Rulman Hesaplama (Yatak Belirleme)

Rulmanlar mekanizmalarda yataklama elemanı olarak kullanılırlar. Sahip oldukları bilyalar sayesinde, dönmenin etkisi ile oluşan, sürtünme kuvvetini sıfıra indirirler. Piyasada hazır olarak bulunması ise rulmanların tercih edilmesinin bir diğer nedenidir.

Tasarladığımız mekanizmada kullanacağımız rulmanı seçerken çeşitli hesaplamalar yapmamız gerekir.

Statik Yükleme Hali

Devir sayısı $n<20\ d/d$ ise bu durumda sistemde statik yükleme olduğu kabul edilir.

Bu durumda hesaplar kalıcı şekil değiştirmeye göre yapılır.

$f_s=\ C_o/F_{es\ o}$

$C_o=$ Statik Yük Sayısı diye adlandırılır ve değer tablodan bulunur.

$F_{es\ o}=$ Eşdeğer statik yüktür. Yataktaki mevcut yüklerin bileşimidir.

$F_{es\ o}=X_oF_r+Y_oF_a$

$X_o=$ Statik radyal faktör
$Y_o=$ Statik eksenel faktör
$X_o$ , $Y_o$ değerleri tablodan okunur.
$F_r=$ Yatağa radyal yönde etki eden kuvvet
$F_a=$ Yatağa eksenel yönde etki eden kuvvet

Rulmanın emniyetli olması için $f_{s(mev)}=f_{s(ong)}$

f_{s(mev)}=

mevcut olan

f_s

değeridir. Bu bizim yukarıdaki hesaplamalarla bulduğumuz değerdir.

f_{s(ong)}=

ise öngörülen

f_s

değeridir.

$f_{s(ong)}\geq1$ (Normal yükler ve normal talepler için)
$f_{s(ong)}\geq2$ (Darbeli yükler ve yüksek talepler için)
$f_{s(ong)}\geq0,5$ (Darbesiz yükler ve düşük talepler için)

Dinamik Yükleme Hali

Devir sayısı $n\geq20\ d/d$ ise bu durumda sistemde dinamik yükleme olduğu kabul edilir.

Bu durumda hesaplar yorulma hesabına göre yapılır.

$L_{10}=\left(\frac{C}{F_{es}}\right)^p$

$L_{10}$ Nominal ömür [milyon demir]

P= Üs değer. Bilyalı yataklarda “3”, makaralı yataklarda 10/3’tür.
C= Dinamik yük sayısı. Katalogdan okunur.
$F_{es}=$ Yataktaki eşdeğer dinamik yüktür.

$F_{es}=\ XF_r+YF_a$

X= Dinamik radyal faktör
Y= Dinamik eksenel faktör
$F_r=$ Yatağa radyal yönde etki eden kuvvet
$F_a=$ Yatağa eksenel yönde etki eden kuvvet

Sektörde işletme saati cinsinden ömür daha çok tercih edilen bir kavramdır.

$L_{10h}=\frac{{10}^6}{60n}L_{10}$

$L_{10h}=\frac{{10}^6}{60n}\left(\frac{C}{F_{es}}\right)^p$

$L_{10h}=500\frac{33,333}{n}\left(\frac{C}{F_{es}}\right)^p$

Bu ifadede;

$\sqrt[p]{\frac{L_{10h}}{500}}=f_L \rightarrow$ Ömür faktörü= dinamik yükleme indeksi

\sqrt[p]{\frac{33,333}{n}}=f_n \rightarrow

Devir sayısı faktörü

$f_L=\left(\frac{C}{F_{es}}\right)fn$

$f_{L(mev)}\geq{f_{L(ong)}}$

$L_{10h\left(mev\right)}\geq{L_{10h\left(ong\right)}}$

$f_{L(ong)},\ L_{10h\left(ong\right)}$ değerleri katalogdan seçilir.

Gerçekte, Kuvvet (F) ve devir sayısı (n)’nın değişken olması söz konusudur.

Burada iki durum söz konusudur.

a-) n sabit, F aynı yönde fakat büyüklüğü, lineer veya periyodik değişiyorsa

$F_{r(a)}=\frac{\left(F_{min}+2F_{max}\right)}{3}$

b-) n değişken, F ise n in fonksiyonu olarak değişiyorsa.

$F_{r(a)}=\sqrt[3]{{F_1}^3\frac{n_1}{n_m}q_1+{F_2}^3\frac{n_2}{n_m}q_2+\cdots+{F_i}^3\frac{n_i}{n_m}q_i}$

$n_m=\frac{n_1q_1+n_2q_2+\cdots+n_iq_i}{\sum{q_i=1}}$

Rulman Seçiminde

– Taleplere göre yatak tipi belirlenir.
– “ $C_o$ ” değeri hesaplanır. Yukarıdaki formüllerden.
– “ $C_o$ ” ve mil çapı değeri yardımıyla katalogdan seçim yapılır. Yatak numarası belirlenir.