1  

13 YAĞLAMA VE KAYMALI YATAKLAR

İzafi hareket ederek kuvvet ileten parçalar arasında sürtünme ve buna bağlı olaraktan aşınma ve ısı açığa çıkar ki buda güç kaybına neden olur. Aşınma ve açığa çıkan ısıyı dolayısıyla güç kaybını azaltmak için izafi hareket eden parçalar arasına yağlayıcı maddeler konur. Bu makina tasarımında çok rastlanan durumlardan birisidir.

Yağlayıcı maddelerin yağlama özelliğini belirleyen en önemli özellikleri viskozite ve ıslatma kabiliyetleridir. Yağların birde fiziksel özellikleri mevcut olup onlar; ısıl özellikleri, katılaşma noktası, alevlenme noktası, yanma noktası, oksitlenmesi, yoğunluğu, gibi birçok özelliktir.

13.1 YAG ÇEŞİTLERİ

Kaymalı yataklar kuvvet iletiminde çok kullanılan makine parçaları olup bir birine göre izafi hareket ederler ve sürtünmeyi dolayısıyla de aşınmayı izafi hareket eden parçalar arasına konan katı, sıvı ya da gaz yağlayıcılar sayesinde azaltırlar. Yağlayıcı olarak genelde akışkan yağlayıcılar kullanılmakla beraber, bazı koşullarda teflon, karbon, molibden disülfit gibi katı ve basınçlı hava gibi gaz yağlayıcılarda kullanılır. Genelde hareketli makina parçalarının yağlanmasında sıvı yağlar kullanılmaktadır. Modern yağlar içerilerine bir ya da birden fazla katkı maddesi katılarak düşük sıcaklıklarda akıcı hale getirilmişlerdir.

13.1.1 KATI YAĞLAYICILAR

Katı yağlar yalnız başlarına toz ya da plaka şeklinde kullanıldıkları gibi bazı durumlarda sıvı ya da greslerle karıştırılarak da kullanılabilirler. Örneğin; karbon küçük plakalar halinde tek basına 500oC ye varan ortamlarda yağlayıcı olarak kullanılmaktadır. Polimerler de katı yağlayıcı olarak kullanılmakta olup bazı makine parçaları direk olarak polimerlerden (en çok kullanılanı teflon dur) imal edilirler.

13.1.2 YARI KATI (GRESLER) YAĞLAYICILAR

Yarı katı yağlayıcılar sıvı yağlara katılan bir ya da birden fazla katkı maddesi ile elde edilirler ve oda sıcaklığında krem kıvamında bulunurlar. Gresler kullanılan katkı maddesine göre kalsiyum gresi, lityum gresi ve sodyum gresi gibi isimlerle anılırlar, düşük, orta hızla dönen yük taşıyan yatakların ve makine parçalarının yağlanmasında kullanılırlar. Genelde gresler 100oC sıcaklığa kadar kullanılırlar.

13.1.3 SIVI YARĞLAYICILAR

Sıvı yağlayıcılar organik (hayvansal ve bitkisel) yağlar, madensel (mineral) yağlar ve sentetik yağlar olmak üzere üç grupta toplanabilir.

2  

13.1.3.1 ORGANİK YAĞLAYICILAR

Organik yağlar çok pahalı ve aynı zamanda içerisinde taşıdığı asitler nedeniyle korozyona sebebiyet verdiğinden endüstride hemen hemen hiç kullanılmazlar. Ayrıca bu yağların kullanma ömürleri de çok azdır. Bazı örnekler; mafsal ve kemik yağı hayvansal yağlara örnek olup, zeytin yağı, fındık yağı, hint yağı gibi yağlarda bitkisel yağlara örnektir.

13.1.3.2 SENTETİK YAĞLAYICILAR

Sentetik yağlar tamamen kimyasal yollarla elde edilen pahalı ve kaliteli yağlar olup, endüstride çokça kullanılmaktadır. Özellikle son yıllarda tasarlanan yüksek performanslı motorlarda tercih edilmektedirler. Bu yağlar aynı zamanda madeni yağların yağlama özelliklerini de artırmak için katkı maddesi olarak da kullanılmaktadırlar. Bu yağların sıcaklığa karşı dayanımı, oksitlenmeye karşı dirençleri, tutuşma sıcaklığı, sıcaklık viskozite değişimi ve kullanıldığı sıcaklık aralığı yüksektir.

13.1.3.3 MADENSEL SIVI YAĞLAR

Bu yağlar endüstride kullanılan ve minerallerden (petrolden) damıtılarak elde edilmiş yağlardır. Bu yağların temel bileşeni hidrokarbonlardır. Ham petrolün yapısına göre parafin, naften ve her ikisinin karışımı şeklindedirler.

Sıvı yağlar aşağıdaki genel özelliklere sahiptir:

1. Viskozitesi sıcaklıkla azalır. 2. Viskoz yapıları nedeniyle yüksek hızlarda yağ filmimim direnci iyidir ve yük

taşıyabilirler. 3. Yüksek sıcaklıklarda dahi oksitlenmeye (korozyona) karşı metalleri korurlar. 4. Hareketsiz ve hareketli parçalar üzerine yapışması en az düzeydedir. 5. Yük altındaki iki parça arasındaki küçük boşluklara sızarak sürtünmeyi ve aşınmayı

azaltır. 6. Yağlanan yüzeyleri temizler 7. Hareket eden parçaları soğutur. 8. Akıcı olması nedeniyle kolay depolanabilir ve ucuza üretilebilir.

13.1.4 GAZ YAĞLAYICILAR

Gaz yağlayıcılar hızın yüksek ve taşınan yükün az olduğu makine parçalarında kullanılırlar. Aynı zamanda gıda sektöründe de kullanma alanı bulmaktadır. Gaz yağlayıcılarda sürtünme en düşük düzeyde olup, buna bağlı olarak da ısınma en düşük düzeydedir. Genelde hava,

 

hidrojenbağlı ol

13.2 K

Bir bineher iki eiletiminkullanılkullanıl

Bu konu

1. Rk

2. Em

Şekil 13krank şahem rad

Şekilde adlandırsilindirieksenel yataklardurumla

n ve azot gaarak kullanı

KAYMALI

e karşı izafi eleman arasni temin edean yataklar an yataklar

u altında sad

Radyal kaykuvvetleri kEksenel kaymonte edilm

3.1 de görülaftının yatakdyal yükleri

görüldüğü rılır ve sadeinin yan tarayöndeki ku

r tek parça iarda exsene

az yağlayıcı ılabilir.

I YATAK

hareket edesında oluşann makina pkaymalı yakızak olara

dece kayma

ymalı Yatakkarşılarlar (rymalı yatak

miş olup, sa

ldüğü üzereklarıdır. Bu hem de eks

gibi krank şece radyal yafındaki yatuvvetlere kaimal edildikel yataklar la

olarak kull

ÇEŞİTLER

en, kuvvet yn yağ filmi sarçalarıdır.

atak, doğruak adlandırıl

alı yataklar

k: Silindir şeradyal yöndk: Bunlar geadece şaft do

, radyal ve eurada krank senel yükler

şaftı silindiryöndeki kuvtaklar eksenarşı yataklamkleri gibi, ika radyal yat

lanılmakta o

Rİ

yönünde harsayesinde enDönerek ha

usal hareket lır.

incelenecek

eklinde tasade hareket yenelde düz yoğrultusund

exsenel kayşaftı (mili) ri karşılama

ri üzerindekvvetlere karşnel kaymalıma yaparlarki yarım halktaklar tek bi

olup, diğer g

reket etmeyn az sürtünmareket iletenileten parça

k olup, iki ç

arlanmış oluyoktur). yataklar olu

da gelen yük

ymalı yatakliki yatakla

aktadırlar.

ki yataklar rşı yataklama yataklar ol

r. Kullanmaka şeklinde ir parça olar

gazlarda uy

yen ve bu hame kaybı oln parçaların aların yatak

eşit kaymal

up, radyal yö

up, şaft yatakleri alır.

lara en güzeyataklanmı

radyal kayma yaparken, larak adlandyerlerine bde imal edi

rak da imal

ygulama alan

areketler sırluşturarak k

n yataklanmklanmasında

lı yatak mev

önde gelen

ağa radyal y

el örnek moış olup, bu y

malı yatakla, krank şaftıdırılır ve sad

bağlı olarak ilirler. Bazıedilmişlerd

3 

nına

rasında kuvvetin asında

a

vcuttur.

yönde

otor yataklar

ar olarak ı dece radyal

dir.

 

13.3 Y

Şekil 13yağlama

1. Hitmybgs

Şek

YAĞLAMA

3.2 de görüla şekli mevc

Hidrodinamiki parça Şetamamen aymolekülleriyüzeyi bir bbunu dengegelmez. Tipsürtünme ka

kil 13.1

A ÇEŞİTL

ldüğü gibi, hcuttur.

mik Yağlamekil 13.2a dyrılmıştır. Mi arasında olbirine yaklaeler. Yüzey pik yağ filmatsayısı ise

Krank Şa

LERİ

hareket eden

ma (Sıvı Süra görüldüğü

Metal - metaluşan kaymştırmaya çasürtünmesi

mi kalınlığı e0.002 ila 0.

aftının Rady

n parçaların

rtünmesi): Bü gibi bir yaal teması sö

ma kuvvetindalışırken iza

sadece yağen düşük no.01 aralığınd

yal ve Ekse

n bir birine

Burada bir bağlayıcı elemz konusu olden ibarettirafi hareket sğlayıcı içindoktada 0.008da değişken

enel Yatakl

olan konum

birine karşı man yardımlmayıp, sürtr. Burada raonucunda s

de oluşur ve 8 ila 0.02 mnlik gösterir

ları

muna göre ü

izafi harekmı ile birinde

tünme sadecadyal kuvvesıvıda oluşan aşınma me

mm olup, tipr.

4 

üç çeşit

et eden en ce sıvı t her iki n basınç

eydana ik

 

2. Kçyo0

3. Stok

Buradan

Hidrodiyağ, su bir birin

13.4 H

Şekil 13büyük tsürekli okenarlar

Mil (muarasındafilmininkonum devamı yağlamamuylu hfilmi kagelen ra

Karışık Yağçok az bölgyağlamada olup, yüzey0.1 arasında

Sınır Yağlatamamen deolup, sürtünkatsayısı 0.

Şekil 13.2

n da anlaşıla

inamik yağlveya hava k

nden ayrılab

HIDRODİN

3.3 de tipik asarlanmış olarak beslerından sızar

uylu) yatak a oluşan izan oluşmasınalmasına veile muylu s

asını oluştuhareket yönüalınlığı ho deadyal yükü k

ğlama (Yargelerde metasöz konusu

y aşınması da değişkenli

aması: Buraeğmektedir.nmeyi ve aş05 ila 0.2 ar

Üç Temel

acağı üzere

lama hidrostkullanılarakbilir. Bu tip

NAMİK YA

bir kaymalıve aradaki bemekte ve içrak yatağı te

içerisinde bafi hız ve yaı sağlar. Aye en ince yasanki yatağırur. Harekeünde sol tareğerine ulaşkarşılayacak

ı Sıvı Sürtüal-metal tem

udur. Böyleda az olur. Bik gösterir.

ada bir birin. Bazı yağ zınmayı az drasında değ

Yağlama Ç

en iyi yağla

tatik yağlamk kaymalı yayağlamalar

AĞLAMA

ı yatak örneboşluk ise yçeriye girenerk etmekte

belli bir açısatak boşluğuynı anda muağ filminin oın iç kısmınetin devamı rafa doğru kşarak yüzeyk basınç değ

ünmesi): Buması olmakle bir yatak taBöyle bir ya

ne karşı izafzerrecikleri da olsa azaltğişkenlik gö

Çeşidi (Yüz

ama şekli h

ma şeklindeatakta bulunr çök pahalı

ANIN BASİ

eği görülmeyağ ile doldun yağ yağlamdir.

sal hız ile saunun dönmeuylu yatak içoluşmasını n

na tırmanıyove hızlanm

kayarak eksyleri bir birinğerine ulaşı

u durumda a beraber kıasarımında atakta tipik s

fi hareket edancak yüzetır. Böyle bisterir.

zeyler Oldu

hidrodinamik

de yapılabinan iki parçolup özel d

T TEMEL

ktedir. Buraurulmuştur.ma görevini

aat yönündee yönünde dçinde sağa dneden olur (

ormuş gibi oması ile sıvı s

antrik (e) binden uzaklaır (Şekil 13.

Şekil 13.2bısmen hidroyüzey temasürtünme ka

den iki parçay pürüzlüklir yatakta ti

ukça Büyüt

k yağlamad

ilmektedir. a izafi bir h

durumlar içi

LERİ

ada yatak m. Yağ uyguni yaptıktan s

e dönerek yadaralması yüdoğru kayar(Şekil 13.3b

olur ve bu dusürtünme şair konum alaştırır ve ayn3c).

b de görüldüodinamik ası son derecatsayısı 0.00

a bir birine leri arasına ipik sürtünm

tülmüştür)

dır.

Yüksek bashareket olmain tasarlanab

muyludan çon bir yerdensonra yatağ

atak zarfı ilük taşıyıcı yrak eksantrib). Hareketi

durum sınır tartları oluşulır. Bu durum

ynı anda da m

5 

üğü gibi

ce az 04 ila

sıkışmış me

)

sınçlı asa bile bilirler.

ok az n yatağı ın

e muylu yağ ik bir in tabaka

ur ve mda yağ muyluya

 

Muylunsöz konŞekil 13göre nas

1. ayy

nun yatak içnusudur. Bu 3.4 de verilmsıl değiştiği

Viskozite (azalması geyağlayıcınınyük artırılm

Şek

inde harekehareketler

miştir. Stribini gösterme

): Hidrodinerekir. Hidron kullanılm

ması yağ film

kil 13.3 Ka

ete başlayıp sırasında sü

beck eğrileriektedir.

Şekil 13

namik yağlaodinamik yaası sürtünm

minin kopm

aymalı Yat

son hızınaürtünme kati sürtünme k

3.4 Stribec

ama oluşmaağlama oluş

me kuvvetlermasına neden

tak Yağlam

ulaşıncaya sayısının dekatsayısının

ck Egrisi

ası için artanşturmak içinrinin artmasn olunur.

ması

kadar üç aşeğişimi Stribn üç temel y

n viskozite n gereğindesına neden o

şamalı bir ybeck eğriler

yağlama dur

ile devir sayen fazla viskolur. Bu dur

6 

ağlama ri ile rumuna

yısının koz rumda

7  

2. Devir sayısı (n(dev/s)): Verilen sabit yük altında hidrodinamik yağlama oluşturabilmek için artan hızla birlikte düşük viskoziteli yağ kullanılmalıdır. Hidrodinamik yağlama oluştuktan sonra devrin (hızın) artırılması yağ filminin kopmasına neden olacağından yatak sürtünmeleri ve aşınma artar.

3. Yatak basıncı (p): Kaymalı yatağa gelen birim yük (basınç), kaymalı yatağa gelen radyal yükün yatağın iz düşüm alanına bölünmesiyle elde edilir. D yatak çapı, L yatak genişliği ve W yatağa gelen yük ise yatağa gelen basınç, p=W/(DL) olarak hesap edilir. Sabit bir viskozite değeri için yatağa gelen kuvveti azaltmak için dönme hızının azaltılması gerekir. Fakat viskozite yatakta hidrodinamik yağ filmini oluşturmalıdır. Kaymalı yatakta sürtünme katsayısı, sürtünme kuvvetinin radyal yüke (W) oranıdır.

Hidrodinamik yağlama bölgesinde sürtünme katsayısının artması, / denklemi ile açıklanabilir. Denklemde görüldüğü gibi açısal hızın (devir sayısının) artması kayma gerilmesini artırmaktadır. Kayma gerilmesinin artması sürtünme kayıplarını da artırmaktadır. Şekil 13.4 özel bir yatağa ait olan Stribeck eğrisi görülmektedir. Örneğin; daha düzgün yüzeylerde (daha az pürüzlü yüzeylerde) daha ince hidrodinamik yağ filmi oluşur. Böylece

n/p değeri (yatak parametresi) A noktasında azalır. Aynı zamanda yatakla mil (muylu) arasındaki tolerans hidrodinamik yağ filmi oluşması için çok önemlidir.

Hidrodinamik yağlama olabilmesi için aşağıdaki üç koşul çok önemlidir.

1. Yüzeylerin ayrılabilmesi için izafi hareket gereklidir. 2. Şaftın (muylunun) yatağın iç duvarına doğru tırmanması. 3. Uygun bir yağın kullanılması.

Değişik bir örnek verirsek, bir kişi çıplak ayakla gölde kaymaya çalışırsa, birim alana gelen

basınç çok fazla olacağından suya batar. Bu durumda gerekli olan n/p değerlerinin sağlanması için ya göl yüksek viskoziteli sıvı ile doldurulmalı veya kayma hızı artırılmalıdır.

Motor krank şaftı başlangıçta yavaş bir dönme hareketi yaparak yatağın içinde sınır yağlaması oluşturur. Hareketin yeni başladığı bu durumda yatağa gelen kuvvetler azdır. Fakat motor çalışır çalışmaz yatağa gelen kuvvetler hızla maksimum değerlerine ulaşır. Buna rağmen krank mili ile yatak arasındaki izafi hızın da artması sonucunda hidrodinamik yağ filmi oluşur ve tüm kuvvetler oluşan yağ filmi tarafından karşılanır.

13.5 VİSKOZİTE

Sıvıların en önemli özelliklerinden birisi molekülleri arasındaki sürtünmeden (kayma sürtünmesi) dolayı farklı akış karakteristikleri göstermeleridir. Sıvıların akmasını zorlaştıran kayma sürtünmesine viskozite adı verilir ve bu akışkanlara da viskoz akışkanlar denir. Sıvılardaki viskozite, dinamik viskozite olarak da adlandırılır ve Şekil 13.5 de görüldüğü gibi katılardaki kayma gerilmesiyle aynı karakteristiğe sahiptir.

 

Şekil 13elaman şekil 13lastik eldeğiştirmviskoz aolduğunakışkan ile aşağı

İngiliz sarasında

The rey

(mPa.sbirimine

Akışkanakışkan

3.5 de görülyapıştırılmı

3.5b de görüleman Newtme ( ) de sakışlara uygnu kabul eden moleküllerıdaki gibi y

sisteminde vaki dönüştü

yn and Pasca

genelde kue rastlanmak

n viskozitelen viskozitesi

Şekil 13.5

ldüğü gibi sış gibi düşü

üldüğü gibi ton akışkanabit bir hızl

gulamasıdır er. Yağ tabarinin yüzeylyazılır.

viskoziteninrme katsayı

1

al-saniye ço

ullanılır. Staktadır. Bura

erini ölçmeki, belli bir m

Viskozite

abitlenmiş bünülsün. Harlastik elemaı ile yer değla (U) yer dve kanun in

akaları arasılere çok iyi

/

n birimi lb-sısı aynıdır.

1 . 68

ok büyük de

andart metriada; 1 cp(ce

k için değişmiktar akışk

ve Kayma

bir şaft ile hreketli silinanda sabit bğiştirilir ise,

değiştirmiş once film kalında oluşanyapıştığı ve

///

s/in2 veya re

890 .

eğerler olup

ik sistemde entipoise) =

şik yollar mkanın, belli

Gerilmesi

hareketli birdire herhan

bir yer değiş, şekil 13.5colur. Bu durlınlığı içind

n düzgün kaye yağ filmi i

eyn ve SI si

6890 .

, mikroreyn

viskozite b= 1 mPa.s

mevcut olup,çaptaki bir b

Benzerliği

r silindir aragi bir kuvveştirme söz kc de görüldürum Newtondeki hız değiyma Newtoiçinde basın

istemde ise N

n (reynve

irimi olarak

tüm ölçümborudan, ye

i

asına lastik et uyguland

konusudur. Eüğü gibi yern kanununuişiminin dü

on kanununanç olmadığı

N-s/m2. İki

e milipascal

k sıkça Pois

mler izafidir.erçekiminin

8 

bir dığında Eğer r

un zgün a göre, kabulü

13.1

sistem

13.2

l-saniye

se

Bazen n etkisi

9  

altında akma zamanının ölçülmesiyle elde edilir. Yağların viskozitelerinin belirlenmesinde Saybolt Universal Viscometer kullanılır ve ölçülen değer saybolt saniye olarak verilir. Bazen sonuçlar aşağıdaki şekilde de olduğu gibi verilebilirler, SUS (Saybolt Universal Second), SSU (Saybolt Seconds Universal) veya SUV (Saybolt Universal Viskosity). Bu ölçümler gerçek viskozite değerleri değildir. Çünkü ölçüm sırasında akışkanın kütle yoğunluğu, yerçekimi etkisiyle oluşan akışa etki etmektedir. Böylece, viskozite metreden aynı viskoziteye sahip fakat yüksek kütle yoğunluğuna olan akışkan, az kütle yoğunluğu olan akışkandan daha hızlı akar. Saybolt tipi viskozite metreden ölçülen viskozite kinematik viskozitedir ve viskozitenin akışkan yoğunluğuna bölünmesiyle bulunur.

ü ğ ğ 13.3

Burada birim cm2/s olup stoke olarak adlandırılır ve kısaca st ile gösterilir.

Net viskozite, Saybolt viskozite metresinden saniye birimiyle ölçülen değerin aşağıdaki denkleme konulmasıyla elde edilir. Denklemde; S zamanı (saniye).

. 0.22180

13.4

ve

0.145 0.22180

13.5

Burada; kütlenin yoğunluğu olup, birimi gram/santimetre küp (g/cm3) tür. Petrolden elde edilen yağlar için 60 oF (15.6 oC) deki kütle yoğunluğu 0.89 g/cm3 dür. Diğer derecelerdeki yoğunluk ise aşağıdaki denklemden elde edilir.

oCa

oFb

Amerikan Otomobil Mühendisleri Derneği tarafından yağlar viskozitelerine göre sınıflandırılmıştır. Bazı SAE yağlar için viskozitenin sıcaklıkla değişimi Şekil 13.6 da verilmiştir. Herhangi bir yağ verilen viskozite eğrisinden fazlasıyla sapabilir, fakat SAE sürekli olan birçok viskozite aralığı tanımlanmıştır. Örneğin; Bir SAE 30 yağının, SAE 20 yağından biraz daha viskozdur veya SAE 30 yağı SAE 40 yağından biraz daha az viskozdur. Bununla birlikte, her bir viskozite aralığı (bantı) sadece bir sıcaklık için belirlenmiştir.

SAE 20, 30, 40 ve 50 yağları 100oC (212oF) de değişik SAE 5W, 10W ve 20W yağları ise -18oC (0oF) de viskozite bantları belirlenmiştir. Birden fazla numaralı yağlarda ise yağ verilen değerlerdeki viskozite değerlerini taşır. Örneğin, SAE 10W-40 yağı 10W viskozite değerlerine -18oC (0oF) de ve 40 viskozite değerlerini 100oC (212oF) de sağlamak zorundadır.

 

Endüstr2422, A3448ve 40oC de

Gres, Nakış özebelirlen

Problemkullanıl(veya ce

Verilen

Ş

ride kullanılAmerican Na

bazıları. Faeki kinemati

Newton bir aelliği yoktur

nir. (bak AST

m:1 Bir moarak 100oC entipoises),

nler: 100oC,

Şekil 13. 6 S

lan akışkanlational Stanarklı viskoziik viskozite

akışkan olmr. DolayısıyTM D1092)

torda kullande ve 58 save microre

, akış zaman

SAE Yağla

ların viskozndart Z11.23ite değerleri

e değerini gö

adığından, kyla viskozite).

nılan yağın aniyede testyns olarak n

nı: 58 s

arı İçin Visk

ziteleri gene32, Internati için ISO Vösterir.

kayma gerieleri belli bi

viskozitesi t edilmiştir. nedir? Yağı

kozite Sıca

elde uluslaraional Stand

VG olarak if

lmesi akmair sıcaklık v

Saybolt visViskozitesiın SAE num

klık Eğrile

arası standarart Organizfade edilip,

a gerilmesinve akma oran

skozite (Şeki milipascal

marası nedir

eri

artlar da ASTzation ISO s

takip eden

ni geçinceyeanı (debi) içi

kil 13.7) mel-saniye olarr?

10 

TM D standart numara

e kadar in

etresi rak

 

İstenen

Çözüm

Denklem

Denklem

Denklem

Şekil 13

13.6 S

Çok numviskozitölçülme1929 yılelde ediedilen yverilmişANSI/A

Petroldebunlar pindeks nbasınçlaçıktığı d

n: Viskozite

:

m 13.6a;

m 13.4;

m 13.5;

3.6 dan bakı

SICAKLİĞ

maralı yağlatelerinin sıcesine viskozlında Pensililen yağlar iyağlara VI 1ştir. Diğerle

ASTM şartn

en elde edilmpetrolden elnumaraları a değiştiği bdurumlarda

?

. ,

0

ıldığında pr

ĞİN VE BA

arın (SAE 1caklıkla değzite indexi (lvanya hamiçin Dean ve100 değeri veri ise indekname D2270

meyen (senlde edilen ya100 den fazbilinmektedfazlasıyla e

oC

0.22 5

0.145 0.22

roblemdeki

ASINCIN V

10W-40) tekişimleri dahsıralaması)

m petrolündee Davis tara

ve Gulf Coakste 0 ila 1000 de verilmi

ntetik) yağlaağların visk

zladır. Tüm ir. Bu etki k

etkili olur.

8 0

58

yağın SAE

VİSKOZİT

k numaralı yha azdır. Viadı verilir.

en elde edileafından yapast petrolünd0 arasına seiştir.

arın viskozitkozite indekyağlayıcıla

kaymalı yat

0.837 8.0

0.837 1

40 yağına y

TEYE ETK

yağlara (SAskozitenin sViskozite s

en yağlar veılmıştır. Penden elde edierpiştirilmiş

teleri sıcaklksinin dışınaarın viskozittaklarda bas

08 .

1.17

yakın olduğ

İSİ

AE 40 veya sıcaklıkla desıralaması (ie Gulf Coasnsilvanya pilen yağlaratir. Çağdaş

ıkla çok az a çıkarlar. Ytelerinin sabıncın yatak

g

8.08

ğu anlaşılır.

SAE 10W) eğişiminin indexi) ilk kst ham petropetrolünden a ise 0 değerviskozite in

değiştiğindYani viskozibit sıcaklıktak basıncının

11 

g/cm3

oranla

kez olünden elde ri ndeksi

den ite a üzerine

 

13.7 Y

Hidrodiyapılmıedilmişt

1. Y2. M3. Y4. E

Şeki

Şekil 13edip, şe

Burada;

Eğer W

Burada pŞüphesialır. Bu işlemler

YATAK SÜ

inamik yataştır. Petrofftir.

Yatakla milMuylu yataYağ filmi yEksenel doğ

il 13.8 P

3.5 i referankil 13.8 i ku

;

;

W yükü safta

p birim iz diz, yükün uydurumun e

r yapılışa aş

ÜRTÜNME

kta (Şekil 1f denklemle

l (muylu) mağın içine doyük taşımıyoğrultuda yağ

Petroff’un A

ns alarak sürullanarak aş

uygulanırsa

düşüm alanıygulanması tkisin denklşağıdaki den

ESİ İÇİN P

3.8) sürtünmri basit idea

merkezleri aroğru tırmanmor. ğ akımı yok

Analizlerin

rtünme momşağıdaki den

; 2

4

a, sürtünme

ının gelen rasonucunda lem b de ihmnklem elde e

PETROFF

me analizi ial bir durum

rasında eksanma hareketi

k.

nde Kullan

mentini, yağnklemi elde

/

2 ;

,

momenti a

adyal basına şaft yatağınmal edip veedilir.

DENKLEM

ilk kez 1883m için aşağıd

antriklik yoi yapmıyor.

dığı Yük T

ğ filmini bire ederiz. //

2

ç2

aşağıdaki gib

2

ç (yataktakin merkezinee denklem b

Mİ

3 yılında Pedaki kabulle

ktur.

Taşımayan K

r akışkan blo

ç

bi ifade edil

i yağ basınce göre eksan

b denklem c

etroff tarafıner yapılarak

Kaymalı Y

oğu gibi ka

lir,

cı). ntrik bir kon

c ye eşitlenip

12 

ndan k elde

Yatak

abul

num p gerekli

 

Elde ediaçısal hı

Denklemkatsayıs

Petroff dikicisi dbir değe Problemboyunda50 mPasürtünm

VF

İ

Ç

ilen denklemız cinsinden

m 13.7a kulsının basit b

denklemi kde R/c oranıere sahiptir.

m 2: Şekil 1a yatağın iç.s dır. Şaft 6

me katsayısın

Verilenler:F = 5000 N

İstenenler:

Çözüm: Den

m (denklemn ifadesi aşa

2

llanılarak habir hesaplam

aymalı yata, bazen boş

13.9 da görüçine 0.10 mm600 rpm hıznı ve güç ka

: D = 100 mN

ve G

nklem 13.7 k

600

2

m 13.7) Petrağıdaki gibi

2

afif yük altımayla elde e

aklardaki ikiluk oranı ol

ülen kaymalm lik toleranzla dönerkenaybını bulun

mm, c = 0.05

Güç Kaybı =

Şekil 13

kullanılarak

60

20.0

2

roff denklemidir.

ındaki kaymedilmesini s

i önemli parlarak da adl

lı yatak içinns ile yerleşn 5000 N lunuz.

5 mm, L = 8

= ?

3.9 Kaymal

k;

05 . 105000

0.08 0.1

mi olarak ad

malı yataklarağlar.

rametreyi blandırılır ve

nde 100 mmştirilmiştir. Yuk yük taşım

80 mm, n =

lı Yatak

0 / 50.

dlandırılır. P

2

rda oluşan s

elirler. Birigenelde 50

m çapında mYağlama ya

maktadır. Ya

600 rpm,

50.05

Petroff denk

sürtünme

incisi n/p v00 ila 1000 a

muylu, 80 mmağının viskoatakta oluşa

50

.

13 

13.7

kleminin

13.7

ve arasında

m ozitesi an

. ,

 

Bg

13.8 H

Şe Hidroditarafınddemiryodüzeneğdeneylegözlemlfırlattığıyağ basıbasıncınolduğun ReynoldReynoldBu denkoranla çkabul ed

Sürt

NOT

Burada kaygerçek bir h

HİDRODİN

ekil 13.10

inamik yağldan 1880 li yollarında kuğinde yağlameri sırasındalemiştir. Toını gözlemlıncını ölçmn, diferansiynu bulmuş.

ds teorik andsun bunu tklemler kayçok küçük odilip, yatağı

tünme mom

0

üç

TE:

ıp enerji, ishesaplamada

NAMİK YA

Beaucha

lama teorisi yıllarda Şekullanılan mama yağını y, bu delikten

ower deliği kemiş ve bun

meye başlamyel yatak iz

nalizi sonucutakip eden dymalı yataklolduğundan ın kenarların

menti;

0.0158 500

3.9

i enerjisi ola viskoziten

AĞLAMA

mp Tower

Osborne Rkil 13.10 görakinelerin yayatağın içinen yağ göndekapamasınanun üzerineıştır. Ölçümdüşüm alan

unda hidroddenklemleri,lara da uyguyatak düz kndan olan a

000.12

95 2 1

larak sistemnin sıcaklıkl

A TEORİSİ

Deney Düz

Reynoldsa karülen bir deatakları içine göndermeermediği za

a rağmen, hie başka delikmler sonucunnıyla çarpım

dinamik yağ, bir boyutluulanabilir çükaymalı yataakış göz önü

.

10 24

mden atılır. Bla değişimi

zeneği ve Ö

adar uzanmeney düzenen deneysel çek için bir daman, yağınidrodinamikklerde delernda, toplam

mının yatak

ğlamanın temu iki düzgününkü yağ filak gibi düşüüne alınmad

48

Bu durumdakontrol edil

Ölçülen Bas

makta olup, Beği kullanılaçalışmalar yelik açılmış

n buradan dık yağ basıncrek buralard

m bölgesel htarafından k

mel denklemn plaka araslminin kalınünülebilir. Bdan ve yakla

a yağın ısısılmelidir.

sınç Dağılım

Beauchamparak laboratyapılmıştır. Dştır. Tower ışarı aktığıncının tapayıdan hidrodinhidrodinamikkarşılanan y

mini elde etsındaki akışnlığı yatağınBir boyutlu aşık olarak L

14 

artar,

mı

Tower tuvarda Deney

nı ı namik k yüke eşit

tmiştir. ş içindir. n çapına akış L/D

 

oranı 1.etkiyen

1. Y2. Y3. Y4. Y5. B6. Y7. y8. Y

Şekil 13Üzerind

Gerekli

Denklemdiferansdenklemdoğrultu

5 alınarak kkuvvetlerin

Yağlayıcı vYağlayıcınıYağlayıcı sYağın viskoBasınç ekseYatak boyuy-yönünde bYağ filmi iç

3.11 Basıde Görülm

işlemler ya

m 13.1 de Fsiyel elemanm 13.1 de veusunda deği

kabuller yapn denge duru

viskoz Newtın atalet kuvıkıştırılamaozitesi yağ fenel doğrultu (z yönündebasınç sabitçindeki herh

ınç ve Sürtektedir

apılınca,

F/A değeri knın yükseklerilen iştiğinden k

pılmıştır. Şeumu aşağıd

tonian akış vvetleri ihmaz. filmi boyuntuda değişme) sonsuzduttir. Böylecehangi bir ya

tünme Kuv

kayma gerilmiği dy, hızı

/ dkısmi türev k

ekil 13.11 ddaki kabulle

özelliği gösmal edilir.

nca sabittir.mez. ur. Bunun ane basınç sadağ zerresinin

vvetleri x-D

mesi değeu, üsten altada yerine kokullanılır.

e görülen elr yapılarak

sterir.

nlamı yatakdece x-yönün hızı x ve y

Doğrultusun

eridir. Şekil a doğru hız oyalım. Bur

lemana x-doyazılır.

k boyunca akünde değişiry yönünde d

ndaki Bir Y

13.11 deki değişimi du

rada sadece

oğrultusund

kış yoktur. r. değişir.

Yağlama El

0

blok şeklinu dur. Bunlau hızı x ve

15 

daki

lemanı

ndeki arı y

 

Aynı şedenklemsadece dDenklem

y ye gör

ve

Sınır şar

katsa

Gerekli

Bu değe

Denklemdeğişimedilmekifade ed

ekilde , x vm a da kulladp/dx türevim c nin y ye

re iki kez in

İ

rtları olarakayıları hesap

işlemler ya

erler denkle

m 8 yağlayıminin (dp/dx)ktedir. Dikkdilir ve şekil

e y doğrultuanılmıştır. Bi kalır. e göre türev

ntegral alınır

ç

ç ğ

k, akışkan ilplanır.

apılınca;

em d de yeri

Şeki

ıcı filmin he), yağ filmi

kat edilirse hl 13.12 de k

ularında değBasıncın y ve

vi alınıp den

rsa (x sabit)

le sınır yüze

0

2

ine yazılırsa

12

il 13.12 Y

erhangi bir ykalınlığı (h

hız değişimikesik kesik ç

ğişmektedire z doğrultu

nklem b de y

),

:

:1

eyler arasınd

0

2

a;

Yağlayıcını

yz düzleminh) ve yüzey i iki terime çizgi ile gös

r. / kısularında değ

yerine yazıl

1

1

2

da kayma k

0

ın Hız Deği

ndeki hız dahızının (U)bağlıdır. 1) sterilmiştir.

smi türev şeğişmediği ka

ırsa;

kabul edilme

işimi

ağılımını, m fonksiyonudüzgün dağ2) paraboli

ekil 13.11 veabul edildiğ

ez. Buradan

mesafenin (y)u olarak ifadğılım, ikincik dağılım is

16 

e ğinden

n ve

8

), basınç de i terimle se

17  

birinci terim ile verilmiştir. Parabolik terim, düzgün değişim olan kısmın toplanması ya da çıkarılması sonucu ya pozitif ya da negatif olabilir. Basıncın maksimum olduğu yerde dp/dx=0, olur ve hız dağılımı denklem 8 den aşağıdaki gibi ifade edilir.

Yağlayıcının birim zamanda belli bir debiyle ,şekil 13.11 de görülen z doğrultusundaki

kesitten aktığını kabul edelim.

2 12

Sıkıştırılamayan akış için, debi (akış oranı) kesit boyunca aynı olmalıdır.

0

Denklem e de gerekli işlemler yapılırsa;

2 120

veya

6 9

Denklem 9, bir boyutlu akış için Reynolds denklemidir. Yapılan kabulleri özetlersek: Newtonian akışkan, sıkıştırılamaz, sabit viskozite ve yerçekimi veya atalet yükü, laminer akış, sınır tabakada kayma yok, yağ filminin çok ince olması nedeni ile film kalınlığı boyunca basınç değişimi yok ve mil çapı sonsuz (z- yönünde akiş yok) düşünülmüştür. z-yönünde de akış olduğu düşünülürse, aynı yöntemle iki boyutlu akış için Reynolds denklemi elde edilir.

6 10

Denklem 11 için analitik çözüm yoktur. Sadece sayısal ve analog çözümler mevcuttur. Uygulamada modern yataklar eskilere nazaran daha kısa yapılmaktadır. Genelde L/D oranı 0.25 ila 0.75 arasında değişmektedir. Bu durumda toplam akışın çok büyük bir kısmı z yönünde yataktan dışarıya doğru akar. Böylece, kısa yataklarda x –doğrultusunda basınç değişimi göz önünde bulundurulmaz. Buna göre;

6 11

 

DenklemBu pros 13.9 H

Denklemsonsuz uçözüm odurumdtasarımıpratik kşekillerdyataklarkullanıl Raimondeğişkekarakte

S değeri

m 9, 10 ve 1sese genel o

HİDRODİN

Şek

m 9 un çözüuzunlukta oolan Ocvirk

da da gerçeğında sıkça k

kullanım içinde gösterilmr (60o, 120o arak elde ed

ndi ve Boydeni, S, gibi beristik numa

i hesaplanır

11 integral eolarak Ocvir

NAMİK YA

kil 13.13

ümü ilk kezolduğu kabuk kısa yatak ğe çok yakınkullanılmaktn eğriler eldmiş olup, ya

veya 180o)dilmiş birço

d grafiklerinboyutsuz yatarası olarak

rken kullanı

edilip kaymrk,s kısa ya

ATAKLAR

En İnce Fi

1910 yıllarulü yapılarak

çözümü (den sonuçlar vtadır. Raim

de etmişlerdatak tasarıml ve eksenel

ok yatak değ

in tümü yattak paramet

k adlandırılı

ılacak birim

malı yataklaratak yaklaşı

RDA TASA

ilm Kalınlı

rda yapılmışk son derecenklem 11)

vermektedirmondi ve Boydir. Bu eğrillarında kull yataklar içiğeri şekil 13

tak karaktetreleri ile ifaır.

mler;

rın tasarımınımı denir.

ARIM EĞR

ığının Değiş

ş olup, L/D e iyi sonuçl, L/D oranın

r. Günümüzyd denklemler şekil 13.lanılmaktadinde eğriler3.20 de göst

ristik numafade edilmek

nda ve anal

RİLERİ

şim Grafik

oranının 1.lar elde edilnın 0.25 ila de denklem

m 10 nu nüm13 ila 13.19

dırlar. Raimor elde etmişlterilmiştir.

arası veya Skte olup, bu

lizinde kulla

kleri

5 dan az velmiştir. Diğe0.75 olduğu

m 11 kısa yatmerik olarak9 arasındakiondi ve Boylerdir. Eğril

Sommerfeldurada S, yata

18 

anılır.

e yatağın er u tak

k çözüp i yd kismi ler

d ak

19  

, ,, ,

;

, ,, ,

.

Görüldüğü gibi S daha önce anlatılan nin ve ninkaresininfonksiyonudur. Eğriler

logaritmik skalada çizilmiş olup lineer (düzgün) kısmı 0 ila 0.01 arasındadır. Şekil 13.18 ve 13.19 daki eğriler elde edilirken yağın atmosferik basınçla yatağa girdiği, yağın debisinin değişmediği ve yağ kanallarının göz önünde bulundurulmadığı durumda elde edilmiştir. Yağlama süresince yağın sıcaklığının yatak girişi ve çıkışı arasında değişmediği dolayısıyla viskozitenin değişmediği kabul edilmektedir. Şekil 13.14 ile şekil 13.19 za kadar olan tüm şekillerde gösterilen eğriler herhangi bir yatağın performans değerleri L/D oranının 0.25 den büyük herhangi değerleri için Raimondi ve Boys in verdiği aşağıdaki İnterpolasyön denklemi kullanılarak elde edilmiştir.

1 181 1

21

4 131

21

4

141 1

4 124

1 12

12

Burada, y istenen ve L/D oranının ¼ den büyük olduğu performans değeridir. Ayrıca, sırasıyla

, , / ve / yatağın L/D oranına karşılık gelen değerler olup sırasıyla ∞, 1, dür.

 

Ş

Şekil 1

Şekil 13.14

13.15 Ma

Sürtünm

aksimum F

me Katsayıs

Filim Basın

sının Değiş

ncının Belir

keni Grafiğ

rlendiği Gra

ği

afikler

20 

 

Şe

Şek

kil 13.16

kil 13.17

Minimum

Maksimu

m Filim Kal

m Filim BaBelir

lınlığının ho

asıncının Orleyen Graf

o Olduğu Y

Olduğu ve Ffikler

Yeri Belirley

Filimin Kay

eyen Grafik

ybolduğu Y

21 

kler

Yeri

 

Şekil 13.1

Şekil 13.

9 Kenar

18 Akışk

r Akışının T

kan Değişk

Toplam Ak

kenlerinin G

kışa Oranın

Grafikleri

nı Gösteren

n Grafikler

22 

 

Problemçapı 2 inkullanıl130oF dRaimon

filimin m

Kenarda

V1İ

s

d

Şekil

m 3: Şelik 1nch olup radmakta olup

dır. ndi-Body gr

maksimum

an akan yağ

Verilenler:130oF İstenenler:

sürtünmesin

debisini, ya

l 13.20 F

13.21 de gördyal yönde atmosferik

rafiklerini ku

basıncını, a

ğ kadar yata

: D = 2 inch

Raimondi-

ni, filimin m

ağlamada ku

Ş

Filimin Bası

rülen kaym1000 lb yük

k basınçla ya

ullanarak, m

açıları ağa sürekli y

h, L = 1 inch

-Body grafik

maksimum b

ullanılan ve

ekil 13.21

ınç Dağılım

malı yatağın kü 3000 rpmağlama yapm

minimum fil

, ve

yağ katılma

h, c = 0.001

klerini kulla

basıncını, aç

dışarıya ak

Basit Ka

mını Göster

boyu 1 inchm de taşımamaktadır. Y

lim kalınlığ

ve toplam

ktadır.

15 inch, n =

anarak, min

çıları kan yağ debi

aymalı Yata

ren Polar G

h, toleransı 0aktadır. SAEYağ filiminin

ğını, yatak sü

yağ debisin

= 3000 rpm,

nimum filim

, ve v

i oranlarını

ak

Grafik

0.0030 inchE 20 yağı n ortalama

ürtünmesin

ni bulunuz.

, W = 1000

m kalınlığını

ve toplam y

bulunuz.

23 

h, muylu

sıcaklığı

ni,

lb, T =

, yatak

yağ

24  

Öncelikle verilenlerden yatak karakteristik numarasının hesaplanması gerekmektedir. Çünkü bütün grafikler bu değere bağlı olarak hazırlanmıştır.

Burada; p = W/(LD) 4450

0.025 0.050 .

Şekil 13. 6 kullanılarak viskozite

. .

250.04

23 10 503560000

.

S = 0.13 ve L/D = 1/2 = 0.5 kullanılarak Şekil 13.13 den, / 0.245 ve buradan

0.245 0.04 .

Şekil 13.14 den, (R/c) = 4.25 ; buradan; =(4.25)(0.04)/25 = 0.0068 Şekil 13.15 den, p/pmax = 0.29, buradan; pmax = 3560000/0.29 = 12275862 Pa

Şekil 13.16 den, o

Şekil 13.17 den, ve

Şekil 13.18 den, 5.25 5.25 25 0.04 50 25 .

Şekil 13.19 den, 0.85, buna göre yağın %85 inin sürekli yağlama yağına ilave

edilmesi gerekirken %15 si yatakta kalır.

NOTE: Burada sadece dengede olan ve radyal yükün hiç değişmediği bir problem çözülmüştür. Gerçek sistemde örneğin krank milinde yükler çok hızlı bir şekilde çok büyük değerlere ulaşabilmekte ve yağ filimi sıkıştırılmakta ve sonra tekrar yük azalmaktadır. Bu durum çok az zaman aralıklarında olduğundan denge durumu söz konusu değildir. Bu olay bazen sıkıştırılan filim davranışı olarak adlandırılmakta olup, yağ filimi sıkıştırılan filim davranışı olarak incelenir.

13.10 YAĞLAYICI TEMİNİ

Hidrodinamik yağlama prensibinde yataktan sızan yağ miktarı kadar yeni yağın sürekli olarak yatağa kazandırılması gerekmektedir. Mühendisler bu amaca yönelik değişik yatak tasarımları yapmıştır. Yağ Halkası: Şekil 13.22 de görüldüğü gibi yağ halkası milin 1.5 ila 2 katı çapında imal edilmiş olup, milin üzerine serbest olarak takılır, fakat mil ile döner. Mil dönerken, halka yağı alarak milin üzerine taşır. Tecrübeler göstermiştir ki bu yöntem efektif yağlama için uygun bir yöntemdir.

 

Yağ Kaşdeposunyerçekim Çarpmayağı yatyağlanır Yağ Banparçanındönmeydönme hkaçınılm Yağ delexsenel basınçlaolduğu bBurada oranına biraz az Hidrodioluşturu

şığı: Buradna taşır. Yatminin etkisi

a: Burada htaklara ve er. Bu yöntem

nyosu: Bunn (milin, yayle birlikte yhızının artmmaz olur.

liği ve Kanaolarak dağı

a yatağın içibölgede hidyatak silindsahip olup,

zdır.

inamik yağlulması bazı

Ş

a mile takıltakların üstüiyle akan ya

hareket edentrafa fırlatırm motorları

na örnek Şekatağın) belli yağ tanecikl

masıyla türb

alı: Şekil 13ılımını sağlaine dağılır. drodinamik dir şeklinde , her bir tara

lamayı etkiluygulamala

Şekil 13.22

an kaşık şeküne gelecekağla yatakla

n (dönen) par. Her tarafaın tasarland

kil 13.10 dabir kısmı y

leri yatağın ülansların o

3.23 de yağ amaktadır. YGenelde yabasınç sıfırbir kanal il

afın genişliğ

lemeyecek şarda son der

2 Yağ Ha

klindeki park şekilde üstar yağlanır.

arçalar küçüa fırlayan budığı ilk yıllar

a görülmektyağ banyosu

içine taşınaoluşması ve

deliği ve kaYağ içeriye

ataklarda kara düşer. Bule ikiye ayrıği kanal olm

şekilde, silinrece zor ola

alkalı Yatak

rça yağ tankt yağ deposu

ük bir yağ bu yağla tümrda kullanıl

tedir. Şekildunun içine darak yağlam buna bağlı

analı görülme grince ya yanal istenmeu durum şekılmış olup h

mayan yatağ

ndir şeklindabilmektedir

k

kından aldığuna açılmış

anyosunun m yataklar ve

mıştır.

de de görülddaldırılmıştırma gerçekleş

olarak sürtü

mektedir. Yayerçekimi kemektedir çüil 13.24 de

her bir taraf ğın genişliği

de uygun birr.

ğı yağı üst yş olan delikl

içine hızla e piston silin

düğü gibi, dr. Bu durumştirilir. Fakatünmelerin a

ağ kanalı yakuvveti ya dünkü kanalıgösterilmişayrı ayrı L/inin yarısınd

r kanalın

25 

yağ lerden

dalarak ndirleri

dönen mda, at artması

ağın da ın tir. /D dan

 

Şekil 13 Yağ Pomyağlamakanalınıyağ kaykanalı d

3.23 Exse

mpası: Şeka sistemleri ın, her bir k

ymalı yatakldoldurur ve

enel Kanal

il 12.25 de kullanılır. M

kaymalı yatalara ulaştırılyatak içine

Şekil 1

lı Yatak

görüldüğü gMotorlarda,ağın miline lmaktadır. Kdağılır.

13.26 Kr

Şekil 13

gibi, kayma, krank şaftıacılan delik

Kaymalı yat

ank Milind

3.24 SilinDağı

alı yatak yağının içine açk ile birleştitağa ulaşan

deki Yağ D

ndir Kanallılımı

ğlamalarındçılmış olan rilmesiyle, yağ öncelik

elikleri

lı Yatakta B

da en çok poana yağ dağpompanın b

kle yatak üz

26 

Basınç

ompalı ğıtma bastığı zerindeki

27  

13.11 ISI YAYILIMI VE YAĞ FİLİMİ SICAKLIĞININ DENGESİ Denge durumunda, kaymalı yatakta üretilen ısının tamamı dışarıya taşınır. Bu durumda yağın sıcaklığı istenilen düzeyde tutulur. Genelde yağlama yağının sıcaklığı yaklaşık 70oC (160oF) civarlarında tutulmaya çalışılır. Yağ sıcaklığının yaklaşık 90oC ila 120oC (200oF ila 250oF) arasında olması durumunda petrol menşeli yağların yağlama özelliklerinde önemli oranda azalmalar görülür. Yağların yağlama özelliklerinin azalması nedeniyle kaymalı yataklarda hasar oluşmaya başlar. (Hatırlatma; maksimum yağ filimi sıcaklığı yağın averaj sıcaklığının çok üzerinde olabilir). Kaymalı yatakta kaybolan enerji (ğüç) sürtünme momenti ve şaftın dönme hızından hesaplanır. Bu kayıp gücün bir kısmı isi iletim yoluyla yataktan diğer makine parçalarına aktarılırken, önemli bir kısmı da ısı olarak belli bir debiyle akan ve belli bir özgül ısı değerine sahip (ısı kapasitesi çarpı yoğunluk) olan yağ tarafından yataktan uzaklaştırılır. Petrol menşeli yağlarda

1.36 veya 110

. Yağ sıcaklığının ısıl dengesi yataktan çevreye aktarılan ısıya direk olarak bağlıdır. Yataklar tasarlandıktan sonra, çalışma esnasında yatakta oluşan sıcaklık dağılımı ölçümleri yapılarak, yatağın fazla ısınıp ısınmadığı kontrol edilmelidir. Denklem 13 kullanılarak yataktan atılan ısı yaklaşık olarak hesaplanabilir.

13

14

H : Transfer edilen ısı (watt) C: Birleştirilmiş (ışınım ve taşınım) ısı transfer katsayısı (watt/(saat m2oC)) A: Yatağın yüzey alanı (m2) to: Yatağın (yağ filminin) ortalama sıcaklığı (oC) ta: Yatak etrafındaki hava sıcaklığı (oC)

Tablo 13.1 de C katsayısı bazı koşullar için verilmiştir. Alan, şekil 13.22 de görülen bir yatak için genelde 20DL olarak alınabilir.

 

Tabl

13.12 Y Yeteri kyatak mfakat hayağlamakaynamkalınlığkullanılbahsi geengellenmalzem

lo 13.1 Ş

YATAK M

kadar basmamalzemesi olareketin başası oluşur, b

malar meydaından daha maz hale geecen sert panir. Tipik ka

melerinde ara

Şekil 13.22 y

MALZEME

a mukavemelarak kullanlangıcı ve b

bu durumdaana gelir. Bö

kalınsa miletirebilir. Eğ

arçacıklar yaaymalı yataanan öneml

Şek

ye Benzer Y

ELERİ

etine sahip nılabilirler. Öbitişi sırasına yatak ile möylece oluşal ya da yatakğer yatak matak malzemak tasarımı şi özellikler

kil 13.26a

Yataklar İç

ve düzgün yÖrneğin çel

nda kaymalımil yüzeyleran herhangik veya her i

malzemesi yumesinin içinşekil 13.26asıralanmışt

Kaymalı Y

çin Yaklaşı

yüzeyli metlik, yatak mı yatakta incrinde temast bir metal pikisinin de yumuşak bir

ne gömülerea da verilmitır.

Yatak Tasar

ık Isı Tran

taller kalın fmalzemesi olce filim ve ktan dolayı b

parçası, eğeryüzeylerini malzemede

ek mile zararş olup, aşağ

rımı

nsfer Katsay

filim yağlamlarak kullankarışık filimbir birine r yağ filmi bozarak en imal edilar vermeleri ğıda yatak

28 

yıları

masında nılabilir m

lirse

29  

1. Mekanik özellikler. Düşük elastik modülü ve düşük plastik şekil değiştirme özelliği şaftın eğilmesinden ve yatak ekseni ile mil ekseninin tam çakışmamasından dolayı oluşan bölgesel basınçların giderilmesinde, yatak malzemesinin yumuşak olması, ise yabancı maddelerin yatak malzemesinin içine gömülmesine müsaade ederek mil yüzeyinin bozulmamasını, düşük kayma gerilmesi, ise yüzey pürüzlüklerinin kısa sürede düzelmesini ve aynı zamanda yüksek yorulma direncine ve basma gerilmesine sahip olması ise, yatağa gelen yükleri güvenilir olarak taşımasını sağlar.

2. Isı özellikleri. Isı iletim katsayısı, ısının yataktan atılmasında, mil dönmeye başladığı anlarda, yatakla temas halinde olduğundan ısı temas yüzeylerinden geçerek yataktan uzaklaştırılır. Mil dönmeye başladığında ise ısı oluşan yağ filmi ve yatak elemanı üzerinden uzaklaştırılır. Herhangi bir şekilde mil ile yatakta oluşan ısıl genleşmeler sonucunda, milin yatağa sıkışmasına engel olmak için mil ve yatak malzemesinin ısıl genişleme katsayıları bir birine yakın olmalı ve bu özellikler istenilen yağ filimi özellikleri göz önünde bulundurularak yatakla mil arasındaki boşluk belirlenmelidir.

3. Metalürjik özellikleri. Yatak malzemesi mil malzemesi ile kaynamaya ve yüzey tutmasına karşı dayanıklı olmalıdır. Yani mil ve yatak malzemeleri bir birine kolayca kaynamamalıdır.

4. Kimyasal özellikleri. Yağlama sırasında oluşan oksitler veya dışarıdan gelen yabancı etkenler sonucunda mil ve yatak malzemeleri korozyona karşı dayanıklı olmalı.

En çok kullanılan yatak malzemesi babbitts (kalay esaslı) malzemelerdir. Bunlar bir kaç guruba ayrılıp; teneke temelli olanlar (%89 Sn, %8 Pb, %3 Cu ve diğerleri), kurşun temelli olanlar ( %75 Pb, %15 Sb, %10 Sn) ve bakır temelli olanlar (büyük bir kısmi bakırdır. Ayrıca, bakır kurşun, teneke bronz, alüminyum ve bronz da kullanılır. Bunlarla birlikte, gümüşte yaygın olarak kullanılan yatak malzemeleridir. Yukarıdaki malzemeler yumuşaklıkları nedeniyle yabancı parçacıkları içine almakta iyi olmalarına karşılık, yorulmaya ve basmaya karşı çok dayanımlı olmadıklarından yaklaşık 120oC (250oF) üzerindeki sıcaklıklarda kullanılmaları tavsiye edilmez.

Yatak maddesi çelik taşıyıcı zarfın üzerine, genel kullanım için 0.5 mm (0.02 inch) kalınlığında ve motorlarda ise 0.13 mm (0.005 inch) kalınlığında dökülür. Bu kalınlıklar yorulma ya karşı en uygun kalınlıklar olarak ortaya çıkmıştır. Yatağın çelik zarfının hareketleri (deformasyonu) yatak malzemesinin kalınlığından bağımsızdır. Bazen yumuşak yatak malzemesi (babbitt) çok ince (yaklaşık 0.025 mm veya 0.001 inch) kalınlığında başka bir metal ile desteklenerek yatağın yorulma direnci daha da artırılabilmektedir.

 

Plastik vkullanılkullanılve oluklde yatağ

1. P2. P3. P4. P

Yatak m

1. Y2. Y

ve diğer elaabilirler. Örmaktadır. Blu olarak imğın kumlard

PTFE (TeflPA (PoliamPOM : DelrPI ve PMM

malzemesindYağlama yaYüksek bas

astik madderneğin gemi

Burada, plasmal edilmişldan temizlen

lon) mid) : PA6, Prin

MA(Polimeti

Şekil 13.26

de aranan öağı tarafındasma ve aşınm

ler şekil 13i şaftlarınınstik yataklarerdir. Su bunmesini sağ

PA66, PA4.

il Metagrila

6b Plastik

zellikler: an iyi ıslatılma mukave

.26b de görn (pervane Şr genelde biu yataklardağlar. Kayma

.6, PA 12 g

at) (yüksek s

k Yatakları

lmalıdır. emetine sahı

rüldüğü gibiŞaftının) yalir koruyucu an akarak healı yatak ola

ibi malzem

sıcaklıklard

ın Tasarım

ıp olmalıdır

i kaymalı yaltaklanmasıngövdenin iç

em yatağın yarak kullanıl

elerdir.

a)

Örnekleri

r.

atak olarak nda çine monte yağlanmasılan bazı pla

i

30 

edilmiş ını hem astikler:

 

3. Y4. Ç5. Y6. İ7. I8. K9. Ö10. Ç

13.13 H Daha önkaymalıiçeren dformülletasarım Birim Yyaklaşıkmaksimbasıncı

Yatak Ldaha eskuzatacağdüşer, faolur. K

Yatak zarfı Çalışma sıcYağsız kalmİmalatı kolaIsıyı iyi iletKorozyona Özgül ağırlÇok pahalı

HİDRODİN

nce basit birı yatak tasardaha kapsamer ve grafikbilgileri lite

Yükleme: Tak birim yükl

mum yük genda aynı ora

L/D Oranı: ki makinalağından, yata

fakat yağın yKısa yataklar

üzerine iyi caklığında sma durumunay olmalı vetmeli. dayanıklı oığı düşük ololmamalı.

NAMİK YA

r hidrodinamrımı şu ana

mlı hesaplamkler kullanılaeratür araştı

ablo 13.2 deler verilmeknel olarak nnda artar.

Tablo 13.2

Modern maarda bu oranak kenarlarıyatak içinder ise, şaftın

yapışmalıdertlik özellinda mile heme düzgün yü

olmalı. lmalı.

ATAK TA

mik yatağınkadar verile

malar gerektarak yatak tırmasıyla el

e uygulandıktedir. Motonormalde uy

2 Uygula

akinalarda Ln 1.0 civarınından sızan e kaldığı süreğilmesinde

dır (adeziv biğini kaybetmen kaynam

üzey elde ed

ASARIMI

n hesaplamaen bilgileri tirir. Buradatasarımı anllde edilebili

ıkları yerleror krank miygulananın y

andığı Yere

L/D oranı 0.ndadır. L/D yağ azalır.

renin uzamaen ve uygun

bağları yükstmemelidir.mamalı. dilebilmeli.

aları problemve bundan a deneysel olatılmaktadıir.

re göre geneili yataklarınyaklaşık 10

e Göre Yat

.25 ila 0.75 oranının büBuna bağlıası yağın dan yerleştirilm

sek olmalı).

m 3 de yapılsonra verileolarak elde ır. Çok daha

elde yataklana kısa sürekatı kadard

tak Birim Y

arasında deüyük olmasıolarak da y

aha fazla ısımemesinden

ldı. Normalecek bilgileredilmiş (ama detaylı yat

ar için seçileede olsa uygdır. Bu and

Yükleri

eğişmekte oı yatağın boyağ kullanımınmasına nen (eksenleri

31 

lde ri de

mpirik) tak

en gulanan a yatak

lup, oyunu mı eden in çok

32  

az sapması) fazla etkilenmezler. Yatak ve yatağın içindeki milin boyutlandırılmasında genelde şaft çapı milin eğilmeye karşı olan direnci göz önüne alınarak belirlenirken, yatak boyu yatağın kapasitesi (taşıyacağı yük) göz önüne alınarak belirlenir.

Kabul Edilebilir ho Kalınlığı: En az (minimum) kabul edilebilir filim kalınlığı, yüzey pürüzlüğüne bağlıdır. Minimum filim kalınlığı hesabı için birçok ampirik (deneysel) formül mevcut olup, aşağıda Trumpler’in önerdiği formül verilmiştir.

≧ 0.0002 0.00004

veya 15 ≧ 0.005 0.00004

Bu denklemler yüke etki eden uygun bir güvenlik katsayısı ile kullanılmalıdır. Trumpler düzgün yükler için güvenlik katsayısını SF = 2 önermektedir. Bunlarla birlikte, denklem 15 sadece maksimum yüzey pürüzlülüğünün 0.005 mm (0,0002 inch) geçmediği ve iyi geometrik düzgünlüğe sahip yataklarda kullanılır. Motor yatakları genelde hızlı değişen ve çok kısa süreli maksimum değerlere ulaşan yüklere maruz kalırlar. Kaymalı yataktaki denge durumunun maksimum yükte olduğu kabul edilerek hesaplar yapılır. Hesaplanan filim kalınlığı gerçek filim kalınlığının üçte biri kadar bir değerdedir. Denklem 15 kullanılırken bu mutlaka göz önüne alınması gereken bir durumdur. Gerçekte bu durum için sıkıştırılabilen filim davranışı göz önüne alınmalıdır. Sıkıştırılabilen filim davranışı burada incelenmeyecektir.

Tolerans Oranı (c/R veya 2c/D): Mil çapı 25 mm den 150 mm ye kadar olan miller için, iyi tasarlanmış yataklarda bu oran 0.001 olarak alınır. Genel tasarımlar için 0.002 ve daha kötü tasarımlar içi se 0.004 olarak alınabilir. Genelde bu oran tasarımcı tarafından belirlenir.

Aşağıda hidrodinamik yatak tasarımı yapılırken göz önüne alınacak önemli maddeler sıralanmıştır.

1. Minimum yağ filmi kalınlığı kalın-filim yağlamasını oluşturacak kalınlıkta olmalıdır. Denklem 15 i kullanırken yük değişimini ve yüzey pürüzlüğünü hesaba katmak gerekir.

2. Uygun bir filim kalınlığında en düşük sürtünme olması sağlanmalıdır. Tasarımda, şekil 13.13 deki uygun alanda kalınmalıdır.

3. Mutlaka yeteri kadar debide, temizlikte ve uygun sıcaklıkta olan yağın yatağın girişinde her zaman hazır olması gerekir. Bu durum pompalı sistem ve yağ soğutucu gerektirebilir.

4. Yağın maksimum sıcaklığı kabul edilebilir değerlerden (genelde 100oC veya 200oF) az olmalıdır.

5. Yağ yatak boyunca uygun bir şekilde dağılmalıdır. Bu durum yatağa kanal açılmasını gerektiriyor olabilir. Eğer yatağa kanal açılacaksa, kanalın maksimum basıncın oluşacağı bölgeden uzak tutulması gerekir.

 

6. Yk

7. Tuz

8. Mkaö

9. Kokfh

Problemtaşımakolup, yatoleransgiriş ve Verilen

İstenenyatak bo

Çözüm

1. Ta

Yatak için çkorozyona kTasarım, muygun olmazarar görebMil yatak içkontrol edilaltında kalmönünde buluKabul edileolunmalıdırkontrol edilfaktörlerdenhesapladığı

m 4: Şekildktadır. Şaftınağ filiminin sını hesaplayçıkış debisi

nler: n = 18

nler: L = ? oyunca yağ

:

Türbin yataaralıkta ver

çalışma sıcakarşı dayan

milin eğilmesayan yüklerilir. çinde dönmlmelidir. Yamalıdır. Eğeundurulmal

ebilir toleranr. Çalışma tolmelidir. Yan etkilenereından bir de

de görülen bn çapı 150 msıcaklığı 82yın. Ayrıca ini ve yatak

800 rpm, W

sürtünsıcaklığını

Şekil 13.26

akları için tarilmiştir. p =

aklığında genıma sahip msinden ve düi karşılayab

meye başlarkatak basıncı er düşük hızlıdır. ns ve yağ violeransı ısılağ sıcaklığı ek yağın zamerece daha k

uhar türbinimm olarak v2oC de ve ysürtünme k

k boyunca y

= 17 kN, D

nmeden doğbulunuz.

6 Problem

ablo 13.2 de= 1.6 Mpa s

erekli direncmalzeme seçüzgün olma

bilmelidir. Y

ken ve durur her iki duru

zda uzun sür

iskozitesi içl genleşme vve buna bağ

manla değişkalın yağ ku

i kaymalı yverilmiştir.

yağ pompa ikatsayısını, yağ sıcaklığı

D = 150 mm,

ğan güç kay

m 4 İçin Ve

e yatak basıseçildi.

ci sağlayacaçilmelidir.ayan yatak -Yatağın bu ö

rken yatağaumda da 2 Mre kalınıyor

çin tasarımınve buna bağğlı olarak vmesine ned

ullanabilir.

atağı 1800 rYağlayıcı ole basılmaksürtünmedeını bulunuz.

, Yağ SAE 1

ybını, yağın

erilen Kaym

ıncı 1Mpa d

ak, yeteri ka

- mil yerleşmözellikleri o

gelen yükleMpa veya 3r ise, ince-fi

n uygun oldğlı aşınma giskozite değ

den olabilir.

rpm hızla dolarak SAE ktadır. Uyguen doğan gü.

10 ve sıcaklı

giriş ve çık

malı Yatak

dan 2 Mpa a

adar elastikl

mesinden golmaz ise, y

er hesaplan300 psi değeilim yağlam

duğundan emgöz önüne ağişimi ısıl Kullanıcı b

dönerken 1710 yağı seç

un yatak boyüç kaybını, y

lık 82oC

kış debisini,

k

a kadar olan

33 

liğe ve

elecek atak

nmalı ve erinin

ması göz

min alınarak

bazen

kN yük çilmiş yunu ve yağın

ve

n bir

 

B

Lo

2.

k

E

Gy

3. Rov

Bu değer L

L/D = 75/15orana göre y

Şekil 13.13kadardır. H

Şekil 13.6 d

0.037

Eğer S = 0.3

Görüldüğü yatak tasarı

Radyal yönolarak uyguve önceki g

= 75 mm o

50= 1/2 Buyatak basınc

10.15

den L/D = Hesaplar için

dan SAE 10

75

35 alınır ise

üzere S = 0mı için isten

ndeki toleranun alanın hegrafiklerden

Tab

1.6

olarak alınsı

u oran Raimcı yeniden h

1700050 0.075

1/2 için uygn S = 0.037 a

0 yağı için 8

1800

6.3 11.5

e, c = 0.0

0.35 için hesnilen koşulu

nsa karar veer iki tarafın

elde edilirk

lo 13.3 P

17000150ın.

mondi-Boydhesaplanırsa

gun yatak taalınsın.

82oC deki vi

60

10 .511 10

c/R = 0.0

0448 mm ve

saplanan tolu sağlamakt

ermeden öncna doğru hesken, Şekil 1

Problem 4 ü

.

d grafiklerina;

.

asarım aralı

iskozite

30

00184

e c/R = 0.00

lerans oranıtadır.

ce, , , ,saplayalım. 3.27 ise tab

ün c ye Gör

ni kullanmak

ığı S = 0.03

6.3 mPa.s

30

.

006

0.001 den

, değeTablo 13.3

blo 13.3 den

re Değerler

k için uygun

37 den S = 0

dır.

az olup, iyi

erleri c ye b3 hesaplaman elde edilm

ri

34 

ndur. Bu

0.35

bir

bağlı alardan

miştir.

 

Ş

4.

b

Bk

BbdkÖi

5. Bmau

Şekil 13.27

Şekil 13.27bir operasyo

Bu değeri hkatsayısı 2

Bu değer filbaşlangıçta debide akanküçük yatakÖrneğin. SAince filim k

Bu noktadamm aralığınaşınmalar oucuza yatak

7 Sabit)

gösteriyor on bölgesi e

≧ 0.00

hesaplanan eolarak ve en

Şekil1

lm kalınlığıyatak için k

n yağın etkik toleransı vAE 20 yaği kalınlığı

a yatak için tnda seçilir iolur. Boşluğkların imal e

,

ki boşluk celde edilir. F

05 0.0000

en küçük filn kötü koşu

750.15

13.13den;

ı olan 0.011kabul edilensiyle, yatakverir. Daha 82oC de, c 0.012

tolerans karse, yatak çağu biraz dahedilmesi mü

, , ,

c nin 0.04 mFakat bu de

04 150

lim kalınlığul için c = 0.

6.3 11.511

0.

1mm değerinn sıcaklık ço

k sıcaklığı vsonra, yatağ= 0.15 mm

hesaplan

rarı verilebialışma koşuha artırıp 0.0ümkün olur

nin c ile D

mm ila 0.15 menklem 15 il

.

ğı ile karşıla.15 mm alın

0 3010 2

06

nden daha kok gerçekçi

verilenden dğın aşınmasve 17 kN y

nır. Buda 0.0

ilir. Eğer yalları en iyi b

05 mm ila 0. Eğer boşlu

Değişimi

mm arasındle kontrol ed

ştıralım. Bunır.

.

.

küçüktür. Bi değildir. Gaha düşük osı ile daha kyük taşıması011 den büy

atak boşluğubölgede kal.09 mm arauk biraz dah

, , ,

daki değerledilmelidir

urada emniy

Bununla birliGenelde yükolur buda dakalın yağ kuı durumundyüktür.

u 0.05 mm ilsa bile yataasına çekersha artırılıp 0

35 

er için

yet

ikte ksek aha

ullanılır. da en

ila 0.07 akta ek, daha

0.08 mm

36  

ila 0.11mm arasına çekilir ise, yatak sürtünmeleri azalır buna bağlı olarak da yatak sıcaklığı düşer.

6. Yağlama yağı debisi Şekil 13.27 de görülmektedir. Yağlama yağı atmosfer basıncında ve yatağın girişinde her zaman hazır durumdadır. Yağ pompası yatağa sürekli olarak yataktan sızan miktar kadar basınçlı yağı basmaktadır. Basınçlı yağ kullanılması, yatağa gereğinden fazla yağın basılmasına neden olur ve de birim miktardaki yağın yataktan taşıdığı ısı azalır. Şekildeki yatakta kalan ve yataktan dışarıya akan yağ debisi arasındaki fark yatak boşluğu ile pek değişmez. Belli bir toleransla imal edilen yatağa yüksek duyarlılıkla basılan yağ debisinin, basıncındaki değişmeler takip edilerek, yatakta oluşan aşınmalar belirlenebilir.

7. Sürtünme sonucu oluşan güç kaybı Tablo 13.3 de veya şekil 13.27 de verilen herhangi bir c değeri için hesaplanır. Şüphesiz en büyük kayıp, boşluğun en az olduğu durum için söz konusu olur. Hesabı c = 0.04 mm tolerans için yaparsak,

217000 0.0053

0.152

.

9550 9550

6.76 18009550

.

8. Kayıp gücün (1.27 kW) tamamının ısı enerjisine dönüştüğünü ve bu ısının yatağa

atmosfer basıncında belli bir debiyle giren yağ tarafından yataktan taşındığını kabul edersek. Yağın ısınması şöyle hesaplanır.

∆ ∆

∆1270

21.5 10 1.36 10 ∆ .

9. Yağın yatağa giriş sıcaklığını 60 oC kabul edersek, çıkış 103.4 oC olur ki bu değer

sıcaklık limiti olan 100oC nin üzerindedir. Eğer yatak boşluğunu 0.05 mm ye çıkartırsak, yağ debisini artması ve sürtünme kuvvetlerinin azalması sonucu, yağ çıkış sıcaklığının çok fazla düşeceğini hesaplarız. Bunlarla birlikte bu değerler atmosfer basınçlı yağ için olup, gerçekte yağın pompa ile basılıyor olmasından dolayı, yatağa daha fazla yağ girmiş olur.

37  

Yatak boyu, L = 75 mm Radyal yatak boşluğu, c = 0.05mm ila 0.07 mm Kayıp Güç, P = 1.18 kW ila 0.99 kW

Yağ debisi, / ila 52100 / Yağ sıcaklığı değişimi, ∆ = 27.3 oC ila 13.9 oC

13.14 KARIŞIK YAĞLAMA

Karışık yağlama konsepti şekil 13.2b de gösterilmiş olup, sürtünme katsayısı ile / değerlerinin değişimi ise şekil 13.4 de verilmiştir. Karışık yağlamada yatak yüzeyleri çok düzgün dahi olsa, metal- metal temasının olduğu alan toplam yatak yüzey alanının çok az bir kısmıdır. Bunun sonucunda, bölgesel temas yerlerinde kısa süreli de olsa çok fazla basınç ve sıcaklık oluşmaktadır. Bu bölgeler herhangi bir şekilde korunmaz iseler, sürtünme soncunda yataklar kullanılamaz hale gelirler. Böyle durumlarda yatak yüzeylerinde bazı yağlayıcılar veya yağlayıcı özelliği olan katılar, örneğin, yağ, molibden disülfit, grafit ve gres gibi kullanılarak yağlayıcı bir yüzeyin oluşması sağlanır. Bu oluşan filimin kayma direnci az olduğundan yük altında kesilir ve oluşan sert yüzeyleri de ortadan kaldırır. Fakat hemen arkasında yeni bir filim tabakası takip eder. Bu filim tabakası yatağa gelen yükün az bir kısmını taşırken, yükün büyük kısmı yine hidrodinamik filim tarafından taşınır. Karışık yağlama genelde yatakların imalat tekniklerinin değiştirilmesiyle geliştirilebilirler. Sinterlenmiş yataklar buna genel bir örnektir. Bu yataklar genelde bakır, teneke gibi metal tozlarının basınç altında sinterlenmesi ile elde edilir ve daha sonra her iki metalin ergime sıcaklıklarının ortasına kadar ısıtılarak gözenekli bir yapıya kavuşturulurlar. Daha sonra bu yataklar kullanılmadan önce yağ banyosuna daldırılırlar gözenekli yapı sayesinde içlerine yağ emdirilir. Kullanım sırasında, yatağa emdirilmiş yağ basınç altında iken yatağın yüzeylerine yayılarak yağlama sağlar ve yük kalkınca tekrar yatak tarafından emilir. Bazı metaller (grafit) ve plastiklerin (teflon) doğal yapıları gereği sürtünme katsayıları düşüktür ve bu metallerden direk olarak düzgün yüzeyli yataklar üretilebilir. Bazı plastikler, örneğin naylon ve teflon, herhangi bir katkı maddesi kullanılmadan orta derecenin altındaki yükler için yatak malzemesi olarak kullanılmaktadırlar. Plastik yatak malzemeleri için iki önemli sorun vardır: 1) Malzemenin fazla yük altında akması, 2) ısı transfer katsayılarının düşük olması nedeni ile fazla ısınmalarıdır. Bu iki nedenden dolayı plastik malzemeler endüstriyel uygulamalarda pek kullanılmazlar. Bunlara karşın, karışık yağlama, tüm dişlilerde çeşitlerinde, silindirin içindeki piston hareketinde ve bir biri üzerinde kayan diğer makine parçalarında (rulmanlarda, kızaklı yataklarda) söz konusudur.

 

Göztasayatadeğedeğegresiçin değegerebulu

Ta

13.15 E Tüm döşaftın extarafınd

zenekli metaarlanırlar. Vak alanında eri 50000 (perinde çalışslikle yapılaherhangi bi

erler verilmekmektedir. unmaktadır.

Tablo 13

ablo 13.5

EKSENEL

önen şaftlar,xsenel yönü

dan taşınmak

al yataklar gerilen herhaoluşan sıcakpsi x fps) kutırılan yatak

abilir. PV deir yağlamay

miştir. Bu ya Tablo 13.5

3.4 K

Karışı

L YATAK

, örneğin kraünde yataklaktadır. Ekse

genelde basangi bir sürtklıkla orantullanılır. Uzklara yağ ilaeğeri yarıyaya gerek kalataklarla kul5 de ise meta

Karışık Yağ

ık Yağlama

ank şaftı, geanmalıdır. Benel yatakla

ınç, zaman tünme katsatılıdır. Gözezun zaman yave edilmela indirilmesilmaz. Tablollanılan millal olmayan

ğlamalı Por

alı Metal O

emi mili ve Bazı durumlarda, kayma

ve hıza veyayısına karşenekli metalyüksek sıcakidir. Yağ ilai durumund

o 13.4 de gölerin mutlakyatak malz

rost Yatakl

Olmayan Ya

diğerleri (şlarda eksen

alı yataklard

ya PV faktörılık gelen, Pl yataklar içklıkta yada avesi kılcal

da, uzun bir özenekli yatka sertleştiriemelerine a

arın Çalışm

atakların Ç

şekil 13.1 deel yük ayrı b

da olduğu gi

rüne bağlı oPV faktörü bçin maksimuyüksek PVburularla ykullanma z

taklar için gilmesi

ait değerler

ma Koşulla

Çalışma Ko

e görülmektbir eksenel ibi hidrodin

38 

olarak birim um PV

ya da zamanı gerekli

arı

oşulları

tedir) flange

namik

 

yağlamave karış Eğer şafkullanılyağın ekiçinde spet sayıtırmanm

Şekil 13veya peonlar kıEğer pebir dönm 13.16 R

Şekil

anın gerektişık yağlama

fta gelen yüır. Yağlamaksenel yatakilindirik olaısına da bağma hareketin

3.28 de görüetler belli birısmi olarak etlerin köşelme yönünde

RADYAL V

l 13.29 Rad

irdiği bir yaa mevcuttur.

ük büyük dea, dönmektek elemanlararak sürükleğlı olarak genin aynısı bu

Şek

ülen eksener açıda bellisabitlenmiş

leri sabit bire oluşur.

VEEKSEN

dyal Yatakl

atak iç tırma.

eğerlerde isee olan yatakrı arasından enmesi sonuerçekleşir. Şuraya uygul

kil 13.28

l yatakta, pei bir pivot eş ve bir birler açı ile kesi

NEL YATA

ların Monta

anması söz k

e Şekil 13.2k elemanının

dışarıya doucunda, yataŞekil 13.3 delanabilir.

Tipik Bir E

etler belli betrafında dönerine karşı bilmiş ise, bu

AK KONST

aj Şekilleri

konusu değ

28 de görüldn yağa kazaoğru savrulmak içi tırmaneki kaymalı

Eksenel Ya

ir sabit köşendürülerek belli acılardu yatakta hid

TRÜKSİYO

i; a) Silindi

ildir. Fakat

düğü gibi ekandırdığı memasıyla sağlnması olayıı yatakta olu

atak

e kırma acılmonte edilma döndürülmdrodinamik

ONLARI (T

rik, b) Kür

hafif yükle

ksenel yatakerkezkaç kulanır. Yağını, kullanılanuşan yatak i

larına sahipmiş olabilir müş olabilir

k yağlama sa

TASARIM

resel ve c) A

39 

erde sınır

k uvvetiyle n yatak

n sabit içi

p olabilir veya

rler. adece

LARI)

Açısal

 

Şek

Şekil

Şekil 13.31

kil 13.32 Tü

13.30 Parç

1 Parçalı Ra

ürbin Milin

çalı Radyal

adyal ve Ek

nin Radyal

l Kaymalı Y

ksenel Kay

Kaymalı Y

Yatak

ymalı Yatak

Yatak Tasar

k

rımı

40 

 

Şe

Şeki

ekil 13.33 Ç

il 13.35 Hid

Çok Kadem

Şekil 13.3

droelektrik

meli Su Pom

34 Polimer

k Santral T

mpasında R

r Kaplı Eks

Türbininin 5

Radyal Kay

senel Kaym

5,000,000 N

malı Yatak

malı Yatak

N Eksenel Y

k Uygulam

Yatak Tasa

41 

ası

arımı

 

Şekil 13.3

Şek

Şekil 1

36 1,000,00

kil 13.37 10

3.38 170,00

0 N luk Ek

00,000 N lu

00 N luk Se

ksenel ve Ra

uk Radyal K

erbest Rady

adyal Kaym

Kaymalı Ya

yal Kayma

malı Yatak

atak Tasar

alı Yatak Ta

k Tasarımı

rımı

asarımı

42 

 

Problemcidarlarm/s lik h Verilenİstenen

ÇözümK

B

S

P Problemdoldurudev/d hıtam mer

Verilen

İstenen

Çözüm

m 5: Şekildrına değmeyhızla hareke

nler: Şekilden: F = ?

: Kayma geri

BuradaSAE

Sürtünme K

Pistona uyg

m 6: Şekildulmuştur. İçtızla dönmekrkezine yerl

nler: M = 2.

n:

:

de boyutları yip pistonla et ettirmek i

eki boyutlar

ilmesini bul

E40yağının

Kuvveti:

gulanması g

de görüldüğüteki kaba 2.ktedir. İki kleştirilmiştir

.5 Nm, n= 8

verilen pistsilindir arasiçin gerekli

r, 30 oC de

lalım:

n30 Cdek

0.25

ereken kuvv

ü gibi iç içe5 Nm lik dö

kap arasındar. Yağın vis

800 dev/d, Δ

ton, silindir sında 30 oColan kuvve

SAE 40 ya

ΔΔ

kıviskozite

.1

0.0002

vet sürtünm

e iki kap bulöndürme moa toplam 0.8skozitesini b

Δr 0.4mm

içinde hareC de SAE 40eti bulunuz.

ağı, piston h

ΔΔ

ΔΔ

si:η

25

1000 0.1

me kuvvetine

lunmakta olomenti uygu

8 mm boşlukbulunuz?

m , L = 110

eket etmekte0 yağı mevc

hızı = 1 m/s

.

4 0.011

e eşittir.

lup dıştaki kulandığındak olup içtek

0 mm ve D =

edir. Piston cuttur. Pisto

.

kabın içi yaa içteki kap ki kap dıştak

= 110 mm

43 

silindir onu 1

ğ ile n = 800

kinin

 

NOTE: Problem0.13 mmdönmendöndürmçıkan ıs

VerilenİstenenÇözüma)

b)

cp (centipo

m: 7 Şekildm lik boşluknin etkisiyleme momentı nedir?

nler: n = 12nler: M ?:

120Δ

oise) ye çevi

de görüldüğük mevcutture iki diskin atini bulunuz

200 dev/d, h , İsi kaybı =

60

2.5

.

irmek isteni

ü gibi biri sar. 240 mm çarasını tamaz? b) Yağın

= 0.13 mm= ?

2

0.04

.

2ΔΔ

3

.

irse 1 cp =

abit diğeri 1çapındaki diamen dolduviskozitesin

m, D = 240 m

3.14 12060 0.00

3012

2

3.14 0.11120

.

1 mPa.s

1200 dev/d iskler bir ya

urmaktadır. anin 40 mPa

mm, 40

302

00 0.120013

2.58 3.14 130

.

30Δ 2

1 800 00.0004

ile dönen ikağ kabına daa) Diske uy.s olduğu ka

mPa.s

15

.

1200

2

0.11

ki disk arasıaldırılmış olygulanması gabulüyle, or

30

44 

ında lup, yağ gereken rtaya

 

SINAV

Soru a)

a)

1. Y2. M3. Y4. E

b

Eğer az

2

SORU:yataklanedilmiştmili çapeksenel muylu çpistonunsürtünmrpm le d

V SORULA

(10P) Petro

b) (1

Yatakla milMuylu yataYağ filmi yEksenel doğ

;

bir yük W s

2 ;

Tek silindinmıştır. Anatir. Piston kpı 80 mm, y

yatak iç çapçapı 70 mmn önünde ol

me kayıpları dönerken: a

RI:

off denklem

10P) Petroff

l (muylu) mağın içine doyük taşımıyoğrultuda yağ

safta uygula

2

irli bir motoa yataklar ra

krank muyluyatak çapı 80pı 80.3 mm, yatak geniluşan basınç ihmal edili) Her bir ya

mini hangi k

f denklemin

merkezleri aroğru tırmanmor. ğ akımı yok

; 2

,

anırsa, sürtü

2

orda krank madyal ve ek

usuna sadec0.3 mm, yat

m ve eksenelişliği 35 mmç 3.0 N/mmiyor. Yağlamataklarda olu

kabuller yap

ni elde et.

rasında eksanma hareketi

k.

/

2 ;

ç2

ünme mome

mili iki adetksenel yatake radyal yattak genişliğl yatak boşlum ve yatak ç

m2, piton çapma yağının uşan sürtün

pılarak elde

antriklik yoi yapmıyor.

//

2

ç

enti şöyle if2

t ana yataklkların kombitakla bağlanği 60 mm, ekuğu 0.15 mmçapı 70.3 mpı 90 mm veviskozitesi

nme momen

edilmiştir?

ktur.

;

fade edilir,

2;

a motor gövinasyonu şenmıştır. Anaksenel yatakm dir. Pisto

mm dir. Yanme pistonla si50 mPa.s dtini, b)Topl

4

vdesine eklinde imala yataktaki k dış çapı 1

onun bağlanma sonundailindir arasındir. Krank mlam kayıp g

45 

l krank 00 mm,

ndığı a ndaki

mili 4000 gücü bul.

46  

Verilenler: 80 , 80.1 , 60 , 100 , 80.1 ,

∆ 0.15 , 70 , 70.1 , 35 , 3.0 , 90 ,

50 . , 4000 İstenenler: ü ü , ?, ? üç ? Çözüm: a) Muyluya uygulanan kuvvet, 3 45 Ana yataklara gelen kuvvet, 19076/2 Petroff denkleminden

2

Muyluda oluşan sürtünme katsayısı

190760.07 0.035

. /

2 2 3.140.05 4000/60 0.0357786122 0.00005

.

Ana yatakta oluşan sürtünme katsayısı 19076/20.08 0.06

. /

2 2 3.140.05 4000/60 0.041987083 0.00005

.

Sürtünme Momenti, Muyluda oluşan sürtünme momenti

0.006 19076 0.035 . Ana yatakta oluşan sürtünme momenti

0.026 9538 0.04 . Eksenel yataklarda oluşan sürtünme momenti

30

2 30

2 15

600.05

3.14 4000 0.05 0.04060 0.00005

.

b) Toplam sürtünme momenti

2 2 4.0 2 9.92 2 2.42 . Kayıp güç

9550 9550

23.72 40009550

.