya manyetik rulmanlar gibi yuvarlanmayan elemanlı rulmanlar, özellikle ağır yüklerin veya düşük sürtünmenin gerekli olduğu yerlerde bazı kullanımlar görür.

Radyal yükler

Rulmanlı rulmanlar, düşük yuvarlanma sürtünmeleri nedeniyle genellikle akslar için kullanılır. Bisiklet gibi hafif yükler için genellikle bilyalı rulmanlar kullanılır. Ağır yükler için ve viraj alma sırasında yüklerin büyük ölçüde değişebileceği otomobiller ve kamyonlar gibi konik makaralı rulmanlar kullanılır.

Doğrusal hareket

Lineer hareketli makaralı elemanlı rulmanlar, tipik olarak, şaftlar veya düz yüzeyler için tasarlanmıştır. Düz yüzey yatakları genellikle makaralardan oluşur ve daha sonra iki düz yüzey arasına yerleştirilen bir kafese monte edilir; yaygın bir örnek çekmece destek donanımıdır. Bir mil için makaralı elemanlı rulman, rulman hareket ettikçe onları bir uçtan diğer uca yeniden dolaştıracak şekilde tasarlanmış bir oluktaki rulman bilyelerini kullanır; bu nedenle lineer bilyalı rulmanlar veya sirkülasyonlu rulmanlar olarak adlandırılırlar .

Rulman arızası

Bir tarama tablosundan alınan zamanından önce başarısız arka yatak koni dağ bisiklet bir kombinasyonunun yol açtığı, çukurlar nedeniyle sık sık şok yüklemeden ıslak koşullarda, uygun olmayan yağlama, uygun olmayan ön yükleme ayarlanması ve yorgunluk.

Rulmanlı rulmanlar genellikle ideal olmayan koşullarda iyi çalışır, ancak bazen küçük sorunlar rulmanların hızlı ve gizemli bir şekilde arızalanmasına neden olur. Örneğin, sabit (dönmeyen) bir yük ile, küçük titreşimler, yuvalar ve silindirler veya bilyeler arasındaki yağlayıcıyı kademeli olarak dışarı itebilir ( yanlış brinelleme ). Yağlayıcı olmadan yatak, dönmemesine ve dolayısıyla görünüşe göre kullanılmamasına rağmen arızalanır. Bu tür nedenlerden dolayı, rulman tasarımının çoğu arıza analizi ile ilgilidir. Titreşim tabanlı analiz, rulmanların arıza tespiti için kullanılabilir.

Bir yatağın kullanım ömrü veya yük kapasitesi için üç genel sınır vardır: aşınma, yorulma ve basınç kaynaklı kaynak. Aşınma, yüzey, yatak malzemelerinde kazınan sert kirleticiler tarafından aşındığında meydana gelir. Yorulma, bir malzeme tekrar tekrar yüklenip bırakıldıktan sonra kırılgan hale geldiğinde ortaya çıkar. Top veya silindirin yuvaya değdiği yerde her zaman bir miktar deformasyon vardır ve bu nedenle yorulma riski vardır. Daha küçük bilyeler veya silindirler daha keskin bir şekilde deforme olur ve bu nedenle daha hızlı yorulma eğilimindedir. Basınca bağlı kaynak, iki metal parça çok yüksek basınçta birbirine bastırıldığında ve bir hale geldiğinde meydana gelebilir. Toplar, makaralar ve yuvalar pürüzsüz görünse de, mikroskobik olarak pürüzlüdürler. Bu nedenle, yatak yağını iten yüksek basınç noktaları vardır . Bazen, sonuçta ortaya çıkan metal-metal teması, bilyenin veya silindirin mikroskobik bir parçasını yuvaya kaynak yapar. Rulman dönmeye devam ettikçe, kaynak daha sonra parçalanır, ancak yuvayı yatağa kaynaklanmış veya yatağı yuvaya kaynaklanmış halde bırakabilir.

Rulman arızasının başka birçok belirgin nedeni olmasına rağmen, çoğu bu üçüne indirgenebilir. Örneğin, yağsız çalışan bir yatak, "yağsız" olduğu için değil, yağlama eksikliği yorulmaya ve kaynaklanmaya yol açtığı ve sonuçta ortaya çıkan aşınma kalıntıları aşınmaya neden olabileceği için arızalanır. Yanlış brinelleme hasarında da benzer olaylar meydana gelir. Yüksek hızlı uygulamalarda, yağ akışı konveksiyon yoluyla yatak metal sıcaklığını da düşürür. Yağ, yatak tarafından üretilen sürtünme kayıpları için ısı alıcısı olur.

ISO, rulman arızalarını ISO 15243 numaralı bir belgede sınıflandırmıştır.

Ömür hesaplama modelleri

Bir rulmanlı yatağın ömrü, iç yatağın yuvarlanma yolunda ilk metal yorgunluğu belirtisi (ayrıca parçalanma olarak da bilinir ) meydana gelmeden önce, rulmanın dayanabileceği devir sayısı veya belirli bir hızda çalışma saatlerinin sayısı olarak ifade edilir. veya dış halka veya bir yuvarlanma elemanı üzerinde. Rulmanların dayanma ömürlerinin hesaplanması, ömür modelleri olarak adlandırılan modeller yardımıyla mümkündür. Daha spesifik olarak, ömür modelleri rulman boyutunu belirlemek için kullanılır - çünkü bu, rulmanın belirli tanımlanmış çalışma koşulları altında gerekli ömrü sağlayacak kadar güçlü olmasını sağlamak için yeterli olmalıdır.

Bununla birlikte, kontrollü laboratuvar koşulları altında, aynı koşullar altında çalışan, görünüşte özdeş rulmanlar, farklı bireysel dayanıklılık ömürlerine sahip olabilir. Bu nedenle, rulman ömrü belirli rulmanlara dayalı olarak hesaplanamaz, bunun yerine rulman popülasyonlarına atıfta bulunarak istatistiksel terimlerle ilişkilidir. Yük oranlarına ilişkin tüm bilgiler, görünüşte özdeş rulmanlardan oluşan yeterince büyük bir grubun %90'ının elde etmesi veya aşması beklenebileceği ömrüne dayanmaktadır. Bu, doğru rulman boyutunu hesaplamak için gerekli olan rulman ömrü kavramının daha net bir tanımını verir. Ömür modelleri böylece bir rulmanın performansını daha gerçekçi bir şekilde tahmin etmeye yardımcı olabilir.

Rulman ömrünün tahmini, ISO 281 ve ANSI /Amerikan Rulman Üreticileri Birliği Standartları 9 ve 11'de açıklanmıştır.

Rulmanlı rulmanlar için geleneksel ömür tahmin modeli, temel ömür denklemini kullanır:

${\displaystyle L_{10}=(C/P)^{p}}$

Nereye:

${\görüntüleme stili L_{10}}$ %90 güvenilirlik için 'temel ömür'dür (genellikle milyonlarca devir olarak belirtilir), yani rulmanların %10'undan fazlasının arızalanması beklenmez

${\görüntüleme stili C}$ üretici tarafından belirtilen yatağın dinamik yük derecesidir

${\görüntüleme stili P}$ yatağa uygulanan eşdeğer dinamik yüktür

${\görüntüleme stili p}$ bir sabittir: bilyalı rulmanlar için 3, saf hat teması için 4 ve makaralı rulmanlar için 3.33

Temel ömür veya rulmanların %90'ının ulaşması veya aşması beklenen ömürdür. Bazen Arıza Arasındaki Ortalama Süre (MTBF) olarak adlandırılan medyan veya ortalama ömür, hesaplanan temel derecelendirme ömrünün yaklaşık beş katıdır. Birkaç faktör, ' ASME beş faktör modeli', istenen güvenilirliğe, yağlamaya, kirlenmeye vb. bağlı olarak ömrü daha da ayarlamak için kullanılabilir . ${\görüntüleme stili L_{10}}$${\görüntüleme stili L_{10}}$

Bu modelin en önemli anlamı, yatak ömrünün sonlu olması ve tasarım yükü ile uygulanan yük arasındaki oranın bir küp gücü kadar azalmasıdır. Bu model 1924, 1947 ve 1952'de Arvid Palmgren ve Gustaf Lundberg tarafından Dynamic Capacity of Rolling Rulmans adlı makalelerinde geliştirilmiştir . Model, 1924'ten kalma, sabitin değerleri savaş sonrası eserlerden. Daha yüksek değerler, hem tasarım yükünün altında doğru şekilde kullanılan bir rulman için daha uzun bir kullanım ömrü olarak hem de aşırı yüklendiğinde kullanım ömrünün kısaldığı artan oran olarak görülebilir. ${\görüntüleme stili p}$${\görüntüleme stili p}$

Bu modelin modern rulmanlar için hatalı olduğu kabul edildi. Özellikle rulman çeliklerinin kalitesindeki gelişmeler nedeniyle, 1924 modelinde arızaların nasıl geliştiğine ilişkin mekanizmalar artık eskisi kadar önemli değil. 1990'lara gelindiğinde, gerçek rulmanların tahmin edilenden 14 kata kadar daha uzun hizmet ömrü sağladığı bulundu. Yorulma ömrüne göre bir açıklama yapılmıştır ; rulman yorulma mukavemetini asla aşmayacak şekilde yüklenmiş olsaydı , o zaman Lundberg-Palmgren yorgunluktan kaynaklanan arıza mekanizması asla gerçekleşmezdi. Bu , AISI 52100 gibi daha önce yuvarlanma elemanları içinde stres yükseltici olarak hareket eden dahili inklüzyonlardan kaçınan homojen vakumla eritilmiş çeliklere ve ayrıca darbe yüklerinden kaçınan rulman raylarında daha pürüzsüz finişlere dayanıyordu . Sabit şimdi makaralı rulmanlar için top için 4 ve 5 değerlerini vardı. Yük sınırlarına uyulması koşuluyla, 'yorulma sınırı' fikri, rulman ömrü hesaplamalarına girdi: rulman bu sınırın ötesinde yüklenmemişse, teorik ömrü yalnızca kirlenme veya yağlama hatası gibi dış etkenlerle sınırlı olacaktır. ${\görüntüleme stili p}$

FAG tarafından yeni bir rulman ömrü modeli öne sürüldü ve SKF tarafından Ioannides-Harris modeli olarak geliştirildi . ISO 281:2000 ilk olarak bu modeli benimsemiştir ve ISO 281:2007 buna dayanmaktadır.

Yorulma sınırı kavramı ve dolayısıyla ISO 281:2007, en azından ABD'de tartışmalıdır.

Genelleştirilmiş Rulman Ömrü Modeli (GBLM)

2015 yılında SKF Genelleştirilmiş Rulman Ömrü Modeli (GBLM) tanıtıldı. Önceki yaşam modellerinin aksine, GBLM yüzey ve yüzey altı arıza modlarını açıkça ayırarak modeli birkaç farklı arıza modunu barındıracak şekilde esnek hale getirir. Modern rulmanlar ve uygulamalar daha az arıza gösterir, ancak meydana gelen arızalar daha çok yüzey gerilimleriyle bağlantılıdır. Yüzeyi yeraltından ayırarak, hafifletici mekanizmalar daha kolay tanımlanabilir. GBLM, yüzey yorgunluğunun değerlendirilmesinden elde edilen bir yüzey tehlike arıza modu işlevini tanıtmak için gelişmiş triboloji modellerini kullanır. Yeraltı yorgunluğu için GBLM, klasik Hertzian yuvarlanma temas modelini kullanır. Tüm bunlarla birlikte GBLM, birlikte yuvarlanma temasındaki stres dağılımını etkileyen yağlama, kirlenme ve kanal yüzeyi özelliklerinin etkilerini içerir.

2019 yılında Genelleştirilmiş Rulman Ömrü Modeli yeniden lanse edildi. Güncellenen model, hibrit rulmanlar, yani çelik halkalı ve seramik (silikon nitrür) yuvarlanma elemanlarına sahip rulmanlar için de ömür hesaplamaları sunar. 2019 GBLM sürümü öncelikle hibrit rulmanların çalışma ömrünü gerçekçi bir şekilde belirlemek için geliştirilmiş olsa da, konsept diğer ürünler ve arıza modları için de kullanılabilir.

Kısıtlamalar ve takaslar

Bir rulmanın tüm parçaları birçok tasarım kısıtlamasına tabidir. Örneğin, iç ve dış yarışlar genellikle karmaşık şekillerdir ve bu da onların üretilmesini zorlaştırır. Toplar ve silindirler, şekil olarak daha basit olsalar da küçüktürler; Yarışlarda koştukları yerde keskin bir şekilde büküldükleri için rulmanlar yorulmaya eğilimlidir. Rulman tertibatındaki yükler de çalışma hızından etkilenir: rulmanlı rulmanlar 100.000 rpm'nin üzerinde dönebilir ve böyle bir rulmandaki ana yük , uygulanan yükten ziyade momentum olabilir . Daha küçük yuvarlanma elemanları daha hafiftir ve bu nedenle daha az momentuma sahiptir, ancak daha küçük elemanlar da yarışla temas ettikleri yerde daha keskin bir şekilde bükülür ve yorgunluktan daha hızlı arızalanmalarına neden olur. Maksimum yuvarlanma elemanı yatak hızları genellikle , ortalama çap (mm olarak) ve maksimum RPM'nin çarpımı olan 'nD _m ' olarak belirtilir . Açısal temaslı rulmanlar için nD _m s, yüksek performanslı roketçilik uygulamalarında 2,1 milyonun üzerinde güvenilir bulunmuştur.

Ayrıca birçok malzeme sorunu vardır: daha sert bir malzeme aşınmaya karşı daha dayanıklı olabilir, ancak yorulma kırılmasına maruz kalma olasılığı daha yüksektir, bu nedenle malzeme uygulamaya göre değişir ve çelik en yaygın olarak rulmanlı yataklar, plastikler, cam ve seramikler için kullanılır. hepsi ortak kullanımda. Malzemedeki küçük bir kusur (düzensizlik) genellikle rulman arızasından sorumludur; 20. yüzyılın ikinci yarısında sıradan rulmanların ömründeki en büyük gelişmelerden biri, daha iyi malzemeler veya yağlayıcılar (her ikisi de önemli olsa da) yerine daha homojen malzemelerin kullanılmasıydı. Yağlayıcı özellikleri sıcaklığa ve yüke göre değişir, bu nedenle en iyi yağlayıcı uygulamaya göre değişir.

Rulmanlar kullanımla yıpranma eğiliminde olsa da, tasarımcılar kullanım ömrüne karşı rulman boyutu ve maliyeti arasında değiş tokuş yapabilirler. Bir yatak, soğuk tutulursa, temiz tutulursa, yağlanırsa, nominal yükte çalıştırılırsa ve yatak malzemelerinde yeterince mikroskobik kusur yoksa, sonsuza kadar - makinenin geri kalanından daha uzun süre dayanabilir. Soğutma, yağlama ve sızdırmazlık bu nedenle rulman tasarımının önemli parçalarıdır.

Gerekli rulman ömrü de uygulamaya göre değişir. Örneğin, Tedric A. Harris , ABD Uzay Mekiği'nde pompalanan sıvı oksijenden yeterince izole edilemeyen bir oksijen pompası yatağı hakkında Rulman Analizi'nde rapor veriyor . Tüm yağlayıcılar oksijenle reaksiyona girerek yangınlara ve diğer arızalara yol açtı. Çözüm, yatağı oksijenle yağlamaktı. Sıvı oksijen zayıf bir yağlayıcı olmasına rağmen, pompanın hizmet ömrü sadece birkaç saat olduğu için yeterliydi.

Çalışma ortamı ve hizmet ihtiyaçları da önemli tasarım konularıdır. Bazı rulman düzenekleri rutin yağlayıcı ilavesi gerektirirken, diğerleri fabrikada mühürlenmiştir ve mekanik düzeneğin ömrü boyunca daha fazla bakım gerektirmez. Contalar çekici olsa da, sürtünmeyi arttırırlar ve kalıcı olarak sızdırmaz hale getirilmiş bir yatakta yağ, yuvadan veya yataktan gelen çelik talaşlar, kum veya contayı geçen kum gibi sert parçacıklar tarafından kirlenebilir. Yağlayıcıdaki kirlilik aşındırıcıdır ve yatak tertibatının çalışma ömrünü büyük ölçüde azaltır. Rulman arızasının bir diğer önemli nedeni, yağlama yağında su bulunmasıdır. Son yıllarda hem parçacıkların etkilerini hem de yağdaki suyun varlığını ve bunların birleşik etkisini izlemek için çevrimiçi yağda su monitörleri tanıtıldı.

atama

Metrik rulmanlı rulmanlar, tüm fiziksel parametreleri tanımlamak için ISO 15 tarafından tanımlanan alfanümerik tanımlamalara sahiptir. Ana gösterim, ek parametreleri tanımlamak için öncesinde veya sonrasında isteğe bağlı alfanümerik basamaklarla birlikte yedi basamaklı bir sayıdır. Burada rakamlar şu şekilde tanımlanacaktır: 7654321. Son tanımlanan basamağın solundaki sıfırlar yazdırılmaz; örneğin 0007208 ataması 7208 yazdırılır.

Bir ve iki basamak birlikte, yatağın iç çapını (ID) veya delik çapını tanımlamak için kullanılır. 20 ve 495 mm (dahil) arasındaki çaplar için, ID'yi vermek üzere gösterim beş ile çarpılır; örneğin, 08 tanımlaması 40 mm'lik bir ID'dir. 20'den küçük iç çaplar için aşağıdaki gösterimler kullanılır: 00 = 10 mm İÇ, 01 = 12 mm İÇ, 02 = 15 mm İÇ ve 03 = 17 mm İÇ. Üçüncü hane, dış çapı (OD) tanımlayan "çap serisini" tanımlar. Artan düzende tanımlanan çap serisi: 0, 8, 9, 1, 7, 2, 3, 4, 5, 6. Dördüncü hane rulman tipini tanımlar:

0. Bilye radyal tek sıra

1. Bilye radyal küresel çift sıra

2. Kısa silindirik makaralı makaralı radyal

3. Silindir radyal küresel çift sıra

4. Makaralı iğne veya uzun silindirik makaralı

5. Spiral makaralı makaralı radyal

6. Bilye radyal itme tek sıra

7. Silindir konik

8. Top itme, bilye itme-radyal

9. Silindir itme veya radyal itme

Beşinci ve altıncı basamak, rulmandaki yapısal değişiklikleri tanımlar. Örneğin, radyal baskı yataklarında rakamlar temas açısını veya herhangi bir yatak tipinde contaların varlığını tanımlar. Yedinci basamak, yatağın "genişlik serisini" veya kalınlığını tanımlar. En hafiften en ağıra doğru tanımlanan genişlik serisi: 7, 8, 9, 0, 1 (ekstra hafif seri), 2 (hafif seri), 3 (orta seri), 4 (ağır seri). Üçüncü basamak ve yedinci basamak, yatağın "boyutsal serisini" tanımlar.

Burada A321-XXXXXXX (X'lerin ana gösterim olduğu) olarak tanımlanan ve ana gösterimden bir tire ile ayrılan dört isteğe bağlı önek karakteri vardır. İlk karakter A, artan sırada tanımlanan rulman sınıfıdır: C, B, A. Sınıf, titreşim, şekildeki sapmalar, yuvarlanan yüzey toleransları ve tarafından tanımlanmayan diğer parametreler için ekstra gereksinimleri tanımlar. bir atama karakteri. İkinci karakter, artan sırada 1-9 sayısıyla tanımlanan sürtünme momentidir (sürtünme). Üçüncü karakter, normalde artan sırada 0 ile 9 (dahil) arasında bir sayı ile tanımlanan radyal boşluktur, ancak radyal baskı yatakları için 1 ile 3 (dahil) arasında bir sayı ile tanımlanır. Dördüncü karakter, normalde artan sırada olan doğruluk derecelendirmeleridir: 0 (normal), 6X, 6, 5, 4, T ve 2. Derecelendirmeler 0 ve 6 en yaygın olanlardır; 5 ve 4 dereceleri yüksek hızlı uygulamalarda kullanılır; ve derece 2 jiroskoplarda kullanılır . Konik rulmanlar için değerler artan sıradadır: 0, N ve X, burada 0 0, N "normal" ve X 6X'tir.

Ana atamadan sonra tanımlanabilen beş isteğe bağlı karakter vardır: A, E, P, C ve T; bunlar doğrudan ana atamanın sonuna yapıştırılır. Ön ekten farklı olarak, atamaların tümü tanımlanmamalıdır. "A", artan bir dinamik yük derecesini gösterir. "E", plastik bir kafesin kullanımını gösterir. "P", ısıya dayanıklı çeliğin kullanıldığını gösterir. "C", kullanılan yağlayıcı tipini gösterir (C1–C28). "T", yatak bileşenlerinin temperlenme derecesini gösterir (T1–T5).

Üreticiler, bazı ürünlerinde parça numarası atamaları için ISO 15'i takip ederken, ISO 15 ile bağıntılı olmayan tescilli parça numarası sistemlerini uygulamaları yaygındır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

• Johannes Brandlein; Paul Eschmann; Ludwig Hasbargen; Karl Weigand (1999). Bilyalı ve Makaralı Rulmanlar: Teori, Tasarım ve Uygulama (3. baskı). Wiley. ISBN'si 0-471-98452-3.

Dış bağlantılar

• Rulman yağlama hakkında teknik yayın
• NASA teknik el kitabı Rolling-Element Rulman (NASA-RP-1105)
• Makine Elemanlarının Yağlanması NASA teknik el kitabı (NASA-RP-1126)
• Rulmanlı rulmanlar nasıl çalışır?
• Tasarım Dijital Kütüphanesi için Kinematik Modeller (KMODDL) - Cornell Üniversitesi'nde çalışan yüzlerce mekanik sistem modelinin filmleri ve fotoğrafları. Ayrıca mekanik tasarım ve mühendislik üzerine klasik metinlerden oluşan bir e-kitap kütüphanesi içerir.
• Rulmanlı Rulmanların Sönümleme ve Rijitlik Özellikleri - Teori ve Deney (Doktora tezi, Paul Dietl, TU Viyana, 1997