Makine Muh El Kitabi

8/2/2019 Makine Muh El Kitabi

1/60

t i

M A K I N A M H E N D S L E L K T A B I

Ciltl

RETM VE TASARIM

Baskya Hazrlayan A. Mnir CERIT

( Makina Yk. Mhendisi)2. Bask

TMMOB MAKNA MHENDSLER ODASI

Ekim 1994

Yayn no: 169


2/60

tmmobmakina mhendisleri odas

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

Yayn no : 169

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

Bu Yaptn yayn hakk Makina Mhendisleri Odas'na aittir. Kitabnhibir blm deitirilemez. MMO'nn izni olmadan kitabn hibir blm elektronik, mekanik vb. yollarla kopya edilip kullanlamaz.

Kaynak gsterilmek kayd ile alnl yaplabilir.

Ekim 1994 - Ankara

Dizg i : A l i R z a F a l c o l u ( M a k i n a M h e n d i s l e r i O d a s )Bask : M F L t d . t i. T e l : ( 0 - 3 1 2 ) 4 2 5 3 7 6 8

L


3/60

BLM 8

YALAMA VE YATAKLAR

Hazrlayan

Prof. Dr. Metin AKKK.ODT Makina Mhendislii Blm

YALAMA

Sayfa Sayfa

1. Yalamann nemi ve Yalama Yntemleri 02

2. Yalayanlar ve zellikleri 043. Yalayanlarn Snflandrlmas 104. Yalarn Seimi 14

YATAKLAR

1. Yataklarn Snflandrlmas 152. Yatak Seme zellikleri 153. Kaymal Yataklar 1 184. Radyal Yataklar 19

5. Eksenel Yataklar 26

6. Hidrostatik Yataklar 337. Srtnmeli Yataklar 398. Yatak Malzemeleri 409. Yuvarlanma Elem anl Yataklar 43

10. Yatak Sembolleri ve Toleranslar 4611. Yatak byklnn Belirlenmesi

ve Yatak Seimi 5012. Yatak Yerletirme Yntemleri 55

KAYNAKA 57LGL STANDARDLAR 58

8-01


4/60

YALAMA

1. YALAMANIN NEM VE YALAMA YNTEMLER

Genelde temas durumundaki yzeyler arasnda srtnme kuvvetini ve amm miktarn azaltmak iin yala- yalur kullanlr. Srtnen yzeyler arasnda bir yalayan kullanmann amac aadaki ilevlerden bir veya bir-den fazlasn salamaktr.

1. Yzeyler arasndaki normal kuvveti yalayc bir tabaka ile iletmek. Bylelikle, yzeylerin przleri ara-snda kuvvet iletimini daha geni bir yalayc tabakaya yayarak yzey gerilmelerini azaltmak.

2. Yalayc tabaka ile yzeylerin przlerinin birbirine srtnmesini engelleyerek srtnme katsays veanma miktarn azaltmak.

3. Yalama ile srtnme katsaysn azaltarak srtnme nedeni ile oluacak s retimini azaltmak. Srtnmeile oluacak sy tamak ve bylelikle de yzey scakln istenilen deerde tutmak.

4. Ar evre koullarnda alan yzeyler zerinde bir tabaka oluturmak malzeme ile korozif ortam arasn-daki ilikiyi kesmek ve korozyondan korumak.

5. Srtnen yzeyler arasna yabanc sert paralarn girmesini nlemek ve yzeylerden uzak tutmak.6. Yzeyler masnda anma veya evre koullar nedeni ile oluabilecek kk ve sert paralan kayma hare-

keti ile veya dardan salanacak ya akm ile srkleyerek temizlemek.7. Makinann dier paralarndan iletilen titreim ve okun temas halindeki yzeye iletimini snmlcmek.

Ya tabakasnn snmleme zellii ile makinalarda titreim seviyelerinin azalmasn salamak.

Yalama Tipleri Yalama tipi ve buna bal olarak srtnme katsaysnn deiimi yzeyler arasndaki kayma hz, U, (veya

asal dnme hz, N) kayma ynne dik yndeki genilik. L, uygulanan yk, W, (veya ortalama basn, p= W/ A), ve ya viskozitesine, u, baldr. Bu bant Stribeck erisi ile ekil.1 de verilmitir ve srtnme katsaysnndeiimine bal olarak eitli yalama tipleri tanmlanmtr. Burada srtnme katsaysn etkileyen faktrler bo-

yutsuz Stribeck says, uUL/W veya (.N/P olarak verilmitir. Hidrodinamik yalama teorisinde de gsterileceigibi Stribeck says yzeyler arasndaki ortalama aklk h, ile orantldr. Bu nedenle ekil.1 srtnme katsays-nn h ile deiimi olarak da dnlebilir. Srtnme katsays yzey malzemelerine bal olmakla birlikte birokalma koullarnda Stribeck saysnn 1O'S ile 10'6 deerleri arasnda en az deere eriil'. Bu deer de yaklakolarak yzeyler arasndaki ortalama akln, h, ortalama yzey przll deerine, o"= (O + a 2)"

2, yakn de-ere karlktr.

I *

\ h < c1

\

\V

10- ''. i

r-1 0

s v h > c r

1 0 "b

r- 4 10

ekil.1- Yalama tiplerini tanmlayan Stribeck erisi

8-02


5/60

YALAMA

Yalama ve srtnme tipleri kesin snrlarla ayrlmamakla birlikte yzeyler arasndaki ortalama akln or-talama yzey przllne gre bykl ile belirlenir.

(h>a): Kaln tabaka yalamada yzey przllnden en az bir mertebe daha byk olun bir ya tabakas(h>10nm) ile yzeyler birbirlerinden tmyle ayrlmtr. alan yzeyler arasnda hi bir biimde temas olma-dndan anma yoktur ve srtnme sadece yan akm ve viskozitesine baldr. Yk, kayna hz ile yzeylerarasnda ya kamasnn (daralan filmin) oluturduu basn dalm ile tanyorsa hidrolik yalama, yzeylerarasna yksek basnta ya gnderilerek tanyor ise hidrostatik yalama olarak tanmlanr. Srtnme katsays

bu tip yalamada 0.001-0.02 arasnda deiir.

Ykn artmas veya hz ya da viskozitenin azalmas ile ortalama akln yzey przllnn sadece 3-5katna dt durumda, yk yalayc tabakann ka\tn.M ile oluan hidrodinamik basn ile tanrken yzey p-rzlerinin en yksek noktalarnda karlkl metalin melal ile temas da oluur. Bu tip yalama ince tabaka yala-ma olarak tanmlanr.

h - a: Elastik ekil deiiklii oluturabilecek kadar ar yklenmi ve yzey przll ok kk olanyzeylerde, rnein nokta ve izgi temasn olutuu dili ve yuvarlanma elemal yatak yzeylerinde h=o--().2-lujn), elastohidrodinamik yalama oluur. Bu tip yalamada viskozite ya basnc ile artar ve yk hidrodinamik

basn ile tanr.

Yzeyler arasndaki akln yzey przllnn 3 katndan daha kk deerlerinde ykn nemli birksm yzeylerin temas ile tanrken bir ksm da yzey przlerinin arasna skm olan yan basnc ile ta-nr. Bu koullarda yzeylerin temasn nleyen, yzeylere yapm bir yalayc tabakann olmas durumundakark yalama koullan oluur. Snr tabakann kayma dayanmna bal olarak srtnme ve anma artar.Srtnme katsays 0.4-0.5 deerine kadar kabilir.

h


6/60

YACLAMA

Ya dolu zincir halkalar dier bir y/.ey ile temasa geldiklerinde ya yzeye yaylr. Bilezik ile yalamada milzerine madeni bir bilezik geirilmitir. Burada ya mil ile birlikte dnmekte olan bilezik ile yalanmas istenilen

yzeylere merkezka kuvveti ile frlatlr. Eu yntem olduka gvenilir bir yntemdir, orta ve yksek hzdaalan makinalarda ok geni uygulama alan bulmaktadr.

5. Dalma veya banyo yalama : Bu yntemde srtnen yzeyler ya banyosuna tamamen daldrlm olarakalrlar. Ya seviyesi kontrol yzeyler almazken yaplmaldr. Yksek devirlerde gerekli ya seviyesi de-neylerle bulunur. Hacmi kk olan ya banyolar yan abuk bozulmasna, zelliini yitirmesine yol aar vedaha sk ya deiimi gerekli olur.

6. Sratma yalama : Kapal bir gvde iine yerletirilmi dnen paralan olan makinalann yalanmasndakolaylkla kullanlabilen bir yntemdir. Dnen paralarn yeterli seviyede ya bulunan banyoya arparak dalar-ken etrafa srattklar ya ile srtnen yzeylerin yalanmas mmkndr. Krank-biyel mekanizmal iten yan-mal motorlarda, kompresrlerde ve dili sistemlerinde kullanlr. Bu tr yalamada alma balangcnda yzey-lerin yeteri kadar yalanabilmesi iin gerekli ya tutucu ve depolayc boluklar, kanallar vb. tasarmdeiiklikleri yaplmaldr.

7. Pompal (basnl) yalama sistemi : Bu yntem endstride ok yaygn olarak kullanlmaktadr. Yalan-mas gerekli olan elemanlara ve dier srtnen yzeylere sabit akl ya vermek amac ile kullanla-. Yksek hz-daki veya byk yataklardaki gibi yan ok miktarda iletilmesi gereken durumlarda basnl yalama ile yadevrettirilir. Ya basn ile yalama sistemi borularndan yalanacak yzeye kadar iletilir. Borularn ucuna yer-letirilen ya memelerinden yksek hzla (I5m/s) kan ya dorudan yalanacak noktaya pskrtlr. Yalama-dan sonra bir depoda toplanan ya temizlenerek tekrar kullanma alnr. Ya devridaimi bir pompa ile salanr.Bu sistemler yan filtreden geirilerek temizlenmesine, yksek yatak scaklklarnda snn ya soutucusu ilesistemden dar atlmasna olanak saladndan srekli alacak sistemler iin tercih edilirler. Ya toplama de-likleri ya giri deliklerinden daha byk olmaldr.

8. Ya sisi (hava-ya karm) ile yalama : Sv yan ok kk tanecikler (piilverize) halinde basnlhava ile birlikte gnderildii bir yntemdir. Bu tr yalama yksek hzda alan makinalarda yan kolaylklatemas blgesine girememesi durumunda havann kolaylkla girecei dnlerek uygulanr. Yalanacak yzeylerkapal bir sistem iinde basn altnda altklarndan dardan istenmeyen yabanc maddelerin girmesi de nle-nir. Bu yalama ynteminde piilverize olma zellii ve oksidasyona kar direnci artrlm yalar kullanlmal-dr. Ya-hava karm ile yalamada, ya miktar belirleyici bir birim tarafndan hava akm geen bir boru iineaktlr. Ya damlas hzl hava akm iinde kk paralara ayrlr ve yalanacak yzeyde srekli bir ince yatabakas oluturur.

9. Gres ile yalama : Ar yk, dk hz ve yksek scaklk nedeni ile sv yan yzeylerde tutulmasnnzor olduu ve yeterli bir film kalnlnn oluturulamad uygulamalarda gres ile yalama tavsiye edilir. Gres ile

yalamada;- basit gres kutusu,- hava veya yay baskl gres kutusu,- gres presi (elle alan) veya- birok yalama noktas ayn anda yalanabilen ve gres miktar her yalama yeri iin ayarlanabilen otomatik

gres presi kullanlabilir.

2. YALAYANLAK VK ZKLLKLER

Yalayc Maddeler Yalayan, yk altnda hareket eden iki yzey arasnda bir tabaka oluturabilen herhangi bir madde olabilir.

Yalayanlar gaz, sv ve kat olarak snflandrlabilirler.

1- Gaz yalayanlar : I lava, helyum, azot, hidrojen, karbon dioksit vb.2- Sv yalayanlar : Madeni yalar, doal yalar, sentetik yalar.3- Kat yalayanlar : Grafit, molibden dislfit, naylon, talk, mika, politetrafloretilen (PTFE), poliklortriflore-

tilen (l'CF), eitli titanyum, selenyum ve tungsten slfitleri.

Bunlara ek olarak yar-kat yalayunlardan gres ve petrol jlesi de kullanlu 1.

Gaz YalayanlarGenellikle hava, gaz yalayan olarak kullanlr. Ancak kapal bir sistem iinde alan yzeylerin yalanma-

snda alma ortamndaki gaz ve akkanlarn buharlar yalayan olarak kolaylkla kullanlabilir. Gaz

8-04


7/60

YALAMA

lai'm sv yalayaluru gre viskoziteleri ok kk olduundan yk tama kapasiteleri az ve yzeyler arasndakisrtnme katsays ok kktr. Gazl hidroslalk yataklarda srtnme katsays sfra yakndr. Bu nedenle ge-nellikle yksek hzda ve ok hafif yklerde hassas alna gerektiren sistemlerde kullanlr.

Sv YalayanlarSv yalayanlar elde edililerine gre balca iki grupta toplanabilir.

1 - Doal yalar2- Sentetik yalar

Doal yalarda kendi aralarnda elde edildikleri han maddelere gre ayrlabilir. Bitkisel yalar bitkilerden(zeytin, hurma, am, vb.), bitki tohumlarndan (pamuk, susam, soya, yer fst, msr vb.) ve bitki kklerinden;hayvansal yalar eitli hayvanlarn (balina, ay bal, balk, domuz vb.) i yalarndan elde edilir.

Madeni (mineral) yalarham petrolden, kmrden, bitml linyitten, ziftli amurdan, fosillemi bitkilerden

elde edilen yalan ierir. Ancak 19. yzyln son yarsnda endstrideki ya kullanmnn nemli miktarda artma-syla gerekli olan ya byk bir ounlukla 1nun petrolden elde edilmitir. Ham petrol yaklak %83-87 karbon,% 11-14 hidrojen, deiik oranda su ve az miktarda kkrt, oksijen ve azot ierir. Dier bir deyile yalar hidro-karbonlardr. Ancak karbon ve hidrojen balar ok eitli ekillerde alabilir ve bu da petroldaki farkl zellikle-rin nedeni olur. ilam petrol temel olarak parafinler, olefinler, aonalikler, naflanlardan asfaltiklere kadar deienok karmak hidro-karbonlann karmndan oluur.

Sentetik yalarileri teknoloji gerektiren uzay aralar, nkleer, uak vb. endslrilerdeki gelimeler karsndamadeni yalarn zelliklerinin yeterli olmamas nedeni ile kimyasal olarak laboratuvarlarda gcltirilmitir. Sente-tik yalarn madeni yalara gre en byk zellii yksek scaklklarda kullanlabilmeleridir. Bu yalar genellik-le yanmayan yalar olduundan hidrolik ya olarak da kullanlr. Sentetik yalar sala zararl olabileceindengerekli nlemler alnmaldr. Madeni yalara gre fiyatlar yksektir. Bu yalarn karlatrmal olarak alma

scaklklar izelge. 1 de verilmitir (1).

Kat YalayanlarKat yalayanlar allagelmi yalar ve greslerin yalama grevlerini yerine getiremedikleri yksek scaklk-

taki evre koullarnda kullanlr. Bu yalayanlar atomlarnn tabakalar halindeki yerleimleri nedeni ile okdk kayma gerilmelerinde kolaylkla kayarlar. Srtnmeyi azaltmalarnn yansa yzeylerde bir tabaka olu-turduklar iin korozyonu da nlerler. Kat yalayanlar toz. macun, sv iinde amurlatrlarak. toz halinde gres-lere ve yalara katk olarak, plastik ve sinler metallere yedirilmi olarak kendinden yalama salarlar. Yksek s-caklkta alan makinalarda rnein, roket motorlarnda, frn iindeki konveyr yataklarnda ve zincirlerinde,veya ok souk ortamlarda alan makinalarda rnein, ykseklerde uan uaklarda, uzay aralarnda kullanlr.

izelge.1- Sentetik Yalarn alma Scaklklklar (1)

Yalar

Madeni yalar

Sper-rafine madeni yalar

Sentetik hidrokarbonlar

Organik eslerler

Poliglikoller

l'olifenil eterler

Alkil fosfat eslerleri

Alil fosfat eslerleri

Puli-silikonlar

Silikonlar

Silikat esterleri

llalojenli poli-ariller

riorokarbonlar

Perfloroglikollar

Uzun sreli ("C)

93-121

177-232

177-232

177-190

163-177

316-371

93-121

149-177

190-218

218-274

177-232

204-260

288-343

232-260

Ksa Sreli ("C)

135-149

316-343

316-343

218-232

204-218

427-482

135-149

204-232

260-288

316-343

316-343

288-316

399-454

288-343

8-05


8/60

YALAMA

Kat yalayanlar elde edildikleri kaynaklara gre snflandrlabilir.1 - Organik2- norganik3- Metalik

Grafit ve molibden dislfrPolimerler (PTFE. PTCFE vb.)Kurun, indiyum, baryum, gm, altn vb.

Uygulamada bu maddeler bileikler halinde de kullanlr.

GrafitDoada toz veya pul eklinde bulunan karbon esasl bir yalaycdr. Grafit yapsnda karbon elemankristal halinde bulunur ve atomlar tabakalar halinde yerlemitir. Srtnen yzeylerin przlerine dolarak dz vepalak bir yzey oluturur. Srtnmeyi azaltmak iin yaa ve grese toz halinde katk olarak kullanld gibi suyakartrlm olarak da kullanlabilir.

Grafit genellikle yksek basnta ve scaklkta srtnmeyi azaltmak iin kullanlr. 2000C nin zerinde ergi-dii iin scakla kar ok dayankldr. Grafit genellikle karbon (kmr yatak) veya metaller iine yedirilerekyatak, makina eleman veya szdrmazhk eleman olarak istenilen ekilde ve lde ilenebilir. Bu malzemelerlehava iinde 600C, asal gazl bir ortam iinde 3000"C ye kadar kullanlabilir. Bu malzemeler krlgan olduklar

iin arpma yklerinin olduu yerlerde veya arkasnda rijit metal olmadan kullanlmamaldr. Kimyasal olarakaktif bir malzeme olmadndan asit veya dier kimyasal svlarn bulunduu sistemlerde, pompalarda ve srt-nen yzeylerde yatak malzemesi olarak kullanlr. Ortalama yzey basncnn 1.38 MPa dan dk deerlerinde,ok yava kayma hareketi olan yzeylerde ise 6.89 MPa ya kadar uygulamalarda kullanlabilir. Elektrik iletkenli-i yksektir.

Molibden dislfr(MoS2) pullan grafit pullarndan daha kk olmas nedeniyle srtnen yzeylerin prz-lerini ve ukurlarn daha iyi doldurur. Grafitten daha yumuak, ancak younluu grafitin iki katdr (5 g/cm 3).Kristal yapsnda molibden ve kkrt atomlar farkl paralel tabakalara yerletiklerinden tabaka halinde bir yaps

vardr. Kimyasal yapsndaki iki kkrt atomu ile yzeye yapr, dier iki kkrt atomu ile molibden dislfrmoleklleri arasnda kayma salanr. Bu yap ile yatak yzeylerinde korozyon da nlenir. Yzeydeki filminin bo-zulmas ancak 1000 MPa temas basncnda olduundan, plastik metal ekillendirme ilemlerinde olduu gibi, ok

yksek temas basnc olan uygulamalarda yzeyler arasnda souk kaynak oluumu nlenir.

MoS2 toz halinde veya yalarda ve greslerde katk maddesi olarak (yaklak %10 kadar) veya az bir miktardamadeni veya sentetik ya karm ile macun olarak kullanlr. MoSj 400C de oksitlenir. Bu nedenle normal at-mosfer koullarnda -100C ile +400C arasnda yalama yaplabilir. Hava ile temasn az olduu yerlerde 630C

ye kadar klabilir. Yksek vakumda, hidrojen ya da asal gaz ortamlarnda 1100C ye kadar yalama yaplabilir.M0S2 de bir miktar nem bulunmas kinetik srtnme katsaysn dk hzlarda artrr ve yksek hzlarda retilens nedeniyle nemin azalmas ile kinetik srtnme katsays azalr. Normal atmosferik koullarda srtnme katsays 0.05 den yzey basncnn artmasyla 0.03 e kadar der. Grafitin aksine, M0S2 n dk tuzlardaki okdk statik ve kinetik srtnme zellikleri nedeniyle tutuklu kama veya yap-kay (stick-slip) titreim zellii

yoktur.

Kat yalayclarn eitli alma scaklklarndaki srtnme katsaylar izelge.2 de verilmitir (1). Bu de-erler mika ve talk iin 0.41m/s kayma hz ile 0.9 N yk altnda, dierleri iin ise 3,05 m/s kayma hz ile 3,2 N

yk altnda elde edilmitir. Kat yalayclar arasnda en dk kinetik srtnme katsays 1400 MPa basnta0,009 ile tantalyum dislfr (TaS2) ile elde edilir.

izelge.2- Kat Yalarn Srtnme Katsaylar (1)

Yalayan 8"F (2(>.7OC) 50F (26()C)

0.9_

0,2-0,470,130,290,06-0,120.100,150.60,60,2

1000F (538C)

0,65-0,750,51

0,15-0,190,370,210,20-0,27

LFAIPO4

PbSPbS/MoS2PbS/GrafitGrafitMoS.BNPbF2TS,

WS2MikaTalk

0,3-0,40,6

0,470,16-0,130,200,14-0.300,430,30,60,70,7-1.60,38-0,890,13-0,89

8-06


9/60

YALAMA

Yalayan olarak kullanlan yumuak metallergenellikle sert yzeyler zerinde ince bir kaplama olarak kulla-nlr. Kayma ile oluan s ile ergiyerek yzeylerin przlerini doldurur ve srtnme katsaysn azaltrlar. Bu ne-denle ar artlarda kayma ile yksek scakln olutuu uygulamalarda kullanlr. izelge.3 de yalayc olarakkullanlabilecek metallerin ergime scaklklklan verilmitir.

izelge3- Yalayc Metallerin zellikleri

Metal Ergime Scakl (C)

Galyum 30

ndiyum 155

Kalay 232

Talyum 300

Kurun 327

Baryum 704

Gm 961

Aln 1063

Naylon, teflon, asetal, poliyamid ve fenolikler gibi organik polimerierin de yalayc zellikleri vardr. Bumalzemelerin s iletim katsaylar genellikle dktr. Yk tama kapasitelerini ve s iletim katsaylarn artr-mak amacyla fiberglas, grafit, metal tozlar vb. dolgu malzemeleri ile birlikte kulamlr. izelge.4 de polimeryalayanlann zellikleri verilmitir. Srtnme katsaylar alma koullarna bal olarak izelgede verilen de-erler arasnda deiebilir.

izelge.4- Polimer Yalayanlann zellikleri

Polimer Srtnme Katsays Ergime Scakl (C)

290

290

200

100

150

260

280

350

110

Madeni Yalar ve zellikleri

ViskoziteViskozite akkan tabakalarnn birbirine gre kaymaya kar gsterdikleri diren olarak tanmlanr. Kayma

gerilmesi T, kayma ynne dik yndeki kayma oran (hz gradyan) du/dn ile doru orantl olup bu iliki Newtonviskozite yasas ile verilir.

t=H.du/dn

Burada orant katsays n dinamik viskozite ya da mutlak viskozite katsays olarak tanmlanr ve genellikle k-saca viskozite olarak bilinir. Akkanlarn viskozitesi ap kk olan bir boruda kendi arlnn etkisi ile olu-an akm ile lldnden kinematik viskozite

v = u/p

8-07

PTFE (teflon)

PTFE+dolgu

PTFCE

Naylon 6Naylon 6+dolgu

Polislfon

PPS

Poliyamid

Asetal

0,03-0,12

0,1-0,6

0,12-0,3

0,2-0,30,2-0,4

0,14-0,22

0,2-0,5

0,2-0.1

0,1-0,4

t''''%


10/60

YALAMAolarak tanmlanr. Burada p yan younluudur.

Viskoziteler eitli birim sistemlerine gre tanmlanabilir.

SI Birimi c.g.s. Birimi ngiliz Birimi

v

Pa.s

m2/s

dyn. s/cm2 = Poise (P)

cm2/s = Stoke (St)

lb. s/in2 = Reyn

n2/s

Ayrca mPa.s = 10"3 Pa.s, centipoise (cP) = 0,01 P, centistoke (cSt) = 0,01 St, microreyn (uReyn) = 10"6 Reynde kullanlr.

ok yksek temas basnlarnn olutuu elastohidrodinamik yalama koullarnda madeni yalar sktrla-bilir akkanlardr. Dowson ve Higginson tarafndan younluun basn ile deiimi

olarak verilir. Burada p0 atmosfer basncndaki younluk ve basn GPa olarak alnmaldr. ok yksek basnlar-da bu eitlikten yaklak %35 younluk art elde edilir.

ViskoTte-Scaklk BantlarMadeni yalarn dier nemli bir zellii de viskozitenin scakla gre deimesidir. Genel bir kural olarak

viskozitesi yksek olan yan viskozitesi dk olan yaa gre scaklkla deimesi daha fazladr. Kinematik vis-kozite, v, ile mutlak scaklk, T, arasndaki bant Walther eitlii ile verilir.

Bu bantdaki parametre v, p ve C verilen bir yan U ayr scaklktaki kinematik viskozite deerleri kullan-larak bulunabilir. ASTM tarafndan bir ok ya iin v(cSt) alnaraky = 0,6 bulunmu ve bu bant iki defa loga-ritmas alnm ekliyle nerilmektedir.

log log ( v + 0,6) = A-C log T

Bu ekliyle, verilen bir yan iki ayr scaklktaki kinematik viskozite deerleri kullanlarak A ve C katsaylarbulunabilir.

Bu tr eitlikler kullanarak istenilen bir scaklktaki bilinmeyen viskozitenin bulunmas en doru ekildeVogel eitlii ile elde edilmektedir. Bu eitlikte dinamik viskozite, u, ile mutlak scaklk, T, arasndaki iliki

olarak verilir. Buradaki A, B ve C katsaylar, verilen bir yan ayr scaklktaki dinamik viskoziteleri kul-lanlarak bulunur.

Viskozite ndeksiMadeni yalar ilk kullanlmaya balandnda naftanik yalarn viskozitesinin parafinik yalann viskozitesi-

ne gre scakln artmas ile daha ok azald grlmtr. Viskozite indeksi, (VI), viskozitenin scaklkla dei-imini greceli olarak belirtmek iin tanmlanmtr. Ham petrolnden elde edilen ve scaklk deiimiyle visko-

zitesi az deien parafinik yalarn viskozite indeksi 100, scaklk deiimiyle viskozitesi ok deien naflanik yalarn viskozite indeksi 0 olarak tanmlanmtr. Dier yalann viskozitelerinin scaklkla deiimi bu referans yalara gre VI ile belirlenir. Viskozite indeksi 100C deki kinematik viskoziteleri ayn olan yalar iin tanmla-nr ve referans yalar ile viskozite indeksi bilinmeyen yan 40C deki kinematik viskozite deerleri kullanlarakDean ve Davis eitlii ile hesaplanr.

L-H100

8-08

n


11/60

YALAMA

L : viskozite indeksi dk (VI=0) olan yan kinematik viskozitesiH : viskozite indeksi yksek (VI=100) olan yan kinematik viskozitesiU : viskozite indeksi bilinmeyen yan kinematik viskozitesi

Burada kinematik viskozite deerleri 40C deki deerler olarak alnmaldr. 1()C deki kinematik viskozite

deerleri ayn olan madeni yalar iin 40C de, viskozite indeksi en yksek (Vl=100) olan yan kinematik vis-kozitesi, II, ve viskozite indeksi en dk (VI=0) olan yan kinematik viskozitesi, L, izelge.5 de verilmitir.Burada 100C deki kinematik viskozite deerleri 2 eSt dan 70 cSt kadar verilmitir. Verilen deerler arasnda in-terpolasyon yaplabilir ve 70 eSt dan byk deerler iin

I. = 0.8353 Y2+ 14.67 Y-21611 = 0,1684 Y2 + 11.85 Y- 97

eitlikleri kullanlr.

40C deki viskozitesi II deerinden kk olan baz sentetik yalarn VI deeri 100 den fazladr. Bu cinsyalar iin VI, 100C deki kinematik viskozite deeri, Y, ile yeni bir parametre, N. tanmlanarak hesaplanu'.

N=( l o gII- l o gU) / l o gY VI = 100+ 140x(log-l N-l)

izelge.5- H ve L kinematik Viskozite (eSt) Deerleri (AS TM D 2270)

100 C d e

2,003,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

15,0

16,0

17,0

18,0

19,0

20,0

21,0

22,0

23,0

24,0

25,026,0

40 C

L

7,99415,49

25,32

40,23

57,97

78,00

100,0

123,3

147,7

173,9

201,9

231,9

263,3

296,5

331,9

369,4

408.6

449,9

493,2

538.4

585.2

633,6

683.9

736,5790,4

de

H

6,39412,15

19,56

28,49

38.19

48.57

59,60

71,10

82,87

95,19

108.0

121.5

135.4

149,7

164.6

180.2

196,2

212.7

229.5

247,1

264.9

283,3

301.8

320.9340.5

100 " C de

27.028.0

29.0

30.0

32.0

34.0

36.0

38.0

40.0

42.0

44.0

46.0

48.0

50.0

52.0

54.0

56.0

58,0

60.0

62.0

64.0

66.0

68.0

70.0

40 C de

L

84 7,0904,1

963,4

1023

1151

1286

1427

1575

1730

1892

20642243

2426

26.18

2817

3020

3233

3452

3676

3908

4147

4392

4645

4905

H

360,5380.6

401,1

421,7

464,9

509,0

555,6

603,1

651,8

701,9

754,4

808,2

863.0

919.6

977,5

1036

1097

1159

1222

1286

1352

1419

1488

1558

rnek : 100C deki kinematik viskozitesi 10 cSt ve 40"C deki kinematik viskozitesi 110 cSl olan yan vis-kozite indeksinin bulunmas :

izelge.5 den 100C de lOeSt ya iin 11 = 82.87 eSt ve I. = 147.7 cSt bulunur ve

olarak hesaplanr.

147.7 - 1 10

VI = X 11)0 = 58

147.7 - S2.87

8-09


12/60

YALAMA

Viskozite-Basn Balamuk yksek Hertz temas basncnn (100 Ml'a ve daha yksek) olutuu yuvarlanma elemanh yataklar ve di-

liler gibi uygulamalarda viskozite basn ile de deiir. Viskozitelerin basn ile deiimi

ile verilir. Burada uH atmosfer basncndaki viskozite, p (Pa) basn ve abasn-viskozite katsays

a =(0,6+ 0,965 loguu) 108

olarak alnr. Bu eitlikte u.,,(eP = mPa.s) alnarak a(l/Pa) olarak bulunur.

Katklar Yalarn zelliklerini gelitirmek ve yeni zellikler kazandumak amacyla eklenen kimyasal maddeler katk

olarak tanmlanr. Oksitlenmeyi nleyici, reaksiyon nleyici, korozyon nleyici, vizkozite indeksini ykseltici,

anmay azaltc, yksek basn tayc (EP), yapkanlk verici, kpk nleyici, emlsiyon yapc, donma nok-tasn drc vb. katklar kullanlr.

3. YALARIN SINIFLANDIRILMASI

Endstride makialarm ok deiik alma koullarnda yalanmas iin deiik zellikleri olan madeni ya-lar gerekmekledir. Yalarn .snrlandrlmas kinematik viskozite deerleri temel alnarak yaplmaktadr. Gn-mze kadar bir ok kurulu tararndan yalarn snflandrlmas yaplmtr. Ancak tm mhcndilik kurululartarafndan kabul edilebilen ortak bir snflandrmaya endstrilemenin balangcnda geilememi olmas bugnokluka byk karkla neden olmaktadr.

ISO SistemiISO (International Slandards Organization) ya snflandrma sislcminde, yalarn 40C deki cSt (mm2/s) cin-

sinden kinematik viskozite deerleri temel alnmtr. Viskozite numaras (ya snflandrma numaras) VG (Vis-cosity Grade) harfleri ile ifade edilir ve bir nceki ya s;nflandrma numarasndan %50 artrlarak elde edilen sa-ynn standard sayya yuvarlulmas ile elde edilmitir. rnein : 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100 ve bu saylarn onlukkatlar, iler viskozite numaras belli bir blgedeki viskozite deerlerinin orta deeridir. Bu blge orta viskozitedeerinin %10 deiimi ile belirlenir. Bu snflandrma sisteminin zellii viskozitenin 40C de verilmesidir.Dier scaklklardaki viskozite, hidrokarbon yaps, katk oran, zel uygulamalar iin uygunluu gibi ya kalite-sini belirten dier zellikleri iin hi bir bilgi verilmez. Bu snflandrma sistemi ASTM (American Society forTesting and Materials) ve ASL; (American Society otLubrication Engineers) tarafndan da kabul edilmitir.ekil.2 de ISO VG yalarnn dinamik viskozitelerinin scakla gre deiimi verilmitir. 40C deki kinematik

viskozite ekseni ya younluu 900 kg/m3 alnarak bulunmu ve ISO VG numaralarnda bu deerler temel aln-mtr.

AMA SistemiAMA (American Gear Manufacturers Association) ya snflandrma sistemi 1981 de ISO snflandrma sis-

temine gre yenilenmitir. Bu snflandrmada viskozite blgeleri ayn olmakla birlikte kullanlan snflandrmanumaralar 1 den 9 a kadar deimektedir. ekil.2 de AMA numaral yalarn scaklkla deiimi verilmitir.

SAE SistemiSAE (Society of Automotive Engineers) ya snflandrma sisteminde yalar karter ve dili (otomotif trans-

misyon) yalan olmak zere kullanldklar yere gre iki ayr grupta snflandrlmlardr. Bu sistemde smnflan-drma 210F (99C) deki. W (Winter) harfi ile olanlar iin ise 0F (-18C) deki viskozite deeri temel alnarak

yaplmtr, viskozitenin ISO sistemine gre farkl scaklkta verilmesi nedeni ile ya numaralar tam uyumaz.ekil.3 de SAE ya snflarnn, ekil.4 de ise alak scaklk yalarnn scakla gre deiimleri verilmitir.

ekil.2 de SAE ya numaralar 218F (99C) de gsterilmitir.

8-10


13/60

YALAMA

DO k; /m5

younluk i;inklcer.ok viskozite fm m

2/eSl)

60 60 70 60 90 IOC

T ( ' C )

ekil.2- ISO ve AUMA yadlarnn Visko/ile-scaklk deiimi

SUS Sistemi

100F (38C) deki Saybolt saniyesi cinsinden viskozite deerlerini temel almtr. Viskozite lme scaklklarISO ve Saybolt snflandrmasnda ok yakn olduundan birbirine evirme yaklak olarak kolaylkla yaplabilir.Saybolt saniyesini ISO numarasna evirmek iin 4,8 ile blp, en yakn standard ISO numaras alnabilir.

Yukarda aklanan viskozite snflandrma sistemlerinin birbirleri ile karlatulmas ve edeer yalarn bulunabilmesi bu sistemlerin sabit bir scaklk iin ayn bir viskozite ekseninde gsterilmesi ile yaplabilir.ekil.5 de 40C deki viskozite deerleri iin eitli snflandrma sistemlerindeki edeeri kolaylkla bulunabilir.

Gresler ve zellikleriGresl

lere kar srts olmayannlr.

ile oluan yar-kat haldeki yalayanlardr. Ka-

kon) yalar kullanla-. Gres viskozitesi olarak da temel yan kat halden sv hale gemeye balad scaklk ola-rak tanmlanr. Genellikle gresler emniyet amacyla damlama noktasnn altndaki scaklklarda kullanlmaldr.

8-11


14/60

YALAMA

H

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 H0 120 150 ',-TCC)

ekiU- SAE yalar ve visko/.ite-scaklk deiimi

rCcSU

10 20 30TCC)

ekil.4- SAE nlti-visko/.ilc yalar veviskozite-scaklk deiimi

*jckil.5- Ya snflandrma sistemlerininkarlatrlmas

8-12

'M i k i ' - "

k

I * . ' " '

n1'IBKP


15/60

YALAMA VE YATAKLAR

/.elgc.6 Gres Trlerinin zellikleri

Kalnlatrc

sabun

Lityum sabunu

Kalsiyum sabunu

Kalsiyum komplekssabunu

Sodyum sabunu

Sodyum komplekssabunu

Alminyum sabunu

Alminyum komplekssabunu

Baryum sabunu

Baryum kompleks

sabunuKark sabunlu(Na+Ca,Na+AI,Li+Ca.

Li+Na,vb.)

Sabunsuz gresler

Temel

Madeni ya

sler ya

Silikon ya

Madeni ya

Madeni ya

Madeni ya

Madeni ya

Madeni ya

Madeni ya

Madeni ya

sler yaMadeni ya

Madeni yaSentetik ya

alma

scakl

-20/60

-50/120

-50/160

-20/60

-30/150

-20/120

-20/130

-20/70

-40/150

-20/150

-60/130-20/80

-10/150-10/250

Damlama

noktas

170-190

170-190

170-190

70-90

260

170-190

260

66-104

260

190

190160-190

240240

Gres trnn seliminde kvam (konsistans), alm scakl ve gresin .suya kar dayankll gz nndetutulmaldr. Gresin yumakl kvam (konsistans) says ile belirlenir (IMN 51804. 51818 ve ASTM D217).Kvam, gresin dardan etki eden kuvvet ile ekil deitirmeye kar gsterdii direntir. Bu diren boyutu veau'l belirli bir koninin gres iimle batma derinlii (penalrasyont) ile llr ve 0.1 mm nin katlar olarakkvam says ile gsterilir. Gres kvam Amerika'da NLGI (National Lubricating Greases Insitule) tararndan 000dan (akkan halde), 0 (yumuak gres). 6 ya (kat gres) kadar snrlandrlmtr ve bu numaralar kvam saylarnakarlk olarak kullanlr. izelge.7 de 771; (25C) deki kvam saylarna karlk edeer NLGI numaralan veril-mitir. Greslerin kvam gresin yapld temel yan cinsi ve viskozitesine, kalmlatrc olarak kullanlan madde-nin cinsine ve miktarna ve imalat yntemine baldr.

izulge.7- NLC.I Numaralar ve ASTM Kvam Saylar

NLGI Numaras

00000

o123456

Kvam Says

475-445430-400385-355340-310295-365250-220205-175130-16085-115

8-13


16/60

YALAMA

Gresler Nevvton akkan yasasna uymayan yaslayanlardr. Kayma gerilmesi belirli xu deerini at zamankaymaya balar. Kayma gerilmesi ile kayma ynne dik yndeki hz gradyan (kayma oran), du/dn, arasndakibant

eklinde verilir. Burada TP plastik viskozitedir ve gres iindeki kalnlatrc maddenin miktar ile deiir. Bu trakkanlarBingimin akkan olarak tanmlanl'.

4. YALAYAN1N SEM

Genelde alma ortam scakl sv yalayanlar iin ok yksek ise, uzun ve srekli alma isteniyorsa, yayenileme yaplmadan en iyi zm kat yalayclardr. Soulma bir sorun deilse, szdrmazlk iin yeterli nlem yoksa ya da yzeyler kirli bir ortamda alyorsa gres kullanlmaldr.

Tasarmcya ilk aamada yol gstermek amacyla ekil.6 da ortalama yatak basnc ve kayma hzna balolarak kat (kuru), gres ve sv yalayanlar iin emniyetli alma blgeleri tanmlanmtr (2). burada belirtilensnrlar yatak tipine, alma scakl ve mrne gre geni bir band oluturmaktadr. zellikle sv yalayclariin alma scaklnda gerekli ya viskozitesinin doru seildii kabul edilmitir.

Ya seimiKullanlacak ya viskozitesinin doru olarak seimi makinann performans iin ok nemlidir. alma s-

caklnda viskozite ne ok yksek, ne de ok dk olmaldr. Viskozitenin ok yksek olmas durumunda ykaltnda kayma hareketi olan yzeyler arasnda srtnme artaca iin g kayb artar ve buna bal olarak yzeyscakl artabilir. Viskozitenin ok dk olmas durumundu ise yzeyler arasnda yeterli kalnlkta ya filinioluamayaca iin yk tama elde edilemez ve yalamadan beklenilen ilev yerine getirilemez.

Yk tayan kaymal yataklarda yeterli bir film kalnl elde edilebilmesi iin yatan alma scaklndagerekli minimum ya viskozitesi, u.nljn, ekil.7 de yzey kayma hzna, U ve ortalama yatak basncna, P, balolarak verilmitir (2). Burada

U= rtDnP = W/I.Dp = 0.4 W/LD

radyal yataklar iineksene! yataklar iin

n(d/dak) mil dnme hz, L yatak boyu (ekseel yataklar iin lokma genilii) ve D yatak ap (eksenel yataklar

iin ortalama ap olarak) alnmaldr. Eksene! yataklar iin minimum ya viskozitesi unin(D/L) dir. Bu ekil yar-dm ile bulunacak viskozite yaklak bir deer olup yalak geometrisi ve alma koullarna gre seilen ya iles denge hesab ile ortalama scaklktaki visko/.ile deeri kontrol edilmelidir.

KAYMA HIZI (m/s)

ekil.6- eitli yalayanlar iin hz ve yk snrlar (2) .ukil.7- Kaymal yataklur iin gereklien az ya viskoziteleri (2)

t.

8-14

III ll H


17/60

YATAKLAR

1. YATAKLARIN SINIFLANDIRILMASI

Yataklarn temel ilevi makinalarda hareketli ve sabit paralar arasnda yk iletimini salamak ve bu parala-r birbirine gre sabit bir konumda tutmaktr. Bu ilevi yerine getirmek zere alma koullarna bal olarak y-zeyler arasndaki hareket tipine gre farkl alma ilkeleri olan iki yatak eidi kullanlmaktadr. Bunlar yatakparalar arasnda kayma hareketi olan kaymal yalaklar ve yatak paralan atasnda yuvarlanma elemanlarnn

yerletirilmesi ile oluan yuvarlanma elemanl yalaklarda. Kaymal yataklar da yzeyler arasndaki yalama tipi-ne grek snflandrlrlar. Kuru ve snr yalama koullarnda alan yataklar srtiinmeli yalaklar, yzeyler ara-snda kaln bir ya tabakas oluumu ile alan yataklarhidrodinamikve hidrositalik yataklarolarak tanmlanr.

Yalaklar uygulanan ykn ynne gre de snflandrlabilir. Mil eksenine dik yndeki (yanal) kuvvetleri kar-layan yataklar radyal yalaklar, mil eksenine paralel kuvvetleri karlayan yataklar eksenel yalaklar ve dz birizgi zerinde ileri-geri (git-gel) hareketi yaparak yk tayan yataklar dorusal (lineer, klavuz kayt) yataklar

olarak snflandrlr. Kaymal ve yuvarlanma elemanl yataklar kendi aralarnda uygulanan yk ynne gre dealt snflara ayrlabilir.

2. YATAK SEME LKELER

Genellikle tasarmn ilk aamasnda kullanlabilecek yatak eitleri arasnda bir seim yapmak gereklidir. Buaamada tasarmcnn en genel hatlar ile kullanlacak yatak eidini verecek ynlendirici bilgilere gereksinimi

vardr. Yatak eidi belirlendikten sonra bu yatak iin istenilen koullan salayacak ayrntl bir hesap yaplmal-dr.

Yataklardan hangisinin hangi koullarda kullanlmas gerektiinin belirlenmesi iin birok parametrenin kar-latrmal olarak incelenmesi gereklidir. Bu parametreler yle sralanabilir :

1. Yk-hz karakteristii2. Srtnme momenti (ifti)3. Konum ve alma duyarll4. Yer durumu5. Maliyet6. Dier zel alma koullan.

Yk-HzKarakteristiiBir yatan temel ilevi yzeylerin yk altnda birbirine gre hareket etmesini salamak olduuna gre uygu-

lanabilecek yk ile hz arasndaki ilikinin incelenmesi yatak seiminde en nemli bir lttr. Tasarmcy ilkaamada yatak seiminde ynlendirmek amacyla yk-hz diyagramlar hazrlanmtr. Bu diyagramlar ile tasa-rmc yk ve hz parametrelerinin hangi yatak eidine uygun olduunu ve alma sulularn ap amadn ko-laylkla denetler. Genellikle verilen bir tasarm probleminde uygulanacak yk ve alna hz bilinir ve kullanl-mas gereken en uygun yatak eidinin belirlenmesi istenir. Birok durumda en kk yatak ap, mil zerineuygulanan ykler ile mukavemet, eilme vb. ltler gznnc alnarak hesaplanan mil ap olarak alnr.

ekil.8 de drt eit radyal yatan eitli alma hzlarnda ve aplarnda tayabilecei yk deerleri veril-mitir (3). Bu diyagramlar oda scaklnda 10 000 alna saati iin verilmitir. Yuvarlanma elemanl yataklarhari, dier yataklar iin yatak boyu apma eit olarak alnmtr. Hidrodinamik yataklar iin orta viskozitede ma-deni ya kullanld kabul edilmitir.

ekil.8 de diyagram yukardan aaya eik kaln izgilerle blgeye ayrlmtr. Hzn dk olduu birinci blgede metal olmayan, ya emdirilmi gzenekli metal yataklar ve yuvarlanma elemanl yataklar kullanlabilir.kinci blgedeki hzlarda srtnmeli yataklarn (metal olmayan ve ya emdirilim gzenekli metal yataklarn) a-lmas scaklk ile snrlanmakladr. Standart (normal) yuvarlanma elemanl yataklarn hz snr "a" izgisi ilegsterilmitir. Gaz trbinlerinde kullanlan zel imal edilmi yalaklarn hz snrlar daha yksek olup snr "b"izgisi ile gsterilmitir. nc blge temel olarak hidrodinamik kaymal yalaklarn alt blge olmakla bir-likte bir blmnde de yuvarlanma elemanl yataklar kullanlabilir. Hidrodinamik yataklarn yk kapasitesi hzile artar. Ancak belli bir hzdan sonra scakln etkisiyle viskozitenin dmesi nedeniyle yk kapasitesi der. Yataklarn kullanlabilecekleri en yksek hz elik malzemenin merkezka kuvvetinin etkisiyle dalmas (patla-mas) ile snrlanmaktadr. Bu snr ekil zerinde "c" izgisi ile gsterilmitir.

8-15


18/60

0 1 0 * I0 1 I0 4 o' I06

YATAKLAR

W ( N )

n(dev/dak)

,7_L

.asM uSs,gtiifwkli metal yolaklor

Yuvarlonmo lmanl yolaklar

Hidrodinamik kaymak yol aklar

ekil.8- Radyal yatak eitlerininalma blgeleri

cf* o2 o'n ( d e v / s )

S O r t nm e H v e y o j e m d ir im i g z e ne k l i y a t uk la rH id r o d ina m ik k a y m a l y a t a k la r

Y u v a r l a n m a e l e m a n l y a l a k l a r

ekil.9- Eksenel yatak eitlerininalma blgeleri

Ayn ekilde eksenel yataklarn hz ve apa bal olarak yk tama kapasiteleri ekil.9 da verilmitir (4). Yu-varlanma elemanl yataklarn ayn ap iin yk tama kapasiteleri ve eriebilecekleri hz srtnmeli ve ya emdi-rilmi gzenekli metal yataklara gre daha yksektir. Srtnmeli ve ya emdirilmi gzenekli metal yataklarn

hz snn "a" izgisi ile, standart yuvarlanma elemanl yataklarn hz snr "b" ile gsterilmitir. Hidrodinamik ek-senel yataklarn yk kapasiteleri dier yatak eitlerinin tersine hz ile artmakta ve yine elik malzemenin mer-kezka kuvvetlerin etkisi ile dalmas (patlamas) ile snrlanmaktadr ("c" izgisi).

Bu eriler genellikle karlalan mhendislik uygulamalar ve kolaylkla bulunabilen malzemeler iin veril-mitir. Daha yksek yk kapasiteleri ve alma hzlar veya daha kk mil aplan standart st mhendislik uy-gulamalarnda (yksek teknoloji tasarm ve yapmnda) zel malzemelerle elde edilebilir. Genel bir kural olarak,dk hzlarda hidrodinamik basncn yeterli bir yk tama salayamad durumlarda srtnmeli yataklar kulla-nlr. Yuvarlanma elemanl yataklar dk hzlarda, kaymal yataklar ise yksek hzlarda tercih edilir. Mil aparttka yuvarlanma elemanl yataktan kaymal yataa gei daha dk hzlarda olur. Dtan basnl (hidrosta-tik) yataklar uygun bir tasann ile tm yk ve hz deerlerinde kullanlabilir.

Bu diyagramlar genel olarak dk hz, orta hz ve yksek hz olmak zere blmden oluur. Srtnmeliyataklar esas olarak dk hz blgesinde kullanlr. Ya emdirilmi gzenekli metal yataklar ile hz snr artrla- bilir. Yuvarlanma elamanl yataklar hemen hemen tm hz blgelerinde kullanlabilir. Ancak eriilebilecek enyksek hz mil apma bal olarak snrlanmaktadr. Gaz trbinleri iin zel imal edilmi bilyal yataklarn hz s-nn, standard imal edilmi olan yataklardan daha yksektir. Hidrodinamik kaymal yataklar dk hz blgelerin-de yeterli ya film kalnl olumamas nedeni ile genellikle yk-hz erisinin en yksek olduu blgede kullan-lr. Bu yataklarn alma hz, ya film kararszl ya da elik milin yksek hzda merkezka kuvvetin etkisiyledalmas ile snrlanmaktadr.

Srtnme Momenti (ifti)Tm yataklar srtnmeden dolay g kaybna neden olurlar. Bu g kayb srtnme muomenti ile belirlenir.

Hidrodinamik yataklarn zayf yan. alma balangcnda mil ve yatak yzeylerinde metalin metale srtnmesi-dir. Ya filmi oluumundan sonra srtnme azalmakta fakat ok yksek hzlarda tekrar artmaktadr. Bunun nede-ni de yksek hzlarda scakln artmasyla yan viskozitesinin dmesi ve film kalnlnn azalmasdr. Hidros-tatik yataklarda srtnme kayma hz ile doru orantl olduundan ok kk hzlarda pratik olarak srtnmesfrdr. Yksek hzlarda da dier yatak eitlerine gre en az srtnme elde edilir. Yuvarlanma elemanl yataklar-da snr yalama koullarnn olutuu ok dk hzlarda srtnme katsays yksektir. Hain artmasyla kark

yalama oluur ve stnme azalr. Ancak, hzn artmas ile elastohidrodinamik yalama koullan oluur ve sr-tnme hz ile tekrar artar. Srtnme katsays yuvarlanan malzemelerin histerezis zellii nedeniyle belirli bir de-erden daha kk olamaz. Yatak eitleri iin srtnme momentinin karlatrmal olarak hza gre deiimiekil. 10 da verilmitir. Burada "a" hidrodinamik, "b" yuvarlanma elamanl ve "c" hidrostatik yatklan gster-mektedir.

8-16

rru


19/60

YATAKLAR

ekil. 10- Srtnme- momentinin (trknn) l/.a }>re deiimi

Konum ve ulumu DuyarllMilin alma duyarll, kullanlan yalan eidine ve geometrisine baldr. Yuvarlanma elemanl yataklar

ile milin duyarl bir ekilde konumlanmas mmkndr. Ancak yatan geometrik yapm hatalar nedeniyle milin bu konum evresindeki almas uasnda titreim hareketi oluur. n yklemeli yuvarlanma elemanl yataklar

ile milin almada duyarl bir ekilde konumlanmas ve titreimlerinin a/.allhnas mmkndr. Ancak n ykle-me ile yatan srtnme katsays artmakla ve temas blgesindeki gerilmeler artt iin de yatan mr azal-maktadr.

Hidrodinamik yataklarda inilin yatak boluu iindeki konumu alma parametrelerinden bir veya birkanndeimesiyle kolaylkla deiir. Ancak, bu konumda yk kaln bir ya tabakas ile tandndan yzeylerde her-hangi bir geometrik hala olmamas durumunda mil ekseninde bir titreim olumaz. Milin yatak iindeki konumu-na grek yatak direngenlii deimektedir. Genellikle yalak direngenlii merkezden kaklk orannn 0-0,5 ara-sndaki deerlerinde ok dktr. Bu nedenle direngenlii artrmak iin daha yksek merkezden kaklkoranlarnda tasarm yaplmaldr.

Srlnmeli yataklarda yapm toleranslar yeteri kadar dar ise anmann ok az olduu ilk alma sresindemilin alma duyarll olduka iyidir. Ancak bu yataklarda dk hzlarda tutuklu kayma (yap-kay) hareketinedeni ile titreimler oluabilir.

Yer DurumuYataklar iin gereken yerin belirlenmesinde d ap (do), u/unluk (I.) ve yk tama kapasitesinin (W) mil a-

pna (d) oranlarnn karlatrlmas faydaldr. Bu oranlar alma koullarna bal olarak deiebilmekle birlik-te uygulamadaki tipik radyal yalaklar iin yaklak olarak aadaki deerler verilir:

SrtnmeliYatak

Kaln YaTabakal Yatuk

YuvarlanmaElemanl Yatak

d,,/dL/d

W/d

1,151,0

0,75

1313

1.0

2,00,6

0.5

Maliyet Yataklarn kendi maliyeti ile birlikle, yatan kullanlaca makinann yapm ve iletme maliyeti (bakm, de-

itirme ve arzann neden olaca maliyet) de dnlmelidir. Yapm yntemi ve istenilen duyarllk makinannmaliyetini belirler. Bu nedenle makinay oluturan paralardaki ekil ve konum tolenanslar nemlidir. Yuvarlan-ma elemanl yataklarn yerletirilecei mil ve yuvann ince toleranslarla ilenmesi gerektiinden maliyet yksek-tir. Hidrostatik yalaklardaki kaln ya tabakas yatak yzeylerindeki geometrik hatalarn etkisini azaltr.

8-17


20/60

YATAKLAR

Bakm maliyeti yalama tipine, yatak mrne ve deitirme maliyetine (para, iilik ve makinann alma sre-si kayb) baldu-. Genellikle, gres ile yalanm yuvalanma elemanl yataklar ve kendinden yalamal srtnme-li yataklar en az bakm gerektiren yataklardr.

Tasarm, birok tasann parametreleri arasnda en uygun zm verecek bir uzlama noktas bulmaktr. Ge-nellikle yukanda verilen yatak seim parametrelerinin tmnn gz nne alnmas gerekirken baz durumlarda bunlardan sadece biri ya da birkann salanmas yeterli olabilir ve sadece bu parametrelere bal olarak yatakseimi yaplabilir. rnein, yksek hzda alma yamsra dk balang ve alma momenti gerektiren bir uy-gulamada hidrostatik (dtan basnl) yatak en uygun zmdr.

3. KAYMALI YATAKLAR

Hidrodinamik Yalama TeorisiHidrodinamik yalamann matematiksel teorisi Osborne Reyolds tarafndan 1886 ylnda gelitirilmitir.

Reynolds hidrodinamik yalamay birbirine gre kayan yzeylere yapan yan yzeyler alasnda daralan blge-

ye sktrlmas sonundu basn art ile aklamtr. Yalama teorisinin gelitirilmesinde aadaki kabuller ya-plr.

- Ya tabakasnn kalnlnn yatan nominal llerine gre ok kk olmas nedeni ile yatak yzey-lerinin erilii ihmal edilir.

- Yzeylerle temas eden ya elemanlar yzeye yapr ve yu ile yzeyler arasnda kayma yoktur.- Ya ak lamincrdir.- Ya ak Nevvton viskozite kuralna uyar.- Ya sktrlmayan akkan olarak kabul edilir.- Yan eylemsizlik kuvvetleri viskoz kuvvetler yannda ihmal edilebilecek kadar kktr.- Ya viskozitesi yatak iinde sabit kabul edilir.- Ya tabakasnn kalnlnn ok kk olmas nedeni ile ya basncnn ya tabakas aralnda deiimi

yoktur.

ekil.l 1 de gsterildii gibi herhangi bir (x) konumunda (x) ynnde (U) hz ile hareket eden yzey ile sabityzey arasnda (h) film kalnlnda akkan hz dalm

2H Dx h/(D

olarak verilir. Bu (x) konumundaki hz denkleminin ya filmi kalnlnca integrali (x) ynndeki birim derinlik-teki debiyi verir:

qx =12u

(-)x 2

(2)

ekil..! 1- Kayan yzeyler arasnda ya hz dalm

8-18


21/60

YATAKLAR

y ynnde (eksenel ynde) yzeyler arasnda kayna hz olmadndan biz dalm V(z) ve debi qy sadece ba-sn deiimine bal olarak benzer sakilde yazlabilir.

12 u dy

Debilerin sreklilik denkleminde

! I + - = 0


22/60

YATAKLAR

\

a. Kadyal basn dalm b. Kkscnel basn dalmekil. 12- Radyal kaymal yatak geometrisi ve basn dalm

Reynolds denkleminin ilk analitik zm 1904 ylnda Sommerleld tarafndan sonsuz uzunluktaki radyal ya-taklar iin ekle edilmitir. Bu zmde dnme ynnde daralan ya film blgesinde pozitf basn elde edilirkengenileyen film blgesinde negatif basn elde edilir. Pratik geerlilii olmayan bu zm ancak teorik almalarasndan nemlidir.

Reynolds denkleminin sonlu genilikteki yataklar iin tam zm ise 1950 li yllarda bilgisayar yardm ilesaysal yntemler kullanlarak elde edilmi ve sonular Raimondi ve Boyd tarafndan boyutsuz yatak performansparametrelerinin boyutsuz tasarm parametrelerine gre deiimleri grafik olarak verilmitir. Bu grafiklerin tm boyutsuz parametreler ile verildiinden farkl alma koullarnda ve geometrideki tm radyal yataklar iin kul-lanlabilir.

Tasarmcnn dorudan kontrol edebilecei yatak geometrisi (R, L, c) ve alma koullar [W, N(d/s], u) ileilgili parametrelere tasarm parametreleri veya bamsz parametreler denir. Yatak geometrisi tanmlanm vealma koullan belirlenmi bir yatan performansn belirleyen eksantrisite (e), en az film kalnl (h0), en az

film kalnlnn konumu (), srtnme katsays (f), yalama iin gerekli ya miktar (Q), yatak kenarlarndan d-ar kan ya miktar (Qs), maksimum ya basnc (Pmaks) ve konumu (Bpmaks), ya filminin sona erdii konum(9po), ya scaklk art (AT) ise performans parametreleriolarak tanmlanr. Bu parametreler zerinde tasarm-cnn dorudan kontrol yoktur. Ancak tasarm parametrelerini deitirerek performans parametreleri deitirile-bilir. Bu nedenle bu parametrelere baml parametrelerde denir.

Bu parametrelerin boyutsuz ekilleri aada verilmitir.

Boyutsuz tasarn parametreleri :

Sommefekl says ya da boyutsuz yk says : S =

Yatak boy-ap oran

Boyutsuz performans parametreleri :

Minimum film kalnl oran

Minimum film kalnlnn konumu

Srtnme katsays faktr

8-20

L/l)

L iC

II i I


23/60


24/60

YATAKLAR

f

0 001 0.02 0.04 006 0.1 0.2 0.4 06 1.0 2 4 6 10

5432 -

-

K\ 1 1

L/D=l/41 / 2 - ^

1 1 t 1 1 1 II

w

/

/

1 1 1 1 1 1 t 1

ekil.15- En ince ya kalnl konumunun deiimi

ODI 002 0.04 0050.1 02 0.4 06 10

ekil. 16- Srtnme katsays faktr

alma Scakl ve Viskozitenin BelirlenmesiPerformans parametrelerinin tm ekillerde tasarm parametrelerine (S. L/D) bal olarak verilmitir. Bu ne-

denle ilk nce tasarm parametreleri belirlenmelidir. Sommerfeld saysnn hesaplanmasnda alma scakln-daki vizkozite gereklidir. Ancak ilk hesaplamada ya ortalama scakl bilinmedii iin ya giri scakl (Tin)zerinde tahmini bir ortalama scakla karlk u - T erisinden u deeri alnarak S says hesaplanr. Bu S deeri

ve L/D deeri kullanlarak ekil.21 den scaklk art hesaplanr ve ortalama ya scakl

T ~ T . ATon = 1 in H (8)

olarak alnr. Kabul edilen u deerine karlk bulunan bu ortalama scaklk u-T (ekil.4) grafii zerinde birnokta olarak iaretlenir. Bu nokta kullanlan yan izgisinin zerinde ya da altnda olabilir. Bu durumda ikincibir tahminde bulunmak gerekir. Rer bu nokta u-T izgisinin zerinde ise daha dk bir u. deeri , uVT izgisininaltnda ise daha yksek bir u deeri seilerek ilem tekrarlanr ve |I-T grafii zerine ikinci bir nokta olarak ia-retlenir. Birisi y,-T izgisi zerinde dieri altnda olmak zere bulunan iki nokta bir doru ile birletirilerek u,-Tizgisini kestii noktadaki n ve T gerek ortalama ya viskozitesi ve scakl olarak alnr. u-T deiiminin do-rusal olmamas nedeniyle bu zm tam doru olmayabilir. Bu nedenle bulunan zmn bir kez daha kontroledilmesi gereklidir. Birinci ve ikinci tahminlerde bulunan noktalar ne kadar u-T izgisine yakn ise kesitirme ile

bulunan noktadaki deerler de o derece gerek deere yakn olacaktr.

60

RcNL

5

3

2

1

-

^ ^

~ ^

\|/2 ^ \ .

~ ~v . ^ ^

1 1 1 1 1 1 1 1

X

1 1 t 1 1 1 1 1

1.0O.90.8

0.7

0.60.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0 1 1 1 1

N

1 1 ) 1 1 1 1 1

\

L/

s

N

3 = 1 / 4

S/2 \

\ N

\

\ \

\ N

\

\

\

s.\

\

\\

0 001 0.1

8-22

0 ODI 002 OO40O60J 02 0.4 0.6 1.0 2 4 6 10

S

ekil. 17- Debi faktrnn deiimi ekil. 18- Dar akan ya debi oran

H

t

M


25/60

YATAKLARevresel Ya Kanall Yataklar

Baz alma koullarnda yalak iindeki lidrotlinamik ya akm yatakla oluan sy, 11= 1W (N/2t) R, ta-mak iin yeterli olmayabilir. Bu durumda yalan scakln drmek iin yatan ortasna yaklak 3-5 mm ge-niliinde ve derinliinde evresel ya kanal alr. Bu kanala yksek basnta (l's) ya gnderilerek yataktaneksenel ynde dar akan ya miktar artrlr ve bylelikle ya scaklk arls drlebilir.

Ya kanal derinlii yatak boluuna gre ok byk olduundan bu blgede hidrodinamik basn olumaz.Bu nedenle genilii L olan iki yatakta birbirinin ayn basn dalmlar oluur.

mox

1.0

-0.9

0.8

0.70.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

L/D= ,

1 1 1 1 t 1 ! 1 1 1 1 1

0>l 0J 1.0 10

ekil. 19- Maksimum ya basn oran

Yatak ekseni ynnde birim genilik iin debi (3) numaral denklem ile verilmitir. Eksenel ynde sabit yakalnl nedeni ile basn lineer olarak deiir ve dp I oy = - \\ I L' alnr. Bu durumda yalan iki tarafnda tmevresinden akan ya debisi yaklak olarak

l2ni. = 2 i]vJo '

. R clB = n P* R c ' (1 + 1 .5 E2)3i:

(9)

bulunur. Ya scaklk arls ise

p C n e s pC' Ml>, R4 ( l + 1.5 E2)

( 1 0 )

olai'ak elde edilir. Burada p = S60 kg/n:'; C\\= 1760 J/kg C; W. Nesvton; l's. Pa ve R. m olarak alnmaldr. Verilen bir yatak geometrisi ve giri scakl iin tahmini bir '!' alnr ve S says hasaplanarak (R/c) f faktrekil.l(i dan bulunur. (10) numaral denklentlen scaklk arls ve (S) numaral denklemden Ton hesaplanr. Tah-min edilen ile hesaplanan scaklklar arasndaki fark kabul edilebilir bir kkle eriinceye kadar hesap tekrar-lanarak alma scakl bulunur.

8-23


26/60

YATAKLAR

ekil.20- Ya basncnn sona erdii ve maksimuma eritii konumlar

Gvde inde Yalamal YataklarEndstride bir ok uygulamada yatak gvdesi iindeki bir blmde ya depolanan yataklar kullanlr. Ya

banyosu, bilezik ile yalama ya da fitil ile yalama gibi yntemler kullanlarak gvde iinde yalama yaplabilir.Bylece yatak ve yalama sistemi ayn gvde iine yerletirilir.Yatak iinde srtnme nedeni ile oluan s ya akm ile gvde iindeki depoya tanr. Yatak gvdesinden

iletkenlik yolu ile gvde yzeyine ve oradan da evreye konveksiyon ve radyasyon yolu ile iletilir. Srekli al-ma koullarnda s akm denge denklemi

olarak verilir. Buradahc : konveksiyon katsays TH: yuva d yzey ortalama scakl

A : yatak yuvasnn d yzey alan TA : evre (ortam) scaklKonveksiyon katsays ekil.22 de yatak gvdesinin ortalama d apna (d) ve gvde etrafndaki hava hzna

(V) bal olarak verilmitir (2). Is akm denge koulu nedeniyle yatak scakl-gvde yzey scakl fark ilegvde yzey scakl-evre fark arasnda bir iliki domaktadr. Bu iliki ekil.23 de gvde iindeki yalamayntemine ve gvde etrafndaki hava hareketine bal olarak verilmitir (6). Burada "a" snrlan gvde etrafndadurgun hava "b" snrlan ise hava akm olmas durumu iin geerlidir.

10V

2 0 0 -

i

I

L/D L

100

5 0

2010

5

Y a l a y gSvde

- -

-

si iin

yS

'

(ls* 0

$?

S*

ti

s / /

/ / >y

^ M M i n _ ^ h c

HavoOkifn

l .02 D4 .10 .20 .40

0 01 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 I 2 5Hova hz,V (m/s)

10 20 50

5

."jckil.21- Scaklk art deikeni

8-24

ekil.22- Y at ak gvdesi zerindekikonveksiyon katsays (2).

' f I M


27/60

YATAKLAR

Yatak ve yalama sistemi ayn gvde iinde olan yataklarda ya giri scakl ortalama gvde scakl ola-rak alnr. Tasarmn ilk aamasnda gvde scakl bilinmedii iin tahmini bir deer alnarak yatak iindeki or-talama ya scakl yukarda belirtilen yntemle bulunur ve yatak iinde oluan s hesaplanr. Gvde geometrisive evre koullan yardm ile (11) numaral s akm denge denkleminden Tu hesaplanr. Hesaplanan ve tahminedilen TH deerleri arasndaki farkkabul edilebilir bir deere dnceye kadar bu hesap tekrarlanr. ekil.23 denise (TB-TA) ve (TH-TA) deerleri girilerekevre koullarna uygun yalama sistemi seilebilir.

Eer yalama sistemi ve evre koullan biliniyor ise gvde scakl tahmin edilerek ekil.23den bulunan TBdeerine gre (11) numaral s akm denge denkeminden THdeeri hesaplanr. Hesaplanan ve tahmin edilen de-erler arasndaki fark kabul edilebilir bir deere dnceye kadar bu hesap tekrarlanr.

Radyal Yatak Tasarm lkeleriSommerfeld says radyal yatak boluunun karesi ile ters orantldr. Bu nedenle yatak tasarm parametrele-

rinden radyal boluk ,yatak performansn belirleyen en nemli parametredir. Yatak tasannnda izlenmesi gere-ken aamalar yle sralanabilir:

1. Mil ap genellikle mil tasarmnda mukavemet hesaplarndan bulunur.2. Yatak boyu, milin yk altnda elastik esnemesi sonucu oluan eim dnlerek seilmelidir. Genellikle

balang deeri olarak L/D = 0,5 alnarak yatak boyu bulunur.3. Yatak ortalama basnc ve mil yzeyi kayma hz yardm ile ekil.7 den ortalama yatak scaklndaki ge-

rekli en az ya viskozitesi bulunur.4. Ya giri scaklndan daha yksek bir ya ortalama scakl tahmin edilir ekil 2,1 ya da 4 yardm ile

kullanlmas gerekli en yakn ya numaras seilir.5. Bu seilen ya iin yatak performans parametrelerinin yatak boluunun eitli deerlerine gre deiim

erileri ayn dey eksen zerine izilir.6. Genellikle yan kirliliinin, duru ve kalklarn neden olaca anma dnlerek en ince ya kalnl

erisinin maksimum noktasnn sol tarafnda bir Hlge en uygun (optimum) yatak boluu olarak seilir.Mil ve yatak yzeyi imalat kalitesine uygun olarak belirlenecek toleranslarn oluturaca maksimum veminimum yatak boluu en uygun yatak boluu blgesi iinde olmaldr. Seilen yatak boluu iin dierperformans parametrelerinin istenilen deerleri salad kontrol edilmelidir.

7. Bu yntem sonucunda elde edilen en ince ya kalnl yeteri kadar kaln deilse

- daha kaim bir ya seilerek ya da.- L/D oran artrlarak ya da,- D artrlarak

istenilen koullar salanncaya kadar baa dnlerek tasarm tekrarlanr.

Hidrodinamik kaymal yatak tasarmnda aadaki dier faktrler de gz nnde bulundurulmaldr :

1. Yksz blgeden yataa giren yan tm yatak ekseni boyunca dalm salanmaldr. Bunun iin ya de-lii yeterli olmuyorsa ya kanal almaldr.

2. Kullanlan ya yeteri kadar temiz olmaldr. Yan iindeki sert maddelerin boyutlar en ince ya film ka-lnlndan daha kk olmaldr.

3. Ya giri scaklnn doru olarak bilinmesi gereklidir. Ya giri scaklnn yksek olmas durumunda,yk tamak iin yeterli hidrodinamik basn oluumu salanamayabilir.

4. Maksimum ya scaklnn yaklak 90C altnda olmasna dikkat edilmelidir.5. Yatak iindeki en ince ya kalnl (hu), kayma srasnda yzey przllklerinin tepelerinin birbirine

srtnmesini nleyecek kadar byk olmaldr. Yzeylerde srtnme olmadan hidrodinamik basn oluu-mu iin gerekli en ince ya kalnl, yatak ve muylu yzey przllklerinin toplamnn yaklak 7-10kat olarak verilr. Yzey przll arttka en ince ya kalnl da artrlmaldr . ince talanm yatakve muylu yzeyleri iin en ince ya kfahnl 3-5 u m alnabilir.

6. Kaymal yataklarda E < 0.6 deerinde ya film direngenlii ve snmleme katsaylar genellikle kk ol-duundan yatakta kararsz almaya neden olur. Bu nedenle tasanm e>0,6 olacak ekilde yaplmaldr.

8-25


28/60

YATAKLAR

7. Srtnme katasays mmkn olduunca kk olmaldr.8. Mil ve yatak yuvasndaki esnemeler ve yatak eksenleri arasndaki kaklklar nlenmelidir. zellikle L/D

orannn 1 den byk deerlerinde, yatak performans ar derecede etkilenebilir.

9. Mil yk altnda almaya balamadan nce ve alma bitiminde yatak yzeyine oturaca iin yatak mal-zemesi seiminde malzeme dayanm, kalk ve durutaki srtnme zellikleri gz nne alnmaldr.

TB-TH(t)

0 10 20 30 40 50T H - TA l ( t )

ekil.23- Gvde iinde yalamal yataklarn scaklk artlar (l eim m = (h,-ho)/h0 olarak tanmlanmtr. ekilden

de grlecei gibi yatak bal eimini artrmak ile basn dalm ilk nce artmakta ve sonradan azalmaktadu-.Bu nedenle en fazla yk tama yaklak m = 1,18 deerinde elde edilmektedir.

u

8-26


29/60

YATAKLAR

y/y/s?://///////////////////////

Uekil.24- Eik dzlem yatak geometrisi

Genilii L olan sonlu bir eik yzeyli yataka, ya yanlardan akaca iin basn dalm der. ekil.26 dasonlu bir yataktaki basn dalm gsterilmektedir. Reynolds denkleminin iki boyutlu zm ile elde edilen ba-sn dalmnn yatak yzeyinde integrasyonu ile eik yzeyli yatan yk kapasitesi elde edilir. ekil.27 de bo-

yutsuz yk kapasitesive srtnme katsays faktrnn IJBile m deerine gre deiimi verilmitir (7).

Burada

olarak tanmlanmtr.

u

0.2 0A0.6

X/B

ekil.25- Kik yzeyli sonsuzgenilikteki yatakta basn dalm

ekil.26- Eik yzeyli yataklarda basn dalm' (Sonlu yatak) (6)

Lokmal YataklarBu yataklarar d ve i kenarlar Ri ve R2 yarapl dayireler zerine yerletirilmi, ortalama yarap Ro =

(R+R2)/2, zerindeki uzunluu B olan eik dzlemlerden oluan dayire kesmeleridir. Eik dzlemler kayan

8-27


30/60

YATAKLAR

yzey ile kayma ynnde daralan ya kalnl oluturacak ekilde yerletirilmelidir. Ya, lokmalar arasndakiradyal ya kanallarndan lokmalarn giriine gnderilir. Lokmal yataklar ekil.28 de gsterildii gibi sabit lok-mal (sabit eimli) vedeiken eimli (oynak) olabilir.

Reynolds denkleminin kutupsal koordinat sistemine gre yazlmas ve saysal yntemlerle zm ile lokma-

lar zerinde oluan basn dalm Raimondi ve Boyd tarafndan elde edilmitir. Bu abmann sonucunda bo-yutsuz performans parametrelerinin boyutsuz tasarm parametrelerine gre deiimleri grafikler halinde verilmi-tir.

, 0 . 1 6

0.14

0.12

0 . 1

0 . 0 8

0.06

0.04

0.02

- I \x\Ili /~ -~ ^^ S s O \ s > v

W s-^^^^:\ls ~~:^

L/B00

84

1331.00.8

0.60.4

0.2

'fr100

70

50

30

20

10

7

5

2 0 0

3m

a. boyutsuz yk kapasitesi

ekil.27- Eik yzeyli yataklarn performans parametrelerib. Srtnme katsays faktr

Sabit Lokmab YataklarSabit lokmab yataklarda tasarm parametreleri :

Lokma says

Oralama yarap

Lokma genilii

Ortalama yanapl ember zerinde uzunluk

Eim

Ortalama yatak basnc

Ortalama kayma hz

Boyutsuz tasarm parametreleri :Lokma genilik-uzunluk oran

Boyutsuz yk says

8-28

: Ro= (R+R2>/2

: L= R1-R2

: B

: a (h-ho)/B

: p = W/nLB

: U = 2tNRo

: L/B

ct 2 pB W(h,-h0)2

YATAKLAR


31/60

YATAKLARekil.29 da boyutsuz performans parametrelerinin deiimleri verilmitir (8).Bunlar:

Bal en ince ya kalnl : h(/oB

Srtnme faktr : f/a

Debi deikeni : Q/BLUaDar akan ya debi oran : Qz/Q

Scaklk art deikeni : p CH AT/p

W

K a y a n y z e y

T9 k a n a ll a r

S a b itlo k m o l a r

W

K a y a n y z e y

- M e s n e tO y n a klo k m o la r

a. Sabit eimli b. Deiken eimliekil.28- Lokmal (Eksenel kaymal) yataklar

rnek : alma koullan verilen eksenel kaymal yatak iin kullanlabilecek ya belirleyiniz. W/n = 1780 N,U = 30,5m/s, B = L = 25 mm. ot = O.OOlrad., T in = 70C, pCH = 1.36xl0

6N/m2oC Verilen deerlerden

B LB 25 x 25

u x 10"' x 30,5

a2 pB 10 6 2,85 x 106 x 25 x O"3 2,334

Burada j (mPa.s) alnmtr. eitli \ deerleri iin hesaplanan Kf. T (ekil.29 e) veTon = Tjn + AT/2 deer-leri aadaki izelgede verilmitir.

H (mPa.s)

1020

40

80

100

4.28

8,57

17,14

34,27

42,84

pC HAT

P

11

13

16

2021

AT

23.0

27,2

33,5

41.9

44.0

T , , ,

8,15

83,6

86,7

90,0

92,0

8-29

YATAKLAR


32/60

YATAKLAR

deerleri ekil.3 zerinde iaretlenerek elde edilen erinin SAE yalarn kestii deerler ilgili yalariin alma scakln ve viskozite deerlerini verir. Bu yalar iin elde edilen minimum ya film kalnlklar daaada verilmitir.

SAE

10

20

30

40

50

60

70

Torl(C)

80

81

82

82,5

84

86

87

H (mPa.s)

7

9

12

15

22

28

35

Kf

3,00

3,86

5.14

6.43

9,43

12.00

15.00

4,5

5,0

6,0

6,8

8,0

9,0

10,0

Mum)11.3

12.5

15.0

17,0

20.0

22.5

25,0

a. Bal en ince film kalnl parametresi

-

-

E

/

:

w1 1 1 1 1 1 1 1 1

L/B'0.250> .0 . 3 3 3 - A ^

1 1 1 1 1 1 11

w

1 1 1 M 1 II

2 5

Kf

I0 2 2

b. Srtnme faktr

ekil.29- Sabit iokmal eksene] yataklarn performans parametreleri (8)

Bylelikle verilen alma koullarnda eitli yalar kullanlarak elde edilebilecek en ince ya film kalnlk-lar bulunur. Yatak ve karl yzeylerin ilenmesinde elde edilecek toplam przlln yaklak 5-7 kai. .lnanik kullan lacak ya tipi belirlenir.

Oynak Lokmal YataklarOynak lokmalar milin hzna, ya scaklklna, yk deerine gre en ince ya kalnln ve eimlerini ken-

diliinden ayarlarlar ve en uygun ya filminin otomatik olarak meydana gelmesini salarlar. Dnme ynnegre daralan bir ya kalnlnn oluabilmesi iin dayanak noktas, lokmann ortas ile ya k kenan arasndaolmaldr.

Boyutsuz tasarm parametreleri :

Lokma genilik-uzunlukoran :L/B

Dayanak noktas konumu : X / B

Yk faktr : Kf = W PB

Boyutsuz performans parametreleri:

8-30

En ince ya film kalnl: ho

YATAKLAR


33/60

YATAKLAR

Ba eim : -S3_= h' ' h

Debi deikeni :

Dar akan ya debi oran : Qz / Q

Scaklk art deikeni : p CH AT / p

Oynak lokmal yataklarn performans parametrelerinin deimleri ekil.30 da verilmitir (8). Verilen bir L/Boran ve yk faktr iin ekil.3O dan maksimum yk tama durumundaki mesnet konumu ve bu konum iin enince ya film kalnl. ekil.3O(b) den de alma koullarnda oluan eim bulunur.

BLUO li< j"

' t

%

-L/B-Z* V-'-5

:1 1

4./>C s

1

7,

l

/ /

' i* * '

0.5 0.6 0.7 0.8

/B

c. Debi faktr

0.9 1.0

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

-

L/B-0.2500.333-v

r. . . . .0.5 0.6 0.7 0.8x/Bd. Dar akan ya debi oran

050 0.60 0.70

X/B

0.60 0.90

8-32

e. Srtnme faktr f. Scaklk art deikeniekil JO Deiken eimli eksene I yataklarn performans parametreleri (8).

**-

YATAKLAR


35/60

YATAKLAR

Eksencl Yatak Tasarm lkeleriEksenel lokmal yataklarn tasarmnda izlenecek yntem yle sralanabilir :1. Genellikle L/B=l alnarak tasarma balanr. Yatan yerletirildii yer ve lokmalar arasndaki ya kanal

genilii de dikkate alnarak lokma says (n) ve lokma nominal lleri (R|, 1


36/60

ekil.31-34 de geometrileri tanmlanm eitli hidrostatik yatak ve cep ekilleri iin basn, debi ve g kat-saylar verilmitir (6). G katsaylar genelde en az bir deere eritiinden her yatak geometrisi iin en uygun | J ^(optimum) yatak ve cep boyut oranlan belirlenebilir. Birden ok cepli dier yatak geometrileri iin gerekli cep Bsbasnc, debi ve pompa gc Reynolds denkleminin saysal zm ile elde edilir.

Hidrostatik yataklarda direngenlik

olarak tanmlanr. dh

r*! yk

fa

ekil.31- Cepli dayiresel yatak(6). ekil32- 4-sektr cepli dayiresel yatak (6).

Genel olarak hidrostatik yataklarda ya bir pompa yardm ile cebe gnderilir ve yzeyler arasndaki boluk-tan dar kar. Boyutlar kk olan yataklarda ykteki eksen kaklnn neden olaca film kalnl deiimide kk olacandan tek cepli yataklar kullanlr. Geni yzeyli yataklarda ykteki eksen kaklnn olutura-ca devrilme momentini karlayabilmek iini farkl basnlarn uygulanabilecei birden fazla cep kullanlr. Bu

ceplere sabit debide ya gnderilerek ykn devrilme momentine daha iyi direnerek ya film kalnlnn olduk-a sabit tutulmas mmkn olmaktadr.

-

s]

rhLJJ -r-i

ekil33- Kare cepli kare yatak (6).

8-34

ekil34- Dayire cepli keleri yuvarlatlmkare yatak (6).

III M

YATAKLAR


37/60

Sabit Debili SistemlerSabit debili sistemlevede ya dorudan yatak cebine bir pompa ile gnderilir. Pompann sabit debide alna

basnc Ps ile snrldr. Belirli bir yk iin tasarn filin kalnlnda, hu; (14) ve (15) numaral denklemlerden tasann cep basnc P t 0 ile debi arasndaki iliki

1> -1 2

'

Q KJIc 3 ' v (17)Hu IV

olarak yazlr'. Ya film kalnlnn herhangi bir nedenle h deerine deimesi ile cep basnc

l\-= --r (18)h Kq

olarak yazlabilir.

Boyutsuz parametreler :

Boyutsuz film kalnl : 11 = h / huCep basn oran : 1\. = 1\ / PM

Tasarm cep basn oram : r = l\o / P^

Boyutsuzdebi Q - KV . ^Pps l' Kq

Boyutsuz yk kapasitesi : \y _\y / /\p K

Boyutsuz direngenlik : K = - ^^dil

Boyutsuz parametreler kullanlarak cep basnc, yk kapasitesi, debi ve direngenlik

W = P,

Q = P T H '

K= 3 ^ = 3 ^l4 II (19)

olarak bulunur (7).

Direnli Sistemlerok cepli sistemlerde her cep iin ayr ayr pompa ile yalama devresi kurulmas pahal bir zmdr. Genel-

likle tek bir pompadan gnderilen ya cep girilerinden nce diren elemanlarndan geirilir. Bylece ceplerinbulunduu yatak yzeylerine farkl kuvvetlerin uygulanmas (devrilme momenti) nedeniyle ya aralnn azald- yatak yzeyinde debi azalaca iin cepteki basn der. Ancak diren elemanlar nedeniyle pompa knda(ana ya besleme kanalnda) basn etkilenmez. Bylelikle devrilme momentine kar bir moment oluarak eil-

me nlenmi olur.Hidrostatik yataklarda diren eleman olarak klcal (kapiler) boru ya da konik delikli diyafram (orifis) ya da

sabit debili vana kullanlr.

Klcal (Kapiler) Boru Dcnklctiricili SistemlerKk apl uzun bir boru ya kstlayc (diren) eleman olarak basn dm salar.ap de, boyu Lt olan

bir boruda ya giri, k etkileri ve viskozite deiimi ihmal edilerek laminer akm iin debi denklemi

Q t = k , ] ^ ^ (20)

8-35

YATAKLAR


38/60

olarak verilir. Burada kc = ^ Genellikle boru boyu L> 100 de olarak alnr. Laminer akm borular iin1 2 o LJC

Reynoldas saysnn 2000 den kk deerleri iin geerlidir. Reynolds saysnn debi ile tanm

Rc = Q i < 2 0 0 0

olmaldr. Klcal boru denkletiricili sistemlerde klcal borudan geen ve (20) numaral denklem ile verilen debi, yataktaki (18) numaral denklem ile verilen debiye eitlenerek cep basnc sabit pompa k (ana ya beslemeboru) basnc, P,, cinsinden yazlr.

Pc = - P,

burada Kc=1 2 K pl+h ' /K c

dr.

Cep basnc, yk kapasitesi, debi ve direngenlik boyutsuz parametreler ile

(21)

y=Pc

j = H3Pc

K=^Pc(l-Pc)

Holarak yazlr (7).

Konik Delikli Diyafram (Orifis) Denkletiricili Sistemlerap do olan konik delikli (keskin kenarl) diyafram denkletiriciden geen debi

\l/2

olarak verilir. Burada

(22)

p akkan younluu ve diyafram akm katsays Cd Reynolds saysna bal olarak verilir. Reynolds says basnfark ile

Re= i[2p(P

z-P,)]"

2

olarak tanmlanr veRe>15iinCd = 0,6

Re < 15 iin Cd = 0,20 VR7

alnr. Diyafram delik ap, diyaframn yerletirildii boru apnn en fazla 1/10 u olmaldr, do < 0,5 mm deerle-

rinde diyaframn tkanma tehlikesi yksektir.Konik delikli diyafram denkletiricili sistemlerde, diyaframdan geen ve (23) numaral denklem ile verilendebi yataktaki (18) numaral denklem ile verilen debiye eitlenerek cep basnc sabit pompa k basnc cinsin-den yazlr. Boyutsuz cep basnc

denkleminin pozitif kk

8-36

P?H=K0(l-Pc) (25)

(26)

YATAKLAR


39/60

olarak verilir. Burada

Ko = X

Boyutsuz parametreler kullanlarak yk, debi ve direngenlikW P rc

Q = H 3 P C (27)

olarak bulunur (7).

Denkletiricili Sistemlerin Karlatrlmasl-'ilm kalnlnn alma koullarnda herhangi bir nedenle tasarm deerinden deimesi sonucunda cep bu

snc, yk kapasitesi, debi ve direngenlik de deiir.

Yatak direngenlii ykteki deimeye kar ya film kalnlndaki deimeyi belirledii iin hidrostatikyaliV. tasarmnda ok nemli bir tasarm parametresidir. Genellikle yatak alma koullarnda direngenlik mak-simum deerde olacak ekilde tasarm yaplmaldr. Sabit debili, klcal borulu ve diyafram denkletiririn sistem-lerde direngenlik srasyla (19), (22) ve (27) numaral eitlikler ile verilmitir. Bu eitliklerde direngenlii etkile-

yen iki parametre cep basn oran ve ya film kalnl olduundan hidrostatik yatak tasarmnda bu ikipatne trenin etkisi gz nnde tutulmaldr.

Cep Basn Orannn BelirlenmesiCep basn orannn deeri direngenlii belirleyen en nemli faktrdr. ekil.35 de tasarm film kalnl

(H=1,O) iin boyutsuz direngenliklerin tasarm basn oranna (r) gre deiimleri karlatrmal olarak verilmitir (7). Klcal boru ve konik delikli diyafram denkletiricili sistemlerde direngenlik bir maksimum noktasna erisirken sabit debili sistemlerde direngenlik dorusal olarak artar.

Tasarm film kalnlnda direngenliklerin maksimum deerleri ve bu deerlerdeki cep basn oranlar

V V m re F

Klcal borulu 3r(l-r) 0,75 0,50

Konik delikli diyafram 6r(l r) /(2-r) 1,03 0,586olarak bulunur. Bu nedenle tasarm film kalnlnda cep basn oran klcal borulu sistemler iin 0,5 ve diyafram-l sistemler iin ise 0,586 deerleri tercih edilmelidir. Direngenliin maksimum deerlerine eritii blgelerde

basn oranna gre deiimi ok azdr. Maksimum direngenliin elde edildii blgede konik delikli diyaframlsistemlerde direngenlik yaklak olarak %33 daha fazladr.

Film Kalnlnn Etkisi:ekil.36 da cep basnc (yk kapasitesi), debi ve direngenliin karlatrmal olarak film kalnlna gre de-

iimleri verilmitir (7). Burada karlatrma, tasarm fim kalnlnda klcal boru ve diyaframl sistemlerdemaksimum direngenlii veren cep basn oranlarnda, sabit debili sistemler iin ise bu iki maksimum deerin eri-ilebilecei basn oranlarnda yaplmtr. ekil zerindeki numaralar ve sistemlerin zellikleri aada verilmi-

tir.

No.

1

2

3

4

Sistemler

Klcal boruluDiyaframl

Sabit debili

Sabit debili

Km,ta

0,75

1,03

0,75

1,03

r

0,5

0,5860,25

0,333

8-37

YATAKLAR

14 h


40/60

K1.4 h

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2 -

/s

/ , ,

/^-Sabit

Klcal

debili

.

^ \

boru-

1

pompa

\ /

XX

I

-Konik delikldiyafram

\

\

1

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

ekil-35- Direnli sistemlerin direngenliklerinin basn oranna gre deiimi (7).

ekil.36a da klcal borulu ve diyframl sistemlerde cep basnc film kalnlnn 0,6 dan kk deerlerindebesleme basnc deerine ve yk kapasitesi de maksimum deerlere yaklar. Diyafram denkletiricili yataklar ge-nelde tm film kalnl deerlerinde klcal borulu sistemlere gre daha yksek yk tarlar. Ancak sabit debilisistemlerde cep basnc ve yk kapasitesi film kalnlnn azalmasyla ok hzla artmakta ve cep basnc 1,0 de-erini aamyaca iin film kalnlndaki azalma snrlanmaktadr. rnein: 0,25 cep basn oran iin film ka-lnlnn 0,63 den, 0,333 cep basn oran iin ise film kalnlnn 0,7 den daha kk olmas durumunda sistempompa basnc ile snrlanmaktadr.

ekil.36b de diyafram ve klcal boru denkletiricili sistemlerin debileri arasndaki fark ok kktr. Sabitdebili sistemlerde film kalnl cep basncnn 1,0 deerine eritii yerde sona erer. Film kalnl azalrken yanbyk bir miktar basn alma vanasndan ya deposuna geri dner.

10 -,

Q

08-

0J6.

0.4

02

0

8-38

0 02 0.4 06 08 10 12 1.4 16 16 2JOLJ

a. Yk kapasitt-M

Q2 O4 C6 08 O 12 14 16 \B ZP

b. DebiH

0 Q2 04 06 0.8 IX) 12 W L6 LB D

Hc. Direngenlik

ekil J6- Denkletiricili sistemlerin karlatrlmas (7).

YATAKLAR


41/60

Film kalnlnn deimesi yatak cep basncn da etkiler. Klcal burulu sistemler iin direngenlik denklemi-nin ikinci tarafndan r=0,5 iin

(28)

elde edilir (7). Bu eitlikte direngenliin filin kalnl ile deiimi ekil.36c de verilmitir. Maksimum direngen-lik film kalnlnn 0,7937 ve cep basncnn 0.666 deerinde 0.837 olarak bulunur.

Diyaframl sistemlerde film kalnl azalrken direngenlik klcal boruk sistemlere gre daha hzl artarakmaksimum deere eriil'. Direngenlik denkleminde r = 0,586 koyularak ve (11) ya gre trevi alnarak 11=0,9 de-erinde maksimum direngenlik 1,09 olarak bulunur. Bu koullardaki cep basnc (26) numaral denklemin ikincitarafndan (ya da ekil.36a dan) 0,691 olarak bulunur.

Tasarm film kalnlnda diyafram ile daha yksek direngenlik ekle edilebilmesine karn, film kalnlnnazalmasyla direngenlik ok daha hzl azalmakladr. Bu nedenle pratikte daha az deiim gsteren klcal borulu

denkletiriciler kullanlr. Sabit debili sistemlerde direngenlik film kalnlnn azalmasyla ar derecede artar.Ancak, bu art film kalnlnn minimum deeri ile snrlanmaktadr.

7. SkTNMKL YATAKLAR

Kuru ya da snr yalama koullarnda alan kaymal yataklar srtnmeli yatak olarak tanmlanrlar. Ar yklerde ve/veya yava kayma hzlarnda yatan yalanmasna ramen yeterli byklkte hidrodinamik basnoluamaz. Bu koullarda alan yataklarda kayan ve sabit yzeyler birbirine srterler. Bu yataklarn almasan snna ve inilin yatak sarmas, yatak malzemesinin mekanik zelliklerinin deimesi ile snrlanmaktadr.Srtnen yzeylerde srtnme kuvveti direnci nedeni ile oluan snn yzeylerden malzemelerin ilerine s ileti-mi ile yaylmas gereklidir. Srtnme (ya da izdm) alan A. yzey kayma hz V. iki malzeme arasndaki sr-tnme katsays f olan bir srtnen yataa W yk uygulanrsa, yzeyler arasnda oluan s fWV ile ifade edilir.

Bu s, TD scaklndaki yatak yzeyinden yatak gvdesi ve mil ile TA scaklndaki evreye s iletimi, konvek-siyonu ve radyasyonu ile yaylr. Toplam s yaylm katsays k ile gsterilirse s denge denklemi

f W V = k A (TB - TA) (29)

eklinde yazlr. Bu denklem yatak tasarm parametreleri ortalama yatak basnc p = W/A ve kayma hz arpmeklinde yazlrsa

pV = k-( Tu-'l\) (30)f

denkleminin sa tarafndaki k, f ve Tu yatak malzemesinin zellikleri ile belirlenmektedir. Verilen bir yatak mal-zemesinin dayanabilecei en yksek yatak malzemesinin dayanabilecei en yksek yatak scakl Tmats olduun-dan pV arpm iin en yksek bir (pV),M:,ks deeri tanmlanmakladr. Bu nedenle srlnmeli yataklarda yatak pa-rametresi pV

pV


42/60

yal yataklar iin yatak ortalama basncnn kayma hzna gre deiimleri verilmitir (9). Burada elik mile karalan eitli yatak malzemelerinin emniyetli alma blgeleri erilerin altndaki blgeler olarak tanmlanmtr,ayn koullarda al;an yuvarlanma elemanl yataklarn yk kapasitesi yaklak 10 MPa dr.

P(MPo)

o .o

V(m/s)a. elikb. T li tekstilc. 1" IT'E ile dolgulu gzenekli metal

d. Dolgu malzemeli tcrnosctlcre. Dolgu malzemeli PTFE

ekil.37- Salnm hareketi iin srtnneli yatak malzemeleri (9).

8. YATAK MALZEMELER

Genci zelliklerHidrodinamik ve snr srtnme koullarnda yatan ilevini yerine getirebilmesinde yatak malzemesinin

zellikleri nemlidir. Yatak malzemesi seiminde yk ve kayma hz dnda dier alma ve evre koullan, g-venilirlik, mil esnemesi ve eksen kakl gibi faktrler de gz nne alnmaldr. yi bir yatak malzemesinin uzellikleri olmaldr :

1. Yatak zerindeki maksimum statik yke ve deiken yke .dayanabilecek derecede basma (statik) ve yo-rulma dayanmna sahip olmaldr.

2. Yar-sv srtnme koullarnda srtnme katsays ve anma miktar az olmaldr.3. Is iletim katsays yksek olmaldr.4. Isl genleme katsays dk ve genleme dzgn olmaldr.5. Yatak malzemesi eksen eimleri ve dier geometrik hatalar iin muylu ile kolaylkla altrlabilir olmal-

dr.6. Yatak malzemesi muylu ile yk altnda blgesel kaynak balar oluturmayan, yapma (adhezyon) zel-

lii olmayan, benzemez malzemeden olmaldr.7. Tam sarmann nlenmesi iin, malzemenin ergime scakl alma scaklnn stnde fakat dk ol-

maldr.

8. Muyludaki anmann nlenebilmesi iin yatak malzemesi muyluya gre daha yumak olmaldr.9. Yatak malzemesi yatak iindeki sert yabanc maddelerin kolaylkla gmlebilecei derecede yumak ol-

maldr.10. Ya ile slatlabilme zellii olmaldr.11. Korozyona kar dayankl olmalda-.12. Malzemenin kolaylkla ilenebilme zellii olmaldr.13. Malzeme kolaylkla bulunabilir ve ucuz olmaldr.

8-40

YATAKLAR

M l Y k M l l i


43/60

Metal Yatak MalzemeleriKaymal yatak malzemesi olarak kullanlan malzemeler yumak malzemelerin alamlardr. izelge.8 de ge-

nellikle kullanlan malzemelerin zellikleri ve alma st snr deerleri verilmitir (10, 11). Burada anma fak-tr, K, kullanlarak anma miktar, V(m3), kayma mesafesi, L(m), ve yk, W(N) ile V = K.WL eitliinden he-saplanabilir.

Bronzesas malzemesi bakr olan ve kalay, kurun, inko ve alminyum gibi maddelerin biri ile ya da birdenfazlasnn alamdr. Kurunlu bronzun dayanm ve snr srtnme soullarndaki srtnme katsays dk vesert malzemelerin gmlebilme kabiliyeti yksektir. Kalay ve alminyum bronzlarnn dayanmlar ve sertlikleridaha yksektir, ancak sert maddelerin gmlebilme kabiliyeti daha azdr. Genelde kalay, alminyum ve demirgibi alam elemanlar statik ve yorulma yk kapasitelerini; sertlik, anma direncini arttrr.

Babit ya da beyaz metal olarak bilinen kalay ya da kurun esasl alamlar en eski malzemelerdir. Alamnyaklak %80 i esas malzemeden oluur. Bu metaller yumak olduundan mile zarar vermeden kolaylkla altr-labilirler. Yalanarak kullanlmal ve snr yalama koullarnda ok kk srtnme katsays gsterirler. Meka-nik dayanmlar dktr ve bu nedenle bakr ve antimon gibi maddeler katlarak kuvvetlendirilebilir. Babillergenellikle daha kuvvetli bir metal (demir, elik ya da bronz) zarf zerine ince bir tabaka olarak kaplanabilir ya da

kaln bir tabaka olarak dklebilir. ince babit tabakasnn yorulma dayanm kaln tabakaya gre daha yksektir.Bu metallerle alacak milin sertlii en az 150-200 BUN olmal ve mil yzeyi ortalama yzey przll 0,25-0,30 um olacak ekilde talanmaldr.

Alminyum alaml yataklar sert, statik yk tama kapasiteleri, yorulma dayanmlar ve korozyon direnci yksek, fiyatlar dk malzemelerdir. Dier malzemelere gre altrma, gmlme ve yapma zellikleri dahaaz olduundan bu yataklar yalanmak kullanlmaldr. Birlikte alacak milinin iyi bir yzey kalitesi ve sertliien az 160 BUN olmaldr. Bu yataklar zellikle iten yanmal motorlarda krank mili yataklar olarak kullanlr.

izelge.8- Metal Yatak Malzemelerinin zellikleri (10, 11)

Malzeme

Kalayl Bronz

Kurunlu Bronz

Alminyum Bronz

Kurun Babit

Kalay Babit

Alminyum Kalay

Berilyum Bakr

l'mak

(MPa)

35

28

138

35

35

28

690

T 1 a k B

( C )

150

150

150

150

150

120

315

( p V ) n a k B

(MPa.m/s)

1750

1045

1750

10450

f

0,05

0,05

0,07

0.05

0,05

0.06

0,07

10'a

(1/C)

18

18

16

25

23

24

17

Sertlik

(BHN)

75

65

170

10

10

40

(40Rc)

1O'K

(m3/N.m)

1,7

3,5

0,7

1,2

1,2

0,3

Gzenekli Metal Yatak malzemeleriGzenekli metaller metal tozlarna presleme ve sinteleme uygulanarak elde edilen geirgen metal mazeme-

lerdir. Bu malzemeler birbiri ile balants olan ve tm hacmin A 10 ile %35 i arasnda deien oranda gzenek-lerden (boluklardan) oluur. Ya, gzenekli metallere emdirilerek boluklarda depolanr ve yalan almas s-rasnda yk ve scakln etkisi ile birbirine bal gzenekler arasndan klcallk etksi ile akarak yatak yzeyiniyalar. Bu nedenle bu yataklarkendinden yalamak yalak olarak da tanmlanr. Bu yatalar iindeki emdirilmi ya ile uzun sre ya eklenmeden alabildiinden yalamann kolaylkla yaplamad yerlerde tercih edilirler.Kendinden yalamal yataklarn zelliklerini gelitirmek iin % 1-3.5 grafit eklenebilir. Ancak, grafit yatak mal-zemesinin dayanmn azaltu'. Salnm hareketi ya da git-gcl hareketi yapan yzeyler iin ya miktar az, ancak

grafit oran yksek olan yataklar kullanlmaldr. Yksek hzda az yk altnda alan yataklarda ise maksimumya tutabilmek iin yksek gzenek oranl yataklar kullanlmaldr. izelge.9 da snr yalama koullarnda al-an gzenekli metal yataklarn alabilecekleri st snr deerleri verilmitir.

8-41

YATAKLAR

izelge !) Gzenekli Metal Yataklarn zellikleri (10 11)


44/60

izelge.!)- Gzenekli Metal Yataklarn zellikleri (10, 11)

Malzeme

BronzKuru-BronzBakr-BronzDemirBronz-DemirKurun-DemirSertleti rilcbilirBakr-DcmirAlUminyum

1Statik

5524138697228

34528

,!* (Ml'a)Yorulma

145,52821177

5514

vm a k s

(m/s)

6.17.61,12,04,14,1

0,26,1

T m u k s(C)

150

150

(pV)ma k.v(Ml'a.n/s)

1,752.11.21,051,21,75

2,61.8

f

0,10

0,12

Metal Olmayan Yatak MalzemeleriMetal olmayan birok malzemenin yatak malzemesi iin gerekli zellikleri vardr. Grafit ve eitli plastik

malzemelerin dzgn metal yzeylerle ok dk srtnme katsays olduundan bu malzemeler kendiliindenyalamakya da kendi kendini yalayan malzemeler olarak da bilinil'. Srtnme katsaysnn kk olmas, yk-sek scaklkta bozulmadan alabilme, zclere kar direnci ve fiyatlarnn dk olmas gibi nedenlerle ter-cih edilirler. Naylon, Vl'VIlgibi plastiklerin ar yklerde ezilmeleri ve dk s iletim katsaylar nedeni ile ansnmalar en olumsuz zellikleridir. Ancak bu malzemeler, eitli katk ve dolgu maddeleri ile ya da metal yatakzerine kaplama yaplarak orta-yksek hzlarda ve yklerde kullanlabilir.

izelge.10 da metal olmayan yatak malzemelerinin alabilecekleri en yksek basn, scaklk, (pV) faktrile srtnme ve sl genleme katsaylar vcrilrtir (2). Buradaki (pV)maks ve srtnme katsays deerleri kuru

srtnme koullan iin verilmitir. Allagelmi yalayaular ya da alma ortamndaki svlar ile yalama yapl-mas durumunda (pV),,,^ deerlerinden daha yksek ve srtnme katsaylarnda daha dk deerler elde edilebilir. rnein, gres ile yalanm grafit dolgulu metallerde 0.02 ve su ile alan dolgulu termoset plastiklerde0,006 srtnme katsays deerleri elde edilebilir. Anma oran yk, kayma hz, scaklk, malzeme ve yzeylerinprzll ile deimektedir. Bu izelgede verilen (pV),mks deerleri 100 saatlik bir alma sresi iinde 25 \unanma derinlii iin geerlidir. zel uygulamalarda daha fazla ya da daha az anma oran elde edilebilir. Bu du-rumlarda reticiye danlmaldr.

Karbon-graji zellikle yksek scaklktaki kuru srtnme koullarnda kullanlr. Srekli kuru alma koul-larnda Vnuj;S 1,25 m/s olmaldr. izelge. 10 da V,mus ve (pV)maks iin verilen ilk deerler srekli kuru alna ko-ullarndaki, ikinci deerler ise ksa sreli periyotlarla alma iindir.

Naylon, asetal, teflon, feolikler. polielilen, poliyamid gibi ok eitli plastik bileikler yatak malzemesi ola-rak kullanlabilir. Yalama ve anma zelliklerini gelitirmek amac ile M0S2, grafit tozu ve eitli reineler ilekartrlarak kullanlrlar. Bu malzemeler ymaklr ve mekanik dayanmlar dktr. Mekanik dayanmlarmartumak iin cam elyaf ve metal dolgu malzemeleri ile kuvvetlendirilerek ya da metal yatak zerine ince bir ta-baka kaplanarak kullanlrlar. Koro/.yona kar direnli olmalarna karn birok eriyik, asit ve bazik svlardan et-kilenirler.

Teflon (poliieirajloreiilen, l'TFE) en nemli zellii dier kat maddelerle ok az yapma (adhezyon) eilimiolmas nedeniyle srtnme katsaysnn ok kk olmasdr. Saf teflon olarak mekanik dayanm, s iletim kat-says dk ve sl genleme katsays yksek olan bir malzemedir. Bu nedenlerde dk hz ve yk uygulamala-rnda kullanlabilir. Ancak bu zellikler teflonun gzenekli metal yap iinde ya da bir melal yap iinde dolgumalzemesi olarak ya da metal bir yalak zarf zerine kaplama olarak kullanlmas ile gelitirilebilir. Bylelikle

mekanik dayanm ve sl zellikleri melal malzemenin ya da esas malzemenin zelliklerine, yzey zellikleri iseteflonun zelliklerine sahip olur. Teflonun yzeye yapna zellii olmadndan ancak fenolik reine ile yzey-lere yaptu'ilabilir.

Poliyamidplastikler iinde yksek scakla (400"C) dayanabilen ve kimyasal olarak aktif olmayan bir mad-dedir. Mekanik dayanmn arttrmak iin grafit ve dier dolgu malzemeleri ile sinterleneek kullanlabilir.

Fenolikyataklar kompozit malzemelerdir. Pamuklu tekstil, asbest ya da dier dolgu maddeleri fenolik reineile tabakalar (katmanlar) halinde yaptrlarak elde edilir. Ar yklere dayanabilen gzenekli bir yaplar vardr.

8-42

\f- &

ili.'- '

:

1 .

- T3

RADYAL Y ATAKLAR EKSENEL YATAKLAR

YATAK TPLER

Q LLU u -o10) I 2 3 4 5 6 7 8 N 0J

Genilik veya ykseklik

D cap

8 90 1

2 34

Boyut Y alak bykl

00000 Y otak serisi

ekil. 40- Yuvarlanma elemanh yatak temel sembol sistemi

8-48

i II H M v

YATAKLAR

Yataklarn delik ap toleranslar ve

Documents

Makine Muh El Kitabi