KAYMALI YATAKLAR

Yüzeyleri arasında kayma hareketi ve yağ filmi bulunan yataklardır. Kaymalı yatakların avantajları:

– Daha sessiz çalışırlar

– Kuvvetli sarsıntı ve titreşimi daha kolay karşılayabilirler

– İki parçalı yapılabilirler, dış çap küçüktür ve daha az yer tutar

– Büyük yük taşıyabilirler

– Basit ve ucuzdur

• Genellikle yatak sistemi, hareketli eleman ( mil ) ve sabit eleman ( yatak ) olmak üzere iki elemandan oluşmuştur. Hareketli eleman genellikle çeliktir.

• Sabit eleman ( yatak ), çalışma şartlarının yarattığı etkileri karşılayacak özellikteki malzemeden imal edilir.

• Milin özellikle yatak malzemesinin seçiminde

– işletme şartları ve talepler örneğin yüklemenin büyüklüğü ve tipi, işletme sıcaklığı, yağlama tarzı v.b.

önemli olmaktadır.

• Kaymalı yatağı sağlıklı işletmek için koşul iyi bir yağlamadır.

• Kayma yüzeylerinin yağ filmi veya yağ tabakası ile birbirinden tamamen ayrılmış olması gerekir.

• Böylece yatak sürtünmesi ve aşınma en alt seviyede tutulabilir.

• Sıvı sürtünme fazının sürmesi gereklidir.

Bu ideal duruma erişebilmek için hidrodinamik yağlama teorisinin şu şartları yerine getirmesi gerekir.

Hareket doğrultusunda daralan bir aralık olmalı

Kayma yüzeyleri birbirine göre relatif hareket etmeli

Yağlama maddesi kayma yüzeylerine tutunmalı

Bu şartlar altındaki fiziksel olaylar şekilde gösterilmiştir.

açısı altında yataya eğimli duran düzlem, bir sıvı filmi üzerinde v hızı ile hareket etsin.

Düzlem altında sıkışan hidrodinamik yağlama kaması bir basınç oluşturur.

Basıncın dağılımı şekildeki gibidir ve en dar aralığın hemen önünde en yüksek basınca ( Pmax ) ulaşır.

Düzlem dış kuvvetle bir denge oluşuncaya kadar sıvı üzerinde yukarı kalkar ( su kayaklarında, yarış botlarında olduğu gibi ).

Sıvı basıncı hız ile artar. Yüzeye düzgün dağıldığı kabul edilen basınç ortalama basınçtır.

• Bir kaymalı yatakta

yağlama kaması; merkezi

olan yatak içindeki

muylunun yatak boşluğu

nedeniyle e kadar

eksantrik pozisyonu

sonucu oluşur.

e

• Muylu yatak kuvveti nedeniyle yatak yuvasında aşağıda bulunur.

• Hareket halinde ilk kalkış anında çok kısa bir süre kuru sürtünme hakimdir çünkü tabakalar arasına henüz sıvı girmemiştir.

• Mil yatak içerisinde sağa doğru tırmanır. Muyluya yapışan yağ birlikte sürüklenir.

Hız arttıkça yağ yüzeyler arasında yayılır, sınır sürtünmesi oluşur ve sürtünme katsayısı azalır.

Artan hızla mil sola doğru tırmanmaya başlar.

Hızın belli bir değerinde (geçiş devir sayısında) mil yatağa göre eksantrik bir konum alır, yağ tabakası oluşur ve sıvı sürtünmesi başlar.

Hız arttıkça mil merkezi ile yatak merkezi arasındaki eksantriklik azalmaktadır.

n = da her iki nokta çakışır. Bu durumda daralan yağ tabakası

kaybolur ve mil çok kararsız bir hale gelir.

Yatak sürtünmesi artan iç sıvı sürtünmesi sonucu yavaş yavaş artar.

Sıvı sürtünme durumunda basınç dağılımı şekildeki gibidir.

En yüksek yağ basıncı Pmax , yağlama aralığının en dar bölgesi h0 ‘dan hemen önce meydana gelir.

h0 ‘dan sonra yaklaşık aynı mesafede basınç sıfırdır, hatta alt basınç oluşumu söz konusudur.

Yüklenen yatak yarısına düzgün olarak dağıldığı düşünülen basınç ortalama yatak basıncı “ Pm “ dir.

Toplam yağ basıncı P muyluya etkiyen dış kuvvetler ile dengeyi sağlar.

• Malzemeden beklenen özellikler şu şekilde

sıralanabilir.

– Taşıma yeteneği, yani iyi bir basma mukavemeti

– Yorulma mukavemeti

– Aşınma ve korozyona dayanıklılık

– Mil malzemesi ile eş çalışma özelliği, yani yağsız

çalışma hallerinde ( ilk harekette ve yağın ani olarak

kesilmesi durumunda) mil malzemesine

kaynamamalıdır

– Abrazyon aşınmasını önlemek için dışarıdan gelen

sert parçacıkları bünyesine alabilmelidir. Bu nedenle

malzeme yeteri derecede yumuşak, yani elastiklik

modülü düşük olmalıdır

– Sürtünme katsayısı düşük olmalıdır

– İyi bir ıslanma yeteneğine sahip olmalıdır

– Düşük bir ısıl genleşme katsayısına sahip olmalıdır

– Kolaylıkla işlenebilmelidir

– Mümkün olduğu kadar ucuz olmalıdır

Madensel Yatak Malzemeleri

• Dökme demir:

– GG - 15 ve GG - 20 düşük yüklemeler, GG - 25 ve

GG - 30 ise yüksek yüklemeler için uygundur.

– Kullanım yerleri: Düşük yüklü transmisyon

yatakları, ev cihazları ve basit yataklar.

• Beyaz metal ( kalay alaşımı ):

– Beyaz madenin yapısı yumuşak bir kalay kütlesi

içinde dağılmış sert kristaller şeklindedir. Bu

yüzden mil malzemesiyle iyi bir eş çalışma özelliği

ve gömme yeteneği gösterir. Korozyon ve

aşınmaya dayanıklıdır. Oldukça düşük sürtünme

katsayısı vardır. Buna karşılık sertliği, basınç ve

yorulma mukavemetleri nispeten düşüktür. Bu

özellikler sıcaklığın artmasıyla ani bir düşüş

gösterir. LgPbSn5, LgSn80

• Bakır alaşımları:

– En çok kullanılanlardan biri bronzdur. Bronz kolaylıkla

işlenebilen, korozyona karşı iyi bir dayanıklılık

gösteren, nispeten küçük bir sürtünme katsayısı yaratan

ve oldukça sert bir malzemedir. Bakır esasına dayanan

yatak malzemelerinin ana kütlelerini sert bakır

oluşturur. Diğer alaşım elementlerinin ( Sn ve Pb )

yumuşak kristalleri ise bu sert kütle içinde yayılmış

durumdadır. G - SnBz14, CuSn8, MSnBz4Pb, Gz - Rg5.

– Kaldırma makinaların da, türbinler de, pompalar da,

takım tezgahların da kullanılır.

• Kadmiyum alaşımları :

– Sürtünme katsayısı küçük, yük taşıma yeteneği ve yorulma mukavemeti yüksektir.

• Alüminyum alaşımları :

– bazı alüminyum alaşımları yatak malzemesi olarak kullanılmaktadır. Korozyona dayanıklılığı, iyi ısı iletkenliği ve aşınma özellikleri beyaz madene yakın olan bu alaşımların başlıca mahsuru; ısıl genleşme katsayısının büyük olmasıdır. Nispeten sert olması sebebiyle gömme kabiliyeti düşüktür.

• Gümüş alaşımları:

– Pahalı olan bu yatak malzemesi, büyük

zorlanmalar gören yataklarda, başka yatakların

yetersiz olduğu yerlerde, uçak sanayinde

kullanılmaktadır.

• Sinterlenmiş malzemeler :

– İnce toz haline getirilmiş maden veya maden alaşımı bir kalıp içinde istenilen şekli almak üzere preslenir.

– Bu şekilde elde edilen topak ocakta sinterlenerek birbirinden ayrı olan parçacıkların birbirine kaynamaları sağlanır.

– Alt basınçta yüksek basınçlı yağa doyurulur. Yağ viskozitesi 0,05 - 0,1 St/ 500C.

– Bu işlem sonucunda içinde çok küçük mikroskobik boşluklar bulunan bir malzeme oluşur.

– Bu boşluklardan dolayı sinterlenmiş malzemeler, hacimlerinin % 20 - % 35’ine kadar yağ emebilirler.

– Çalışma sırasında sürtünmenin bir sonucu olarak oluşan sıcaklığın etkisiyle malzemenin parçacıkları genleşir ve bunların arasında bulunan boşluklar küçülür.

• Boşluklarda bulunan yağ çalışma yüzeyine iletilir. Böylece kendi kendini yağlayabilen ve gözenekli yatak denilen bir sistem ortaya çıkar.

• Genellikle sinterlenmiş malzemelerin mukavemeti, döküm yoluyla elde edilmiş yatak malzemelerininkinden daha düşüktür.

• Ev cihazları, büro makinaları, pompalar, pikap ve teyplerde kullanılır

Madensel Olmayan Yatak

Malzemeleri

• Plastik malzemeler :

– En çok kullanılan plastik malzeme naylon ve teflondur.

– Sürtünme katsayıları küçüktür, suya, özellikle teflon

kimyasal çözücülere dayanıklıdır.

– Ancak ısı iletkenlikleri kötüdür, ısıl genleşme katsayıları

büyüktür.

– Kuru yatak olarak çalışır.

– Uzun süre yağa ihtiyaç yoktur.

– Çelik veya bronzdan bir yatak çerçevesi gerektirebilirler.

• Diğer malzemeler :

– Ayrıca yatak malzemesi olarak su içinde çalışan

yataklar için sentetik lastik ve sert odun

kullanılmaktadır.

– Hassas cihaz yataklarında kullanılan safir, koridon

ve elmas gibi kıymetli taşlardan yapılmış yatak

malzemeleri mevcuttur

Hidrodinamik Yataklar

• Hidrodinamik Teori:

– Hidrodinamik yağlama, yüzeyler arasındaki

boşluğun şekline ve izafi hıza bağlı olarak, bu

yüzeylerin birbirinden tamamen ayrılması için

yeterli derecede bir basınca sahip yağ tabakası

meydana getiren yağlama sistemidir.

• Hidrodinamik teorinin amacı, bu basıncın

hangi koşullarda meydana geldiğini, değerini

ve bu basınca bağlı olarak yatağın yük taşıma

kabiliyetini, sürtünme katsayısını, yağ

miktarını ve sıcaklığını hesaplamak için

gereken denklemleri meydana getirmektedir.

• Hidrodinamik teorisinin genel denklemi

Reynolds denklemidir.

x

h u6 = )

z

p h (

z +)

x

p h (

x

33

x,z : Koordinat sisteminin eksen takımı

u : Yüzeyler arasındaki izafi hız

h : Yağ tabakasının kalınlığı

p : Yağ tabakasındaki basınç

• Denklemden görüldüğü gibi basınç u ve e bağlıdır.

• u = 0 veya (h = sbt) olduğu taktirde basınç ve buna bağlı olarak hidrodinamik sıvı sürtünmesi meydana gelmez.

• Hidrodinamik teori ile ilgili denklemlerin çözümünde sayısal yöntemler kullanılmaktadır.

• Sonuçlar, pratik hesap bakımından çok elverişli olan boyutsuz faktörlerle ifade edilmektedir.

h

x

0 x

h

Hidrodinamik Radyal Yataklar

• Genellikle radyal yataklarda mil hızı ile

dönmekte ve sabit durumda bulunmaktadır.

• Böylece hidrodinamik sıvı sürtünmesinin

meydana gelmesi için gereken izafi hız yerine

getirilmekte, ikinci koşul olan yağ tabakası

kalınlığının hareket yönünde daralması ise

milin yatağa göre eksantrik bir konum alması

ile gerçekleşebileceğinden milin yatak içine

boşluklu olarak monte edilmesi gerekmektedir

• Radyal yataklarda meydana gelen hidrodinamik basıncın x ve z yönlerindeki yayılışı şekilde görüldüğü gibidir.

• Basınç oluşan ve mil yükünü kaldıran yağ tabakası mil çevresinin bir kısmında ( x1 - x2 ) meydana gelmektedir.

• Buna hidrodinamik yağ tabakası veya bölgesi denmektedir.

• Yatağın hidrodinamik olmayan diğer bölgesindeki yağ sadece yatağın soğumasını sağlamaktadır.

• Yeterli miktarda yağ gönderildiği taktirde hidrodinamik bölge yaklaşık 1800 dir.

• Hidrodinamik teori düşük hızlı, salınım hareketi yapan, gresle yağlanan veya kuru çalışan yani sıvı sürtünme şartı aranmayan yatakların hesaplanmasında kullanılamaz.

Boyutsuz faktörler, temel kavramlar ve hesaplama

esasları aşağıdaki gibidir.

• Ortalama yüzey basıncı ( ortalama özgül yatak

basıncı ):

Yatak malzemesinin seçiminde önemli bir

kriterdir. (<Pmax) N/mm2 P

F

d bm

• Yatak malzemesi sıvı sürtünme fazında

deneysel olarak ortaya çıkan en yüksek basınç

değerine ( Pmax 4.Pm ) kalıcı deformasyon

olmadan dayanmalıdır.

• 1,5 kat emniyetle yazılacak olursa

Pmax 6.Pm< bAk

• Yatak boyutları:

Mil çapı d genellikle bellidir. Yatak genişliği (b) tecrübelere dayanılarak;

– bağıntısına göre belirlenir.

– te yan kayıplar fazladır, hidrodinamik basınç

düşer. Uygun değildir.

– Eğer kenar basması yoksa mümkündür.

– aşılmamalıdır.

b

d0,5......1

b

d 0,5

1 d

b

b

d2

• İzafi ( Relatif ) yatak boşluğu:

, s = D - d (olması gereken yatak çapı -

mil çapı )

– Kurşun - kalay yatak malzemelerinde 0,5 / 1000

– Kurşun bronzu yatak malzemelerinde 1 / 1000

– Sinter metal yatak malzemelerinde 1,5 / 1000

değerlerinin altına inilemez.

s

d

• En düşük yağ filmi kalınlığı:h0

– Sıvı sürtünme fazında yatak ve milin eksantrik

konumu nedeniyle oluşan minimum yağ filmi

kalınlığı, en dar yağlama aralığıdır.

• Tüm işletme değerleri belli bir yatakta;

için yaklaşık olarak

b

d1

hs

2 2,35S

d

2 2,35S ( mm )0

0 0

s : ortalama yatak boşluğu ( mm )

: ortalama izafi yatak boşluğu

d : yatak adsal çapı ( mm )

S0: Sommerfeld sayısı

: Poise ; n: D/d ; Pm: N/mm2

• olması halinde h0 da sapmalar oluşur

fakat önemsiz değerlerdir.

SP P

n0

m m

2

8

2

10

b

d1

• Yatak değerlerinin bir kısmı belli değilse;

• ve S0 bilinmiyorsa, tasarım halinde

( mm )

• h0 0,005.....0,1 mm = 5...100m arasında

uygun değerler alınır.

hs

7

d0

7

Minimum yağ filmi kalınlığı, yüzey pürüzlülüğü:

• Sıvı sürtünme fazına geçiş bölgesinde kayma

yüzeylerinin tamamen ayrılması için gerekli yağ

filmi kalınlığı, kayma yüzeyleri pürüzlülük

değerleri toplamına en alt seviyede eşit olmalıdır.

• Bu değer minimum yağ filmi kalınlığından

düşüktür.

• hmin Rt 0,8.h0

İzafi yağ filmi kalınlığı:

olabildiğince < 0,3 (max. 0,4)

• alt sınıra yani 0,04’e yaklaşırsa sıvı sürtünme

için tehlikelidir.

• üst sınıra yani 0,3’e yaklaşırsa sakin ve stabil

dönme için tehlikelidir. Mil gezinmeye ve

titreşime başlar.

h

s/ 2

h

s

h

d

0 0 0

2 20 04,

Dinamik ve kinematik yağ viskozitesi:

• Yağın bir özelliğidir. İç sürtünmesi sayesinde kuvvet

iletilebilmesi için bir ölçektir. Yatağın sıvı sürtünme

bölgesinde taşıma kapasitesine önemli bir etkisi vardır.

• Yağların 50.....700C aralığında viskozitesi = 0,005...0,1

Pas

• Endüstriyel olarak kinematik viskozite kullanılır.

1St ( Stokes ) = 10-4 m2/s /sm 2

Sommerfeld sayısı:

• Yatak ölçülerine bağlı tanım büyüklüğüdür.

Yükleme değerleri ile sürtünme davranışı

arasındaki ilişkileri kapsar.

SP P

n0

m m

2

8

2

10

Pm : ( N/mm2 ); : Poise ; n ( D/d )

Geçiş devir sayısı:

• Sınır sürtünmeden sıvı sürtünmeye geçiş yani

kayma yüzeylerinin kalkışta tamamen ayrılması

durumunda (veya aksi “ durma “ durumunda ) söz

konusu olan devir sayısıdır. ( nü1 , nü2 )

• Geçiş devir sayısında ( nü ) yatak yağ basıncı dış

kuvvet ile dengeyi ancak sağlayabilmektedir.

Kalkış ve duruşlardaki geçiş devir sayıları farklıdır.

Geçiş devir sayısı daima işletme devir sayısından

küçüktür.

• Vogelpohl’a göre geçiş devir sayısı

Cü: Geçiş sabiti. Boyutlara ve yatak malzemesine bağlıdır.

Cü 1....2 (Genel olarak Cü = 1 dir.)

• Verilen bir geçiş devir sayısına göre yeterli olacak

minimum viskozite değeri ( min ) belirlenebilir.

• Normal olarak n / nü2 2,5....3 değerinin altına

düşmemelidir.

nP

d C ( D / d)ü 1,2

m

1,2 ü

1300

Yağ gereksinimi:

• Sıvı sürtünmenin sürekli sağlanması için kayma

yüzeylerinin sürekli olarak belirli bir yağ miktarı

ile beslenmesi gerekir. damlalık, yağlama halkası

veya pompa ile yağ takviyesi gereklidir.

• Gerekli yağ miktarı Klemenac’e göre;

Q 0,0003d2.b.n. (litre / dak) d, b: cm

Sürtünme ısısı, yatak sıcaklığı, soğutma yağı miktarı;

• Yataklar ısınmaya göre hesaplanır. Yatakta

sürtünme sonucu oluşan ısı

Q

F v 60

1000F v ( kj/ dak)R

0 06,

SS

SS

0

0

0

0

1

1

=3

=3

; F: N ; v: m /s

sürtünme katsayısı

bağıntılarından hesaplanır. Isının bir kısmı soğutma yağı,

bir kısmı da yatak ve mil üzerinden atılmaktadır.

i. İlave soğutma sistemi olmayan yataklar;

• Isı tamamen yatak parçaları üzerinden atılır.

QR = Q a = .A.( t - t0 ) ( kj / dak )

• yağ sıcaklığı

) C( tA

Qt 0

0R

QR : Sürtünme ısısı ( kj / dak )

: Isı iletim katsayısı ( kj / dak.m2 0C )

sakin havada = 0,85 kj / m2 0C

hafif hareketli hava = 1,25 kj / m2 0C (Normal durum )

şiddetli hareketli hava = 1,7 kj / m2 0C

A : ısı iletim yüzeyi ( m2 )

t0 : ortam sıcaklığı t0 200C

• Yatak sıcaklığı t = 60.....800C aşmamalıdır.

• Aksi halde ek soğutma tedbirlerinin alınması gerekir. t =50.....600C arasında olmasına özen gösterilmelidir.

A = AL + AW ( m2 )AW : milin soğutma yüzeyi (m2)

AW 0,25.AL (serbest millerde)

AL .H.( B + H/2 ) H, B: yatak kovan yüksekliği ve genişliği (m)

• Sadece mil çapının bilinmesi halinde tecrübi olarak AL ( 20..........25 ).d.b b ve d(m) Kapalı Açık

makinalarda makinalarda

ii. İlave soğutma sistemli yataklar

• Pompa ile yağın sirkülasyonu söz konusudur.

QR = Q a = .A.( t - t0 ) + c.. QK. .( t2 - t1 ) ( kj /dak )

Kovan Yağ sirkülasyonu Küçük olduğu için ihmal edilir

• ( litre/dak )

c. 1,7 ( kj/lt 0C) ( yağ )

c. 4,19 ( kj/lt 0C) ( su )

t 10....15 0C maksimum 200C olmalı.

QQ

c t

Q

,7(t - t ) K

R R

2 1

1

Yağ giriş basıncı:

• Pompa tarafından yatağa gönderilen yağın basıncı en az yatak kenarlarından kaçan yağın basıncına eşit olmalıdır. Aksi halde yüksek basınçta büyük yağ sürkülasyonu olur, istenilen soğutmaya ulaşılamaz.

• Kaçış basıncı Linnecker’e göre :

bar; : kg/m3 ; v:m/sn (1bar= 104 N/cm2 )

• Yağ giriş basıncı yağın en dar h0 kesitine girebilmesi için kaçış basıncından büyük olmalıdır.

• Pzü = . Pfü ( 10 emniyet katsayısı )

• Yağın pompa çıkış basıncı için, borulardaki basınç kaybının da dikkate alınması gerekir.

P vf ü

2 2

310 5

Radyal yataklar için hesaplama kademeleri:

• Pratikte karşılaşılan şartlara göre genel olarak şu verilerin mevcut olması halinde hesaplama aşağıdaki sırada yapılabilir.

A ) Yatak yükü ( F ), devir sayısı ( n ) ve daha önceki hesaplamalardan bilinen mil çapı ( d ) verilmiş olsun ;

• İşletme şartlarına bağlı olarak önce yatak malzemesi seçilir

• b/d = 0,5.....1 aralığından yatak genişliği seçilir.

• Pm yüzey basıncı hesaplanır ve kontrol edilir. İzafi

yatak boşluğu ve geçme tipi cetvel 18 ve cetvel

19‘dan tespit edilir.

• En düşük yağ filmi kalınlığı ‘den

hesaplanır. Minimum yağ filmi kalınlığı

hmin 0,8.h0 ifadesinden ve hmin Rt’den

bulunur.

hs

7

d

70

• İzafi yağ filmi kalınlığı, değeri 0,04< <0,4

olacak şekilde ifadesinden bulunur

(gerekirse düzeltilir ).

• ve b/d oranlarına bağlı olarak Şekil 20‘den S0

sayısı bulunur.

• Yağ viskozitesi (P) Pm: N/mm2

n:D/d olarak hesaplanır.

• Geçiş devir sayısı ‘den

hesaplanır. (Cü 1)

2 h

d

0

108

2P

S n

m

0

Cd

P1300n

ü1,2

m1,2ü

• 0C eşitliğinden yağ

sıcaklığı hesaplanır ve daha sonra ilave bir soğutmanın

gerekli olup olmadığına karar verilir.

• Duruma göre QK soğutma yağ debisi

(lt/dk) hesaplanır.

• Uygun yağlama yağı sıcaklığa göre Şekil 21‘den belirlenir.

• Gerekli yağ miktarı ve basıncı hesaplanır.

t 0,008v

AF b v t 0

QQ

c t

Q

,7(t - t ) K

R R

2 1

1

B ) Yükleme değerleri ( F, n ), tüm yatak değerleri (d, b, malzeme, geçme tipi, yüzey pürüzlülük değerleri) ve yağ viskozitesi () verilmiş ise, yatağın yeterli olup olmadığının kontrolü:

• ‘ye göre basınç hesaplanır ve kontrol

edilir. İzafi yatak boşluğu verilen ölçülerle

geçmeye uygun mudur, tespit edilir.

‘e göre Sommerfeld sayısı

hesaplanır.

pF

b dm

S0

8

2

10

P

n

m

• En düşük yağ filmi kalınlığı

hesaplanır ve Rt 0,8.h0 olup olmadığı kontrol

edilir.

• Geçiş devir sayısı

hesaplanır ve kontrol edilir.

• İşletme sıcaklığı t tespit edilir ve A’daki 9.....12

basamakları tekrarlanır.

h d

2 2,35S 0

0

nP

d C ü 1,2

m

1,2 ü

1300

C ) B’de belirtilen değerler verilmiş olsun. Belirli bir

geçiş devir sayısında (“ nü2 ” örn: nü2 = n/3) gerekli

olan yağ viskozitesi ve uygun yağ aranıyor olsun;

• Pm değeri hesaplanır.

• yağ viskozitesi hesaplanır.

• yatak boşluğu yatak boşluğuna uygun olarak

oluşturulur.

• S0 Sommerfeld sayısı elde edilir.

• En düşük yağ filmi kalınlığı h0 hesaplanır ve

Rt 0,8.h0 olup olmadığı kontrol edilir.

• t işletme sıcaklığı belirlenir ve A’daki 9....12

basamakları tekrarlanır.

Eksenel Kaymalı Yataklar

1. Düz Plakalı Dip Yataklar:

En basit, pratik, çok sık

kullanılan eksenel yatak

şeklidir. Çalışma esnasında

basınç dağılımı hiperboliktir.

Ortada en yüksek ve

kenarlara doğru azalır.

Aşınma ve ısınma çok

fazladır.

• Halka şeklinde olan dip yataklarda mevcuttur. Küçük

devir sayısı ve sarkaç hareketlerinde veya düşük yük

ve orta devir sayılarında kullanılırlar

• Ortalama yüzey basıncı:

PF

4(D d )

P ( N / mmm

a

2 2mem

2

)

( Pmem: cetvel 60 )

d/D 0,5....0,6 alınır.

• Duran muyluda:

Halka yüzeyinin ağırlık merkezine etkiyen

toplam sürtünme kuvveti FR1 ile, kalkış

momenti

M F L FR r

R r (Nm)Ra R1 1 a 0

3 3

2 2

2

3

0: Kalkıştaki sürtünme katsayısı ( cetvel 61 )

• Dönel muylularda:

Sürtünme kuvveti etki noktası basıncın

dengelenmesi sonucu halka yüzeyinin ortasına

doğru kayar. Küçük moment kolu ve sürtünme

katsayısı ( kayma sürtünmesi ) sonucu işletme

sürtünme momenti kalkıştaki sürtünme

momentinden küçüktür.

M F L FD d

4 ( Nm )R R 2 a

Cetvel 61 ( sınır sürtünme bölgesi )

• Bu tip yataklarda hidrodinamik yağlama, yağlama

kamasının olmaması nedeniyle mümkün değildir.

• Sıvı sürtünmesine yalnızca hidrostatik yağlama

ile ulaşılabilir.

• Bu da ancak sürtünen yüzeyler arasına yüksek

basınçla yağlama yağını göndermekle

mümkündür.

• Bu sayede sürtünen yüzeyler birbirinden ayrılır.

• Bu yataklarda hidrodinamik sıvı sürtünmesi

daralan bir yağ tabakası ile elde edilebilir.

• Bu amaçla yatak yüzeyi bir takım lokmalara

ayrılır ve bu lokmalara kayma hareketi

yönünde eğim verilir.

• Lokmaların eğimi sabit veya değişken olabilir.

Hidrodinamik Eksenel Yataklar

Hidrodinamik Yağlamalı Segmanlı Dip Yataklar:

• Halka yüzeyinin, işlenmiş yüzeylere sahip

parçalara ayrılması sonucu dip yataklarında da

taşıyıcı yağlama yüzeyinin oluşması sağlanabilir,

yani hidrodinamik sıvı sürtünmesi mümkündür.

• Segmanlı dip yataklar prensip olarak radyal

yataklar gibi hesaplanır.

• Aşağıda verilen hesaplar normal halde, % 80’lik

halka yüzeyi ve b 0,3dm ve L b şartları için

geçerlidir.

• En düşük yağ filmi kalınlığı

h0(mil kalktığında )

PF

0,8 d b

F

d b ( N / mmm

a

m

a

m

2

0 4,)

h 0,018d b n

P h ( m)0

m

m

min

:viskozite ( P )

dm, b: mm ; n: D / d

hmin : En ince yağ filmi kalınlığı (en düşük aralık) yatak

uygulamasına ve ölçülerine bağlıdır.

• En derin işlenebilecek kamalama yüzeyi t 1,25.h0 . Oynak segmanlar da bu işletme halinde kendiliğinden ayarlanır. Sıvı sürtünme bölgesindeki taşınabilir max. Yük

Fmax = 16.10-4 dm.b2.n. ( N )

• Fmax / Fa emniyet açısından incelenir. Örneğin; Fmax / Fa = 5 kat emniyetle ele alınırsa; gerekli yağın viskozitesi yukarıdaki ifadeden belirlenebilir.

h 2 (d b) mmin m

23 dm,b ( cm ) ( Gersdorfer’e göre )

• Fmax = 5 Fa 16.10-4 dm.b2.n. = 5.Pm .dm.b.1/0,4 0,78.104.

• Aynı değerde kalan eksenel kuvvet durumunda

( örneğin ; düşey türbin milleri ) geçiş devir

sayısı:

D/d

• Burada belirli bir devir sayısı nü < n ( örneğin ;

nü = n /5 ) için yağın viskozitesi elde edilebilir.

Emniyet için nü < n olmalıdır.

P

n 6

m

n10 F

d b ü

4

a

m

2

16

• Sıvı sürtünmesinin devamlılığı için gerekli yağ miktarı ( debisi ):

Q = 42.10-6.z.b.v.h0 (l /d) ; z:segman sayısı; b, h0: mm

• Yatakta oluşan sürtünme ısısı

eşitliğine

F = Fa ve yazılarak bulunur. Yatak ve yağ

sıcaklıkları radyal yataklarda verilen formüllerle belirlenir

( + < 600C )

vd n

60 m/ sn

m

Qf v

0,06 F v ( kj/ dak)R

60

1000

bP

v 03,0

m

Kaymalı Yatakların Yağlanması

• Yağ ile Yağlama: Bütün yük ve devir sayısı için bütün yataklarda

uygulanır. Mineral yağlar kullanılır. Molibden sülfid katkısı yağın

özelliğini arttırır.

• Gresle Yağlama: Küçük devir sayılı veya salınım yapan yataklar içindir.

Darbeli yüklemelerde ve sıvı sürtünmesinin olamayacağı durumlarda

uygulanır. Presler, kaldırma makinaları, ziraat makinaları.

• Su ile Yağlama: Ahşap, kauçuk ve lastikler için ( örneğin; valsler

pompa yatakları gibi ). Soğutma kapasitesi yağdan daha yüksektir,

yüksek yüklere maruz vals yataklarında uygulanır.

• Kuru Yağlama: Molibdensülfid veya Grafit yüksek sıcaklıklarda ve acil

yağlama için kullanılır. Düşük hızlı yataklarda, mafsallarda, kılavuz

kanallarında pasta şeklinde veya toz olarak uygulanır.

Polyamid Kaymalı Yataklar

Özellikleri:

• Bir termoplastiktir.

• Aşınmaya dayanıklı, kuru çalışabilir, korozyona mukavim, kenar basmasına hassas değildir.

• Isı iletimi düşüktür, bu taşıma kapasitesini azaltır.

• Kayma özellikleri iyidir. Cetvel 62’de polyamid çeşitleri ve özellikleri verilmiştir

Polyamid Kaymalı Yatakların Yüklenebilirliği:

• Bu, polyamid yatağın çalışması sırasında ortaya

çıkan ısıya ve atılabilmesine bağlıdır.

• t 800C’yi aşmamalıdır, aksi halde aşınma

ortaya çıkar.

• Yatakta ezilme olmaması için ortalama yüzey

basıncının büyük olması gerekir.

• Pmem 25 N/mm2 sınır değerdir. (v < 5 cm/s için )

• Yüklenebilirlik ( Pm.v )em ile sınırlıdır.

• Yatakta oluşan ısı, dışarıya atılan ısıya

denk olmalıdır

Q 0,06 F v 0,06 P v

= kd b

s t + k

d

2 t

R

1 2 s

m

d b

k1 = 1/2 ve k2 = 1/24 yatak uygulaması ile ilgili faktörler. = 0,23 W/m0K ısı iletim sayısı ( Polyamid ) s = 48 W/m0K ısı iletim sayısı ( Çelik mil için )

t : Sıcaklık farkı 0C;

t0 : 200C ortam sıcaklığı;

s,b : Yatak kalınlığı, genişliği

: Yatak sürtünme katsayısı 0,35 kuru çalışma;

0,12 bir kez greslenmiş

= 0,09 sürekli gresleme

= 0,04 su veya yağ ile

( p v ) t

26800(10

s

250

3 b) ( p v )

N

mm

m

s em mevcut 2

f : Nemli genleşme sayısı f : 0,003 Susuz yağlı yatak

f : 0,02 Sulu yağlanmış yatak

f : 0,005 Sulu yağlı kondüsyonlanmış yatak

t

t

(P v)

(P v)

/

mevcut

em

• Polyamid kovan metal bir kovan içine

preslenecek olursa, bir çap küçülmesi söz

konusudur.

• d = 0,007. ( d + 1,33.s ) mm

• Tecrübi olarak :

b (1...2.).d ; Rt 2....4 m

s 0,4 0,1 d mm

Konstrüktif Özellikler

• Radyal kaymalı yataklar kullanıldıkları yerin

özelliklerine göre gövde içinde basit bir delik

şeklinde olabileceği gibi gövdeye takılan bir

burç veya tamamen bağımsız bir sistem

içindeki bir burç şeklinde de olabilir.

• Burçlar tek veya iki parçalı olabilirler, tek bir

malzemeden veya iki-üç malzemeden meydana

gelebilirler.

• İki-üç malzemeden meydana gelen yataklar dökme

demirden, dökme çelikten, veya bronzdan temel

bir burç üzerine döküm, presleme veya

elektroskoplama yöntemi ile meydana getirilmiş

esas yatak malzemesi tabakasından oluşmuştur.

• Presleme veya elektroskoplama yöntemi ile

oluşturulan tabakaların kalınlıkları 1mm’den azdır.

• Tek parçalı olan burçların eksenel yönde tespiti

vidalı pim veya tek taraflı fatura ile sağlanır. İki

parçalı burçlar iki taraflı fatura ile tespit edilirler

• Yağın yatak içinde iyi dağılmamasını sağlamak için yatak burcuna

bir takım kanallar açılır.

• Giriş deliğinin hidrodinamik bölgenin dışında olmaması

uygundur. Aksi takdirde yatağın yük taşıma kabiliyeti düşer

• Yatak burçları gövdeye sabit veya millerin deformasyona uğraması durumunda kenar basmasını engellemek için oynak olarak monte edilirler.

• Oynaklık (açısal hareketlilik) gövdenin küresel yuvalı, burç dış yüzeyinin küresel veya burcun küresel ve sınırlama çıkıntılı yatak yuvasının silindirik olması ile sağlanabilir.

• Dalgalı yay kullanlılarak geliştirilmiş bir konstrüksüyonda milin deformasyon sonunda alacağı konuma göre yatağın kendisini ayarlamasını sağlar.

• Kaymalı yatak makine dışında bağımsız bir

sistem şeklinde ise gövdeleri tek parçalı, flanşlı

veya iki parçalı olabilir.

KAYNAKLAR

Yrd.Doc.Dr.Melih Belevi, Makine Tasarımı II Ders Notları

Prof.Dr.Mustafa AKKURT , Makine Elemanları

Prof.Dr.Hikmet RENDE , Makine Elemanları

Prof.Dr.Atilla Bozacı, Makine Elemanları

Yüksek Mühendis Şefik Okday, Makine Elemanları

Prof.Dr.Cahit Kurbanoğlu, Makine Elemanları Teori, Konstrüksiyon ve

Problemler,

Prof.Dr.Hikmet Rende, Makine Elemanları,

Prof.Dr.Gazanfer Harzadın, Makine Elemanları